Лекция (19) (1097144)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Водород, кислород.Вода. РастворыХимия для психологов.Лекция 4.В.В.ЗагорскийВодород (Hydrogen)Водород (Hydrogen)При обычных условиях водород— легкий (плотность при н.у.0,0899 кг/м3) бесцветный газ.Температура плавления–259,15°C,температура кипения–252,7°C.Жидкий водород (притемпературе кипения) обладаетплотностью 70,8 кг/м3 и являетсясамой легкой жидкостью.Изменение размеров при ионизацииатома водородаLiВодородные связи и структура водыCD: IUPAC DIDAC project - 2003 Agfa-Gevaert N.V.http://www.iupac.org/didac/index.htmlТопливные баки «Шаттла» для жидких H2 и O2Atkins P.W. General chemistry, Oxford, Sci. Amer. Books, 1989, p.

663Получение водорода - опыты А.Л.ЛавуазьеFe + H2O = FeO + H2Рисунок.: Энциклопедия Аванта+, т. 17. ХимияПолучениеЖесткий дирижабль LZ-129 "Гинденбург" (1936)Объем 200.000 куб.м, длина 248 м, диаметр 41 м,грузоподъемность - 120 т, скорость - 135 км/ч.Фото: http://info.dolgopa.org/album/06_17.htmРесторан на дирижабле LZ-129 "Гинденбург"Фото: http://info.dolgopa.org/album/06_17.htmВзрыв дирижабля «Гинденбург» 06.05.1937Фото: http://info.dolgopa.org/album/06_17.htmПрименение водорода в химических процессахСинтез аммиака:N2 + 3 H2 = 2 NH3Гидрирование растительных жиров:CH2-COOC17H33CH2-COOC17H35||+ 6 H2CH-COOC17H31 ----------→ CH-COOC17H35||CH2-COOC17H35CH2-COOC17H29Жидкий жирТвердый жирВосстановление оксидов до металлов:CuO + H2 = Cu + H2Ohttp://wsyachina.narod.ru/technology/energetics_2/fig11.htmlКислород (Oxygenium)http://900igr.net/prezentatsii/khimija/Kislorod/001-Kislorod.htmlКислород (Oxygenium)http://vorotila.ru/Item88328/Kislorod--himicheskiy-element-bez-kotorogo-nikto-ne-mozhet-zhitКислород (О2) и озон (О3)Биологическая озоновая защита Земли.На высоте 20-25 км устанавливается равновесие:O2 → 2 O*;УФ < 280 нмO* + O2 + N2 → O3 + N2 ;O3 → O2 + OУФ 280-320нмВода и ее «Великие тайны»CD: IUPAC DIDAC project - 2003 Agfa-Gevaert N.V.http://www.iupac.org/didac/index.htmlЛедоход на Печоре (фото - Ксения Трошко)Ледоход на Печоре (фото - Ксения Трошко)Кристаллы льдаКристаллы льдаСнежинки в поляризованном светеhttp://scaramouch.ru/content/view/1116/Снежинки в поляризованном светеhttp://scaramouch.ru/content/view/1116/Снежинки в поляризованном светеhttp://scaramouch.ru/content/view/1116/Снежинки в поляризованном светеhttp://scaramouch.ru/content/view/1116/Перегретая водаH2O-SVC-kr-tf1 1:10Переохлажденная водаpereohl-08-t2V1 0:47Растворы+ NaCl+СО2+ C2H5OH+ «минеральныесоли»РастворыРаствор – гомогенная (однородная) система,которая содержит два или более компонентов.Компоненты – вещества, количества которыхможно менять независимо друг от друга.Компоненты растворов могут быть: твердые,жидкие, газообразные…Любые, лишь бы растворялись.Чаще всего мы встречаем водные, т.е.жидкие растворы.Растворимость и концентрацияРастворимость:Масса вещества, растворимая в 100 г растворителя (воды)Концентрация:массовая доля (часто в виде процентной концентрации) –отношение массы вещества к массе раствора:ω = mвещества/mраствора (*100%) ;молярная концентрация C – количество вещества(число молей) ν в литре раствора:С = νвещества/Vр-ра ;Еще концентрацииГрадусом применительно к содержанию алкоголя вспиртных напитках называют процент содержания спирта внапитке по объёму.Пиво: до 0,5° — безалкогольное,3°- 6° — светлое или темное, более 8° — крепкое.Квас: от 0,7°до 2,6°.

Самый распространенный — 1,2°.Кефир: до 0,88°.«Плотность» пива указывается в процентах илиградусах Баллинга. Градус Баллинга - весовой процентэкстракта, выраженный в граммах веществ, содержащихсяв 100 г раствора. Предложил в XIX веке чешский химикКарел Наполеон Баллинг. Безалкогольное пиво имеетплотность до 5%, легкое светлое - 11 - 13 %, плотные сортасветлого и темного пива достигают 20%.Еще концентрацииГрадусом применительно к содержанию алкоголя вспиртных напитках называют процент содержания спирта внапитке по объёму.Выражение «концентрация алкоголя в крови1,5 ‰ (промилле)» следует понимать так, что водном литре крови (точнее говоря, в одном литресмеси крови с чистым этанолом), то есть в 1000миллилитрах, находится 1,5 миллилитра чистогоэтанола (и чуть больше 998,5 миллилитров чистойкрови). Смотрятся доли именно объёма, а немассы.0,3-0,5 промилле — незначительное влияние алкоголя,0,5-1,5 — легкое опьянение, 1,5-2,5 — опьянение средней степени,2,5-3 — сильное опьянение, 3-5 — тяжелое отравление алкоголем,5-6 — смертельная дозаРастворы бывают разбавленные,концентрированные, насыщенные и …Модель идеального раствора (1)Задача 1Сосуд с чистой водой перегородили на две половинкиполупроницаемой мембраной – маленькие молекулы воды могутпроникать сквозь поры в мембране, а большие молекулы сахара немогут.

Потом в правую половину сосуда насыпали сахар.а) Как изменится скорость проникновения воды слева направо?б) Как изменится скорость проникновения воды справа налево?в) Что мы будем наблюдать через некоторое время?π = CRТОсмос(R = 0,082 л*атм)Открытая химия 2.5 Модель 6.3 ОсмосОсмос. Питание растенийОсмос. Физиологический растворЗадача 2В сосуде, содержащем воду и лед, поддерживается постояннаятемпература 00 С. Потом в сосуд насыпали поваренную соль.а) Как изменится скорость растворения льда?б) Как изменится скорость кристаллизации воды?в) Что будет наблюдаться, если и после добавления солитемпературу 00 С будут продолжать поддерживать?Криоскопия∆tзам = K Cм = K(g1000)/MGCм – моляльная концентрация (моль/кг растворителя);g – масса вещества, растворенного в G граммах растворителя;M – молекулярная масса растворенного вещества;K – криоскопическая константа растворителя (для воды 1,853)ТитаникБорьба с гололедомФото:http://www.lenta.ru/news/2005/11/21/experiment/http://www.kp.ru/daily/23484.5/38194/Задача 3Замкнутый термостатируемый сосуд частично заполненводой, остальную его часть занимают только пары воды.Потом в сосуд бросили поваренную соль.а) Как изменится скорость испарения воды?б) Как изменится скорость конденсации воды?в) Как изменится давление в сосудеТемпература все время постояннаФазовая диаграмма воды при умеренных давлениях.Точка О – тройная точка равновесия газообразного, жидкого и твердогосостояний воды.Точка В – критическая точка воды.Кривая ОД соответствует переохлажденной воде.Еремин Е.Н.

Основы химической термодинамики.- М.: "Высш. школа", 1974. - 341 с., с.108Зависимость давления пара от температуры1 – кривая для чистого жидкого растворителя;2 – кривая для чистого твердого растворителя;3, 4,5 – давление пара растворителя над растворами с увеличивающейсяконцентрацией нелетучего вещества.Еремин Е.Н. Основы химической термодинамики.- М.: "Высш. школа", 1974. - 341 с., с.283Растворы электролитовВещества, которые в растворе или в расплавечастично или полностью распадаются на ионы ипроводят электрический ток за счет движенияионов, называются электролитами.NIGMANa+ClМатематическое описание(формулы и уравнения)Степень диссоциации:Электролиты делят на сильные (α ≈ 1) и слабые (α << 1)Для слабых электролитов в справочных таблицах обычноприводят константы диссоциации или их отрицательныедесятичные логарифмы.HA ↔ H+ + A–Ка = Ккисл = [H+][ A–]/[HA]pКкисл = -lg (Ккисл)Для уксусной кислоты CH3COOH:Ккисл = 1,8*10-5;рКкисл = 4,8Электролиты сильные (α ≈ 1) и слабые (α << 1)CD: IUPAC DIDAC project - 2003 Agfa-Gevaert N.V.

