Способы выражения концентраций растворов

Массовая доля вещества Массовая доля обозначается греческой буквой "омега" и равна отношению массы растворенного вещества к общей массе раствора

Выражают обычно в массовых долях или процентах (для этого в формуле правую часть домножают на 100%).

Молярная концентрация показывает, сколько моль вещества содержится в 1 литре (1000 мл.) раствора. Обозначается С_м. Единица измерения - [моль/л] (часто пишут просто М)

,

где n - количество вещества в молях, V - объём раствора, m - масса вещества, M_r - молярная масса вещества.

Моляльная концентрация число молей растворенного вещества в 1 килограмме (1000 г.) расторителя. Единица измерения - [моль/кг]

Нормальная концентрация это число эквивалентов в 1 литре раствора. Обозначают символом С_н

0,1 Нормальный раствор - децинормальный.

Титр количество вещества (в граммах), растворённое в 1 мл. раствора. Различают титр по растворённому веществу (например, титр раствора соляной кислоты — T_HCl) или титр по определяемому веществу (например, титр раствора соляной кислоты по едкому натру — T_HCl/NaOH)

,

где Т - титр в г/мл, Р - масса навески, V - объём мерной колбы.

Жёсткость воды — совокупность химических и физических свойств воды, связанных с содержанием в ней растворённых солей щёлочноземельных металлов, главным образом, кальция и магния

Обратный осмос. Метод основан на прохождении воды через полупроницаемые мембраны (как правило, полиамидные). Вместе с солями жёсткости удаляется и большинство других солей Электродиализ. Основан на удалении из воды солей под действием электрического поля. Удаление ионов растворенных веществ происходит за счёт специальных мембран.

Термический способ. Основан на нагреве воды, устраняет только временную (карбонатную) жёсткость. Находит применение в быту. В промышленности применяется, например, на ТЭЦ.

Реагентное умягчение. Метод основан на добавлении в воду соды или гашеной извести. При этом соли кальция и магния переходят в нерастворимые соединения и, как следствие, выпадают в осадок Катионирование. Метод основан на использовании ионообменной гранулированной загрузки (чаще всего ионообменные смолы). Такая загрузка при контакте с водой поглощает катионы солей жёсткости (кальций и магний). Взамен, в зависимости от ионной формы, отдавая ионы натрия или водорода.

Билет 9

Билет 10

Билет 11

Билет 12

Билет 13

Билет 14

Билет 15

Билет 16

Билет 17

№17Понятие о катализе. Отличительные черты катализаторов, механизмов их действия. Примеры промышленных катализаторов

Катализатором называется вещество, изменяющее скорость химической реакции, но остающееся химически неизменным по окончании реакции.

Одни катализаторы ускоряют реакцию, другие, называемые ингибиторами, замедляют ее протекание.Например, добавление в качестве катализатора небольшого количества МnO₂ к пероксиду водорода Н2О2 вызывает бурное разложение:

2 Н₂O₂ –(MnO₂) 2 Н₂O + O₂.

Гомогенный катализ

В случае гомогенного катализа реагирующие вещества и катализатор находятся в одной фазе, например, газообразной. Механизм действия катализатора основан на том, что он вступает во взаимодействие с реагирующими веществами с образованием промежуточных соединений.

Пример:термич. разложение оксида азота 2N₂O₅ -> 4NO₂ + О₂

Гетерогенный катализ

При гетерогенном катализе катализатор и реагирующие вещества находятся в различных фазах. Катализатор обычно находится в твердом, а реагирующие вещества в жидком или газообразном состояниях. При гетерогенном катализе ускорение процесса обычно связано с каталитическим действием поверхности катализатора.

Катализаторы отличаются избирательностью (селективностью) действия. Так, например, в присутствии катализатора оксида алюминия Al₂O₃ при 300^oС из этилового спирта получают воду и этилен:

С₂Н₅OН –(Al₂O₃) С₂Н₄ + Н₂O.

При той же температуре, но в присутствии в качестве катализатора меди Cu, происходит дегидрирование этилового спирта:

С₂Н₅OН –(Cu) СН₃СНО + Н₂.

Небольшие количества некоторых веществ снижают или даже полностью уничтожают активность катализаторов (отравление катализаторов). Такие вещества называются каталитическими ядами.

Механизм действия катализаторов

Механизм действия катализаторов обычно объясняют образованием промежуточных соединений с одним из реагирующих веществ. Так, если медленно протекающую реакцию А + В = АВ вести в присутствии катализатора К, то катализатор вступает в химическое взаимодействие с одним из исходных веществ, образуя непрочное промежуточное соединение:

А + К = АК

Реакция протекает быстро, так как энергия активации этого процесса мала. Затем промежуточное соединение АК взаимодействует с другим исходным веществом, при этом катализатор высвобождается:

АК + В = АВ + К

Энергия активации этого процесса также мала, а потому реакция протекает с достаточной скоростью. Если теперь оба процесса, протекающие одновременно, суммировать, то получим окончательное уравнение быстро протекающей реакции:

А + В = АВ

Приведем конкретный пример - окисление SО2 в SО3 с участием катализатора NO:

SO2 + ЅO2 = SO3

A + B = AB

Эта реакция протекает медленно. Но при введении катализатора образуется промежуточное соединение:

NO + Ѕ O2 = NO2

K + B = KB

идалее

SO2 + NO2 = SO3 + NO

А + КВ = АВ + К

Поверхность катализатора неоднородна. На ней имеются так называемые активные центры, на которых главным образом и протекают каталитические реакции. Реагирующие вещества адсорбируются на этих центрах, в результате чего увеличивается концентрация их на поверхности катализатора. А это отчасти приводит к ускорению реакции. Но главной причиной возрастания скорости реакции является сильное повышение химической активности адсорбированных молекул. Под действием катализатора у адсорбированных молекул ослабляются связи между атомами и они становятся более реакционноспособными. И в этом случае реакция ускоряется благодаря снижению энергии активации (в том числе за счет образования поверхностных промежуточных соединений).

Самыми крупнотоннажными катализаторами являются алюмосиликаты. Аморфные алюмосиликаты, а в последние годы и кристаллические алюмосиликаты (цеолиты) широко применяют в каталитической переработке нефтепродуктов как в качестве собственно катализаторов (крекинг), так и в виде прочных пористых носителей для металлов и окислов в различных процессах.

Ряд промышленных процессов удалось осуществить лишь благодаря применению катализаторов. В настоящее время до 90% производств химической промышленности осуществляется в присутствие катализаторов. Это крупнотоннажные производства серной и азотной кислот, аммиака, водорода (конверсией природного газа паром), синтез метанола и тд.

Билет 18

Химическое равновесие — состояние химической системы, в которой протекает одна или несколько химических реакций, причём скоростив каждой паре прямой-обратной реакции равны между собой. Для системы, находящейся в химическом равновесии, концентрацииреагентов, температура и другие параметры системы не изменяются со временем. Химическое равновесие в гетерогенных системах Реакции, протекающие на границе раздела фаз, называются гетерогенными химическими реакциями.Для реакции пароводяной конверсии углерода константа равновесия имеет вид:

К_р = (р_СО2)_р (р_Н2)²_р/(р_Н2О)²_р,

для восстановления металла

К_р = (р_Н2O)_р/(р_Н2)_р.

Химическое равновесие в гомогенных системах ,

где p_p,L, p_pM, p_p,D, p_pB –равновесные парциальные давления веществ, а [L], [M],[D],[B] –равновесные концентрации веществ; l, m, d, b - показатели степени, равные стехиометрическим коэффициентам.

Билет 19

№19Понятие о дисперсионных системах. Дисперсионная фаза, дисперсионная среда. Классификации и примеры дисперсионных систем.

Положение химического равновесия зависит от следующих параметров реакции: температуры, давления и концентрации. Влияние, которое оказывают эти факторы на химическую реакцию, подчиняется закономерности, которая была высказана в общем виде в 1885 годуфранцузским ученым ЛеШателье.

Факторы, влияющие на химическое равновесие: