- •А.Л.Галкин, в.К.Османов химия
- •Isbn 978-5-502-00158-8 © нгту им. Р.Е. Алексеева, 2013
- •Введение
- •Классификация неорганических веществ
- •Аллотропия
- •1.4 Соли
- •Комплексные соли
- •Генетическая связь между различными классами соединений
- •Основание Кислота Примеры
- •Основные понятия и законы химии
- •Закон сохранения массы
- •Закон постоянства состава
- •Закон эквивалентов
- •Закон авогадро
- •Уравнение состояния идеального газа
- •3. Строение атома
- •3.1. Квантовые числа
- •3.2. Принципы заполнения атомных орбиталей
- •3.3. Полная электронная формула атома
- •3.4. Периодический закон элементов д. И. Менделеева
- •Физический смысл химической периодичности
- •4. Химическая связь и строение молекул
- •4.1. Физические основы образования молекул
- •4.2. Метод валентных связей (метод вс)
- •Значения длины и энергии связи у галогеноводородных кислот
- •Взаимосвязь кратности, длины и энергии связи с - с, с - о и n - n
- •Одна s-орбиталь и одна p-орбиталь превращаются в две одинаковые «гибридные» орбитали, угол между осями которых равен 180°:
- •4.3. Метод молекулярных орбиталей
- •Энергия, длина и порядок связи в молекулах элементов I периода
- •4.4. Металлическая связь
- •4.5. Межмолекулярные взаимодействия
- •5. Энергетика и направление химических процесов
- •5.1. Термодинамическая система и ее состояния
- •5.2. Изменение свойств термодинамической системы
- •5.3. Энергия, работа, теплота
- •5.4. Обратимые и необратимые процессы
- •5.5. Первый закон термодинамики
- •5.6. Направление химических реакций
- •Второй закон термодинамики
- •Постулат планка (третий закон термодинамики)
- •6. Скорость химических реакций и и химическое равновесие
- •6.1. Влияние концентрации реагентов на скорость реакции
- •6.2. Влияние температуры на скорость реакции
- •6.3. Влияние катализатора на скорость реакции
- •А) без катализатора и б) в присутствии катализатора
- •6.4. Скорость гетерогенных химических реакций
- •6.5. Химическое равновесие
- •6.5.1. Влияние внешних факторов на состояние равновесия
- •7. Растворы
- •7.1. Вода
- •Вода в природе
- •7.2. Образование растворов
- •7.3. Способы выражения концентраций растворов
- •7.4. Растворы электролитов
- •7.4.2. Равновесные процессы в растворах электролитов
- •Цвета кислотно-основных индикаторов в зависимости от рН раствора
- •8. Окислительно – восстановительные реакции
- •8.1. Степень окисления
- •8.2. Типичные окислители и восстановители
- •8.3. Классификация окислительно-восстановительных реакций
- •8.4. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций
- •9. Основы электрохимических процессов
- •9.1. Измерение стандартных электродных потенциалов
- •9.2. Направление окислительно-восстановительных реакций
- •9.3. Влияние внешних факторов на величину электродного потенциала
- •9.4. Законы фарадея
- •9.5. Элементы технической электрохимии
- •10. Коррозионные процессы
- •10.1. Электрохимическая коррозия
- •10.2. Кинетика коррозионных процессов
- •10.3.Методы защиты металлов от коррозии
- •11. Номенклатура и классификация органических соединений
- •11.1. Номенклатура органических соединений
- •11. 2. Классификация органических соединений по номенклатуре июпак
- •12. Высокомолекулярные соединения
- •12.1. Классификация высокомолекулярных соединений
- •12.1.1. Классификация высокомолекулярных соединений по структуре макромолекул
- •12.1.2. Классификация полимеров по поведению при нагревании
- •12.2. Сополимеры
- •12.3. Синтез высокомолекулярных соединений
- •12.4. Свойства полимеров
- •12.5. Важнейшие полимерные материалы
- •Примеры решения задач
- •1.Основные понятия и законы химии
- •Строение атома
- •Химическая связь и строение молекул
- •Задача 4.
- •Молекула bf3 . Электронная формула атома бора 5b - 2s22p1. При образовании трех -связей атом бора переходит в возбужденное состояние
- •Решение. Последовательность действий для предсказания геометрии молекул на основании теории локализованных электронных пар следующая:
- •1.Подсчитывают число валентных электронов молекулы или иона и записывают электронную валентную структуру (льюисову структуру);
- •2.По валентной структуре определяют число -связывающих и несвязывающих электронных пар, т.Е. Тип молекулы aBnEm (n – число - связей, m – число несвязывающих электронных пар);
- •Энергетика и направление химических процессов
- •4 Моль н2 – - 150,8 кДж
- •Скорость химических реакций и химическое равновесие Задача 1
- •Растворы Примеры решения задач
- •Окислительно-восстановительные реакции примеры решения типовых задач
- •Основы электрохимических процессов
- •Коррозионные процессы
- •Галкин Андрей Львович Османов Владимир Кимович
- •603950, Нижний Новгород, ул.Минина, 24.
7. Растворы
Растворами называют гомогенные системы, состоящие из двух и более компонентов, состав которых можно изменять в определенных пределах без нарушения гомогенных свойств.
Если несколько веществ привести в соприкосновение, то можно получить либо механическую смесь, либо однородную смесь, либо химическое соединение. Процесс образования раствора является промежуточным между механическим смешением веществ и химической реакцией. Состав растворов в достаточно широком интервале концентраций, температур и давлений может изменяться непрерывно. Растворы не имеют постоянного состава, и к ним не применимы законы стехиометрии. Это роднит их с механическими смесями. С другой стороны, растворы являются однородными по составу системами и их образование сопровождается значительными объемными и тепловыми эффектами, что напоминает образование химических соединений.
Принято различать истинные и коллоидные растворы, а также грубодисперсные системы. В истинных растворах вещества присутствуют в виде частиц с размерами ионов и молекул 10-9-10-10 м. Коллоидные растворы (золи) имеют размер частиц 10-7-10-9 м. Следующие за ними грубодисперсные системы, имеющие размер частиц больше 10-7см, являются неустойчивыми и без специальной стабилизации саморазрушаются, т.е. происходит расслоение системы на отдельные фазы.
Грубодисперсные системы подразделяют на СУСПЕНЗИИ - твердые частицы в жидкости и ЭМУЛЬСИИ - капли одной жидкости в другой. Типичной суспензией является система, полученная взбалтыванием глины в воде, а типичной эмульсией - молоко.
Примерами коллоидных систем являются водные растворы клея или желатина и АЭРОЗОЛИ - туман (капли жидкости в газе) и дым (твердые частицы в газе). Наиболее характерным отличием коллоидных растворов от истинных является то, что их более крупные частицы сильно рассеивают проходящий через них свет, чего не наблюдается у истинных растворов.
Истинные растворы подразделяют на газообразные (воздух), жидкие (морская вода) и твердые (сплавы).
В газообразном состоянии молекулы очень слабо взаимодействуют друг с другом. Поэтому при нормальном давлении газовые растворы можно считать механической смесью компонентов, однако размеры молекул газов позволяют отнести их к истинным растворам. При образовании газовых растворов объемные и тепловые эффекты не наблюдаются.
Твердые растворы - это системы с переменным составом, в которых частицы различных элементов располагаются в общей кристаллической решетке. Область существования твердых растворов обычно отличается достаточно узкими интервалами концентраций. Однако такие металлы, как медь и серебро, обладают практически полной взаимной растворимостью. Различают твердые растворы замещения и внедрения. В первых структурные единицы (атомы, ионы, молекулы) растворяющегося компонента замещают частицы растворителя в узлах
71
кристаллической решетки. Этот случай характерен для веществ, имеющих близкие размеры частиц и однотипные кристаллические решетки. Если же эти условия не соблюдаются, то могут образовываться твердые растворы внедрения. В этом случае происходит внедрение структурных единиц растворяемого компонента в междоузлия кристаллической решетки растворителя.
Жидкие растворы, как и все прочие, состоят из растворителя и растворенного вещества. Если растворяемое вещество – жидкость, то это деление условно. Обычно растворителем считают то вещество, которого в данной системе больше. Наиболее типичным и широко распространенным растворителем является вода.