http://www.iupac.org/didac/index.htmlЭлектролиты сильные (α ≈ 1) и слабые (α << 1)CD: IUPAC DIDAC project - 2003 Agfa-Gevaert N.V. http://www.iupac.org/didac/index.htmlКислотно-основные равновесия в растворахПо Аррениусу (Сва́нте А́ вгуст Арре́ниус, 1887):Кислотой называют электролит,диссоциирующий в растворах с образованиемионов Н+ (протонов);основанием называют электролит,диссоциирующий в воде с образованиемгидроксид-ионов ОН– .Амфолитом (амфотерным гидроксидом)называют электролит, диссоциирующий в водес образованием как ионов Н+, так и ионов ОН– .рН - характеристика кислотностиКислотно-основное равновесие в водеПри 250С в чистой воде:Кр[H2O] = Kw = [H+][OH–] = 10-14Тогда[H+] = [OH–] = 10-7рН = -lg [H+]Для чистой воды при стандартных условиях рН = 7При рН > 7 раствор щелочной;при рН < 7 раствор кислыйИзмерение рН (история)С 1901 по 1938 годы Сёренсен —руководитель престижной химикофизиологической лабораторииКарлсберга в Копенгагене.Лаборатория была создана призаводе Carlsberg и занималасьсовершенствованиемтехнологии производства пива.Søren Peter LauritzSørensen (1868-1939)В 1909 г.

он впервые использовалводородный показатель раствора рН, где p –начальная буква слов Potenz (немец.) иpuissance (фр.), которые переводят наанглийский как power или potency, а на русский– показатель. Соответственно используютсясловосочетания power of Hydrogen, potency ofHydrogen и др.http://ru.wikipedia.orgИзмерение рН: индикаторная бумагаИзмерение рН: стеклянный электродИзмерение рН (история)Фриц Габер (1868-1934)Страница из статьи Ф.Габера и С.Клеменсевича о стеклянномэлектроде. Zeitschrift für Physikalische Chemie.

Leipzig 1909http://ru.wikipedia.orgШкала лабораторного рН-метраЗначения рН различных биожидкостей и тканейорганизма человекаБиожидкостьСыворотка кровиСлюнаМочаВлага глаза (слезная жидкость)Желудочный сокСок поджелудочной железыМолокоКожа (различные слои)рН (в норме)7,40±0,056,35-6,854,8-7,57,4±0,10,9-1,17,5-8,06,6-6,96,2-7,5Расчет рН в растворах сильных кислот и основанийДиссоциация сильной кислоты:HCl → H+ + ClСчитаем диссоциацию полной (α = 100%):[H+] = [HCl]pH = - lg [HCl]Диссоциация сильного основания:NaOH → Na+ + OHСчитаем диссоциацию полной (α = 100%):[OH-] = [NaOH]pOH = - lg [NaOH] ;при 250С[H+][OH-] = 10-14pH = 14 - pOHpH + pOH = 14На сегодня хватит…Изменение размеров атомов при ионизацииН37*10-12 m→H+ 0,0012*10-12 mLi 133*10-12 m→ Li+Na 155*10-12 m→76*10-12 mNa+ 102*10-12 mПолучение водородаА.Лавуазье:Fe + H2O = FeO + H2В лаборатории: Zn + 2 HCl = ZnCl2 + H2Основной метод получения водорода в промышленности –конверсия метана при 800-11000С (катализатор):CH4 + H2O = CO + 3 H2«Водяной газ»: C + 2 H2O = CO2 + 2 H2Коксовый газ: около 55% водорода, 25% метана, до 2%тяжелых углеводородов, 4-6% СО, 2% СО2, 10-12% азота.Водород, как продукт горения:Si + Ca(OH)2 + 2 NaOH = Na2SiO3 + CaO + 2 H2На 1 кг пиротехнической смеси выделяется до 370 л H2Основные определения кислот и основанийТеорияКислотаОснованиеАррениусаДиссоциирует собразованием ионов H+(HNO3 и др.)Диссоциирует собразованием ионов OH–(NaOH и др.)Бренстеда-ЛоуриДонор протонов (NH4+,HCl, [Cu(H2O)6]2+ )Акцептор протонов (NH3,OH–, PO43– )ЛьюисаАкцептор электроннойпары (BF3, Ag+ )Донор электронной пары(NH3, F– )Лукса-ФлудаАкцептор оксид-ионов(SiO2)Донор оксид-ионов (CaO)Сольво-системПовышает концентрацию Повышает концентрациюкатионов растворителяанионов растворителя (KF в(SbF5 в BrF3)BrF3)УсановичаДонор катиона (в томчисле H+ ) или акцептораниона (в том числеэлектронной пары)(реакции в расплаве)Донор аниона (в том числеэлектронной пары) илиакцептор катиона (в томчисле H+ ).

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций