пользователей: 21251
предметов: 10459
вопросов: 177801
Конспект-online
зарегистрируйся или войди через vk.com чтобы оставить конспект.
РЕГИСТРАЦИЯ ЭКСКУРСИЯ

21.1.Клас-я дис-х систем. Харак-ка р-ров. Способы выражения С растворов. 2. Ме, их хим. И физ. Св-ва.


Дисперсная система — это система, в которой мелкие частицы одной или нескольких веществ равномерно распределены между частицами другого вещества.Дисперсной фазой называют мелкие частицы вещества которое распределено в системе.

Дисперсийной средой называют вещество в котором распределена дисперсная фаза.

Гомогенная (однородная) дисперсная система – это система в которой между дисперсной фазой и дисперсионной средой нет поверхности раздела.

Гетерогенная (неоднородная) дисперсная система – это система в которой частицы дисперсной фазы имеют размер больше чем 1·10-9м и составляют отдельную фазу от дисперсионной среды.

Классификация дисперсных систем.

1. Классификация по степени дисперсности. В зависимости от размеров частиц дисперсные системы разделяют на такие типы:

а) грубодисперсные (d= 10-3-10-5 м) к ним принадлежат грубые суспензии, эмульсии, порошки.

б) средней дисперсности (d= 10-5-10-7 м) к ним принадлежат тонкие суспензии, дым, пористые тела.

в) высокодисперсные (d= 10-7-10-9 м) это коллоидные системы.

 

2. Классификация по агрегатному состоянию. В зависимости от агрегатного состояния дисперсной фазы и дисперсионной среды (газообразное- Г, жидкое- Ж, твердое-Т) можно разделить 9 типов дисперсных систем.

Таблица 1. Основные типы дисперсных систем

     

 

htmlconvd-pHz6hP_html_1157c1c2.jpg

3. Классификация по межфазовому взаимодействию. У дисперсных системах на границе раздела фаз действуют силы взаимодействия между частицами дисперсной фазы и дисперсионной среды. В зависимости от их интенсивности системы разделяют на лиофобные и лиофильные.

а) лиофобные это системы, в которых слабые силы межмолекулярного взаимодействия. К ним принадлежат лиозоли, аэрозоли, эмульсии, пены. Лиофобные золи это коллоидные растворы.

 б) лиофильные это системы, в которых интенсивное взаимодействие между фазой и средой. К ним принадлежат растворы высокомолекулярных соединений.

  Грубодисперсные системы – системы, размер частиц дисперсной фазы в которых превышает 10-7 м.

Коллоидные системы – системы, размер частиц дисперсной фазы в которых составляет 10-7 – 10-9 м. Коллоидные системы характеризуются гетерогенностью, т.е. наличием поверхностей раздела фаз и очень большим значением удельной поверхности дисперсной фазы. Это обусловливает значительный вклад поверхностной фазы в состояние системы и приводит к появлению у коллоидных систем особых, присущих только им, свойств. 

Иногда выделяют молекулярно(ионно)-дисперсные системы, которые, строго говоря, являются истинными растворами, т.е. гомогенными системами, поскольку в них нет поверхностей раздела фаз.

 Коллоидные системы, в свою очередь, подразделяются на две группы, резко отличные по характеру взаимодействий между частицами дисперсной фазы и дисперсионной среды – лиофобные коллоидные растворы (золи) и растворы высокомолекулярных соединений (ВМС), которые ранее называли лиофильными коллоидами. К лиофобным коллоидам относятся системы, в которых частицы дисперсной фазы слабо взаимодействуют с дисперсионной средой; эти системы могут быть получены только с затратой энергии и устойчивы лишь в присутствии стабилизаторов.

Растворы ВМС образуются самопроизвольно благодаря сильному взаимодействию частиц дисперсной фазы с дисперсионной средой и способны сохранять устойчивость без стабилизаторов. Лиофобные коллоиды и растворы ВМС различаются также и структурой частиц, составляющих дисперсную фазу. Для лиофобных коллоидов единицей структуры является сложный многокомпонентный агрегат переменного состава – мицелла, для растворов ВМС – макромолекула.

 

2. СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРОВ

В зависимости от содержания растворенного вещества растворы бывают разбавленные, концентрированные, насыщенные и перенасыщенные. Количественная характеристика способности вещества растворяться до образования насыщенного раствора называется  растворимостью. Растворимость определяется как:

а) количество вещества в граммах, которое необходимо растворить в 100 г растворителя для получения насыщенного раствора (m(г) / 100 (г));

б) количество молей растворенного вещества, которое содержится   в 1 л насыщенного раствора (моль / л).

В химической практике применяются растворы с различным содержанием растворенного вещества.  Для таких растворов используют следующие способывыражения концентрации растворенного вещества: массовая доля и  мольная доля растворенного вещества, молярная и моляльная концентрации, молярная концентрация эквивалента. 

2.1 Массовая доля (С%)

или процентная концентрация определяет, какую часть масса растворенного вещества  составляет от массы раствора (обычно в процентах), и рассчитывается как отношениеhello_html_m51603e96.gif

2.2 Молярная концентрация м)

или молярность определяет, сколько молей растворенного вещества содержится в каждом литре данного раствора, и рассчитывается как отношение количества растворенного вещества в молях  nм(х), содержащегося в растворе, к объему этого раствора:49ff1cc4969a044ccf998b9b7f494218.png

      2.3 Моляльная концентрация  (Cm)

или  моляльность определяет, сколько молей растворенного вещества приходятся на каждый килограмм растворителя, и рассчитывается как отношение количества растворенного вещества в молях  n(х)  к массе растворителя:    image006.png                          

2.4   N)

или нормальность определяет, сколько молей эквивалента растворенного вещества содержится  в каждом литре раствора, и рассчитывается как отношение количества растворенного вещества в молях эквивалента nэ(х), содержащегося в растворе, к объему этого раствора:i?id=18b2b1595fe831f34df4847da1f8bdea&n=

2.5 Мольная доля (Сm)

показывает, какую часть число молей растворенного вещества составляет от суммы числа молей растворенного вещества и растворителя в растворе. Для двухкомпонентного раствора состоящего из растворителя и одного растворенного вещества  мольная доля рассчитывается по уравнению:28201_html_m600158a8.gif

 


МЕТАЛЛЫ-в-ва, облад-е в обыч усл харак-ми,ме-ми, св-ми-высокими электрич. проводимостью и теплопроводностью, отрицат. температурным коэф. электрич. проводимости, способностью хорошо отражать световые волны (блеск), пластичностью.

Физические свойства металлов

Агрегатное состояние и температуры плавления. Температуры плавления металлов меняются в очень широких пределах. Самый легкоплавкий из металлов – ртуть – при комнатной температуре является жидкостью. Металл галлий плавится от теплоты человеческого тела.  Наибольшую температуру плавления имеет вольфрам, Металлы с температурой плавления выше 1000oC1000oC принято называть тугоплавкими.

Объясняются особым строением кристаллической решетки - наличием свободных электронов ("электронного газа").

1)     Пластичность - способность изменять форму при ударе, вытягиваться в проволоку, прокатываться в тонкие листы. В ряду ––Au,Ag,Cu,Sn,Pb,Zn,Fe® уменьшается.

2)     Блеск, обычно серый цвет и непрозрачность. Это связано со взаимодействием свободных электронов с падающими на металл квантами света.

3)     Электропроводность.

Объясняется направленным движением свободных электронов от отрицательного полюса к положительному под влиянием небольшой разности потенциалов. В ряду ––Ag,Cu,Al,Fe® уменьшается.

При нагревании электропроводность уменьшается, т.к. с повышением температуры усиливаются колебания атомов и ионов в узлах кристаллической решетки, что затрудняет направленное движение "электронного газа".

4)     Теплопроводность. Закономерность та же. Обусловлена высокой подвижностью свободных электронов и колебательным движением атомов, благодаря чему происходит быстрое выравнивание температуры по массе металла. Наибольшая теплопроводность - у висмута и ртути.

5)     Твердость. Самый твердый – хром (режет стекло); самые мягкие – щелочные металлы – калий, натрий, рубидий и цезий – режутся ножом.

6)     Плотность. Она тем меньше, чем меньше атомная масса металла и чем больше радиус его атома (самый легкий - литий (r=0,53 г/см3); самый тяжелый – осмий (r=22,6 г/см3).Металлы, имеющие r < 5 г/см3 считаются "легкими металлами".

7)     Температуры плавления и кипения. Самый легкоплавкий металл – ртуть (т.пл. = -39°C), самый тугоплавкий металл – вольфрам (t°пл. = 3390°C).

Металлы с t°пл. выше 1000°C считаются тугоплавкими, ниже – низкоплавкими

В химических реакциях металлы выступают в роли восстановителей и повышают степень окисления, превращаясь из простых веществ в катионы. 

Химические свойства металлов различаются в зависимости от химической активности металла. По активности в водных растворах металлы расположены в ряд напряжений. 

В этот ряд, составленный русским химиком Н.Н. Бекетовым, включен также неметалл водород. Активность металлов убывает слева направо:

Запомнить! Металлы, стоящие в ЭХ ряду после водорода, называют неактивными металлами.

Металлы, расположенные в ЭХ ряду до алюминия называют сильноактивными или активными металлами.       

Общие химические свойства металлов

1) Многие металлы вступают в реакцию с типичными неметаллами – галогенами, кислородом, серой. При этом образуются соответственно хлориды, оксиды, сульфиды и другие бинарные соединения:

2) Следует обратить внимание на особенности взаимодействие металлов с водой: 

 

  • Активные металлы, находящиеся в ряду активности металлов до Mg (включительно), реагируют с водой с образованием щелочей и водорода:Ca+2H2O=Ca(OH)2+H2↑Ca+2H2O=Ca(OH)2+H2↑
  • Активные металлы (например, натрий и литий), взаимодействуют с водой со взрывом.
  • Металлы средней активности окисляются водой при нагревании до оксида:

    6Cr+6H2Ot,C2Cr2O3+3H2↑6Cr+6H2O→t,∘C2Cr2O3+3H2↑

    Неактивные металлы (Au, Ag, Pt) - не реагируют с водой.

3) С разбавленными кислотами реагируют металлы, стоящие в ЭХР до водорода: происходит реакция замещения с образованием соли и газообразного водорода. При этом кислота проявляет окислительные свойства за счет наличия катиона водорода:

Mg+2HCl=MgCl2+H2Mg+2HCl=MgCl2+H2

4) Взаимодействие азотной кислоты (любой концентрации) и концентрированной серной кислоты протекает с образованием других продуктов: кроме соли и водорода в этих реакциях выделяется продукт восстановления серной (или азотной) кислоты. Подробнее см.тему "Взаимодействие азотной кислоты с металлами и неметаллами.

Запомнить! Все металлы, стоящие в ряду левее водорода, вытесняют его из разбавленных кислот, а металлы, расположенные справа от водорода, с растворами кислот не реагируют (азотная кислота – исключение).

5) Активность металлов также влияет на возможность протекания простого вещества металла с оксидом или солью другого металла. Металл вытесняет из солей менее активные металлы, стоящие правее его в ряду напряжений. 

Запомнить! Для протекания реакции между металлом и солью  другого требуется, чтобы соли, как вступающие в реакцию, так и образующиеся в ходе нее, были растворимы в воде. Металл вытесняет из соли только более слабый металл.

Например, для вытеснения меди из водного раствора сульфата меди подходит железо,

CuSO4+Fe=FeSO4+CuCuSO4+Fe=FeSO4+Cu

но не подходят свинец – так как он образует нерастворимый сульфат. Если опустить кусочек  свинца в раствор сульфата меди, то с поверхности металла покроется тонким слоем сульфата, и реакция прекратится

CuSO4+Pb=PbSO4↓+CuCuSO4+Pb=PbSO4↓+Cu

Другой пример: цинк легко вытесняет серебро из раствора нитрата серебра, однако реакция цинка со взвесью сульфида серебра, нерастворимого в воде, практически не протекает. 

Общие химические свойства металлов обобщены в таблице:

Уравнение реакции Продукты реакции Примечания
с простыми веществами - неметаллами
с кислородом

 

4Li+O2=2Li2O4Li+O2=2Li2O

 

оксиды O−2O−2  

 

2Na+O2=Na2O22Na+O2=Na2O2

 

пероксиды (O2)−2(O2)−2 только натрий

 

K+O2=KO2K+O2=KO2

 

надпероксиды(O2)−2(O2)−2 надпероксиды при горении образуют K, Rb, Cs
с водородом 

 

Ca+H2=CaH2Ca+H2=CaH2

 

гидриды щелочные металлы 0 при комнатной температуре; остальные металлы - при нагревании
с галогенами

Fe+Cl2=Fe+3Cl3Fe+Cl2=Fe+3Cl3

хлориды и др.

при взаимодействии с хлором и бромом (сильные окислители) железо и хром образуют хлориды в степени окисления +3
с серой

 

Fe+S=FeSFe+S=FeS

 

сульфиды при взаимодействии с  серой и иодом железо приобретает степень окисления +2 
с азотом и фсофоромжелезо 

 

3Mg+N2=Mg3N23Mg+N2=Mg3N2

 

нитриды * при комнатной температуре с азотом реагируют только литий и магний

 

3Ca+2P=Ca3P23Ca+2P=Ca3P2

 

фосфиды  
с углеродом

 

4Al+3C=Al4C34Al+3C=Al4C3

 

карбиды  
с водой

 

2Na0+2H2O=2NaOH+H22Na0+2H2O=2NaOH+H2

 

Основание + H2H2  щелочные металлы

 

Zn0+H2O=ZnO+H2Zn0+H2O=ZnO+H2

 

 Оксид + H2H2  среднеактивные металлы, при нагревании

 

Au,Ag,Pt+H2O/neAu,Ag,Pt+H2O/ne

 

не реагируют неактивные металлы (после Н)
с окисдами менее активных металлов
2Al+3ZnO=Al2O3+2Zn2Al+3ZnO=Al2O3+2Zn др оксид + др.металл  
с солями менее активных металлов

 

Fe+CuSO4=Cu+FeSO4Fe+CuSO4=Cu+FeSO4

 

Др. соль + др. металл
  • Более сильный металл вытесняют более слабый из его соли.
  • Соли, как вступающие в реакцию, так и образующиеся в ходе нее, были растворимы в воде.
 

 

Cu+AlCl3≠Cu+AlCl3≠

 

 
с кислотами

 

Fe+2HCl=FeCl2+H2Fe+2HCl=FeCl2+H2

6Na+2H3PO4=2Na3PO4+3H26Na+2H3PO4=2Na3PO4+3H2

 

Др. соль +водород Металлы, стоящие в электрохимическом ряду напряжений до H реагируют с разбавленными кислотами (кроме HNO3HNO3)

 

 

 


30.01.2016; 04:40
хиты: 55
рейтинг:0
Естественные науки
химия
неорганическая химия
для добавления комментариев необходимо авторизироваться.
  Copyright © 2013-2016. All Rights Reserved. помощь