- •Химия Учебное наглядное пособие
- •Содержание
- •Раздел 1. Основные понятия и законы химии
- •1.1. Атомно-молекулярное учение
- •1.2. Законы химии
- •Закон сохранения массы вещества
- •Способы выражения количества вещества эквивалентов
- •Раздел 2. Классификация неорганических веществ
- •2.1.Оксиды
- •Химические свойства оксидов
- •2.2. Гидроксиды металлов
- •Химические свойства гидроксидов
- •Доказательство амфотерности
- •2.3. Кислоты
- •2.4. Соли
- •Средние кислые основные
- •Получение солей
- •2.5. Комплексные соединения
- •Раздел 3. Растворы
- •3.1. Способы выражения концентрации растворов
- •3.2. Растворы неэлектролитов
- •3.3. Растворы электролитов. Электролитическая диссоциация
- •3.4. Ионно-молекулярные уравнения реакций
- •3.5. Гидролиз
- •Раздел 4. Элекрохимические системы
- •Законы Фарадея
- •4.1. Степень окисления
- •4.2. Окислительно-восстановительные реакции (овр)
- •Направление овр
- •4.3. Гальванический элемент Даниэля-Якоби
- •4.4. Электродвижущая сила (эдс)
- •Стандартный водородный электрод
- •4.5. Электролиз
- •Электролиз с инертным анодом
- •Электролиз с растворимым анодом
- •4.6. Коррозия и защита металлов от коррозии
- •Защита металлов от коррозии
- •Раздел 5. Периодический закон д.И.Менделеева
- •5.1. Строение атома
- •Состав ядра
- •5.2. Модель состояния электрона в атоме Квантовые числа
- •Возможные значения квантовых чисел
- •5.3.Основные положения строения электронных оболочек атома
- •Ряд последовательного заполнения электронами орбиталей
- •Раздел 6. Химическая связь
- •Раздел 7. Химическая кинетика и равновесие
- •Раздел 8. Химическая термодинамика
- •8.1. Параметры состояния системы
- •8.2. Закон Гесса
- •Раздел 9. Химия элементов
- •Углерод c
- •Физические свойства аллотропных модификаций c
- •Химические свойства с
- •Соединения с
- •Кремний Si
- •Соединения Si
- •Соединения n
- •Соли аммония
- •Особые химические свойства
- •Разложение нитратов: фосфор p
- •Соединения р
- •Халькогены
- •Кислород
- •Соединения s
- •Галогены f, Cl, Br, I хлор Cl2
- •Соединения Cl
- •Подгруппа хрома
- •Хром Cr
- •Подгруппа железа
- •Железо Fe
- •Раздел 10. Органическая химия
- •10.1.Углеводороды Предельные углеводороды. Алканы
- •Непредельные углеводороды. Алкены
- •Диеновые углеводороды
- •Ароматические углеводороды. Ряд бензола. Арены
- •Нефть и ее переработка
- •10.2. Кислородсодержащие органические соединения Спирты
- •Альдегиды
- •Формальдегид
- •Ацетальдегид
- •Поликонденсация
- •Кетоны r – c – r
- •Карбоновые кислоты
- •Определение строения веществ
- •11.1. Методы качественного анализа (реакции обнаружения) Окрашивание пламени (предварительная проба)
- •Реакции осаждения
- •Реакции с выделением газа
- •Качественный элементный анализ
- •Цветные реакции
- •Обнаружения газов
- •Реакции обнаружения органических соединений
- •Индентификация синтетических материалов
- •11.2. Методы количественного анализа Титриметрический анализ (объемный анализ)
- •Кондуктометрическое титрование
- •Потенциометрия
- •Окислительно-восстановительное титрование
- •Комплексонометрия
- •Осадительное титрование
- •Аргентометрия
- •Гравиметрия
- •11.3. Спектроскопические методы анализа
- •Ультрафиолетовая спектроскопия и абсорбционная спектроскопия в видимой области
- •Характерные инфракрасные полосы поглощения
- •Спектроскопия ядерного магнитного резонанса
- •11.4. Дифрактометрический метод анализа
- •Дифракция рентгеновых лучей для определения типа кристаллической решетки
- •Дифракция рентгеновых лучей для определения электронной плотности
- •Раздел 12. Химия окружающей среды Глобальные аспекты
- •Загрязнение окружающей среды
- •Охрана окружающей среды
- •Атмосфера как область окружающей среды
- •Загрязнение воздуха
- •Влияние вредных веществ на окружающую среду
- •Методы очистки воздуха
- •Гидросфера как область окружающей среды
- •Вредные примеси питьевой воды
- •Жёсткость воды
- •Сточные воды
- •Вредные вещества в сточных водах
- •Поступления сточных вод
- •Литосфера как область окружающей среды
- •Удобрения
- •Загрязнение стойкими биоцидами
- •Заражение ядовитыми тяжелыми металлами
- •Методы санации зараженных почв
- •Отходы в окружающей среде
- •Вторичное использование
- •Продовольствие и питание
- •Углеводы в качестве пищевого продукта
- •Жиры в качестве пищевого продукта
- •Протеины как продукт питания
- •Витамины
- •Минеральные вещества
- •Микроэлементы
- •Пищевые добавки
- •Консерванты
- •Раздел 13. Коллоидная химия
- •Адсорбция, ее виды
- •Дисперсные системы
- •Коллоидные растворы
- •Строение коллоидных частиц
- •Приложение а Физико-химические постоянные
- •Групповые названия химических элементов
- •Растворимость веществ в воде при температуре 25 °с
- •Эбуллиоскопические (Кэ) и криоскопические (Ккр) константы некоторых растворителей
- •Произведения растворимости некоторых малорастворимых электролитов при 25 °с
- •Возможные степени окисления элементов
- •Электронное строение атомов в основном состоянии
- •Стандартные термодинамические функции образования
- •Нормальные (стандартные) окислительно-восстановительные потенциалы е0 в водных растворах при 25 0с по отношению к нормальному водородному электроду
- •Рыбалкин Евгений Михайлович Ковалик Ольга Юрьевна химия
- •654007, Г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42
3.2. Растворы неэлектролитов
Неэлектролиты – это вещества (большинство органических веществ), молекулы которых при растворении на ионы не распадаются. |
Свойства разбавленных растворов неэлектролитов |
Давление пара над жидкостью. В результате естественного испарения над жидкостью образуется пар, давление которого можно измерить с помощью манометра. Процесс испарения – это эндотермический процесс (∆Н>0). Одновременно с этим процессом протекает обратный процесс – экзотермический процесс конденсации (∆Н<0). При определенных условиях устанавливается равновесие, которое определяется равенством скоростей испарения и конденсации. Равновесное состояние при данной температуре характеризуется давлением насыщенного пара. |
Давление пара над раствором. Определяется первым законом Рауля (при растворении некоторого количества нелетучего вещества): где P – давление насыщенного пара над раствором, N1 – мольная доля растворителя в растворе. Если чистый растворитель (N1 = 1), то P = P0 (давление насыщенного пара чистого растворителя). Если раствор, то N1 < 1, тогда P < P0. Отсюда, давление насыщенного пара над раствором всегда меньше, чем над чистым растворителем. |
Температура кипения жидкости. Это температура, при которой давление насыщенного пара над жидкостью равно внешнему давлению. |
Температура кипения раствора. Мы знаем, что давление насыщенного пара растворителя над раствором меньше, чем давление насыщенного пара над чистым растворителем. Значит, чтобы давление насыщенного пара стало равным внешнему давлению (условие закипания жидкости), раствор нужно нагреть до более высокой температуры, чем чистый растворитель. Таким образом, температура кипения раствора (Т2) выше температуры кипения чистого растворителя (Т1) на величину t:
П
Т2=
Т1+t , где mв-ва– масса растворенного вещества (г), Mв-ва– молярная масса растворенного вещества (г/моль), mр-ля– масса растворителя, Кэ– эбулиоскопическая константа (0С), которая равна повышению температуры кипения раствора при растворении 1 моль вещества в 1 кг растворителя. Величина Кэ зависит от природы растворителя. Для воды Кэ=0,52 0С∙моль-1. Эбулиоскопические константы некоторых растворителей приведены в Приложении Д. |
Температура замерзания жидкости. Это температура, при которой давление насыщенного пара над жидкостью равно давлению насыщенного пара кристаллов жидкости (Ркр(ж) = Рж). |
Температура замерзания раствора. Если в равновесную систему лёд–вода (Ркр(тв)=Рж) ввести растворимое вещество, например сахар, то равновесие нарушится, поскольку образовался раствор и давление насыщенного пара понизится. Это нарушение связано с конденсацией избытка паров, протекающей с выделением тепла. Чтобы восстановить равновесное состояние, необходимо в соответствии с принципом Ле-Шателье понизить температуру на величину t. Следовательно, температура замерзания раствора ниже температуры замерзания (кристаллизации) чистого растворителя. Согласновторому закону Рауля: понижение температуры замерзания раствора прямопропорционально моляльной концентрации растворенного вещества, а именно: , где Ккр– криоскопическая константа (0С), которая численно равна понижению температуры замерзания при растворении 1 моль вещества в 1 кг растворителя. Величина Ккр зависит от природы растворителя. Для воды Ккр=1,86 0С∙моль-1. Криоскопические константы некоторых растворителей приведены в Приложении Д. |
Осмос – это самопроизвольный переход молекул растворителя в раствор через полупроницаемую перегородку (мембрану). Полупроницаемая мембрана представляет собой тонкую плёнку, проницаемую для молекул растворителя и непроницаемую для молекул растворенного вещества. В общем случае, если концентрация растворенного вещества в растворе А больше, чем в растворе В, то возникает самопроизвольно поток молекул растворителя из раствора В в раствор А через мембрану (идет самопроизвольный процесс выравнивания концентраций). Этот процесс можно прекратить, если повысить давление в растворе А. Разность давлений, при которой прекращается переход растворителя в раствор, называется осмотическим давлением (Росм), которое определяется по уравнению Вант-Гоффа: ,
где n – количество растворенного вещества (моль), V – объем раствора (л), Т – температура (К), R – универсальная газовая постоянная.
Если давление определять в атмосферах, то , если в мм. рт. ст., то . |
Законы Рауля и Вант -Гоффа соблюдаются лишь в разбавленных растворах неэлектролитов. По мере повышения концентрации растворенного вещества возрастают отклонения от законов идеальных растворов. Поэтому для описания свойств растворов использовать все общие закономерности, применимые к идеальным растворам, но вместо входящих в них концентраций компонентов ввести активности. Активность а связана с концентрацией со следующим соотношением: , где γ – коэффициент активности, который формально учитывает все виды взаимодействия частиц в данном растворе, приводящие к отклонению от свойств идеального раствора. |