химический каталог




Методология химии

Автор А.А.Макареня, В.Л.Обухов

апример в системе спирт — вода), а с точки зрения термодинамики процесса — возрастанием энтропии при смешении компонентов. При таком взаимодействии получается равновесная однофазная система. Физико-химической ее и именуют потому, что, с одной стороны, при образовании растворов может проходить дезагрегация (растворение твердого вещества в жидкости) или агрегация (растворение газа в жидкости) растворенного вещества (физический процесс, подобный фазовому переходу), а с другой стороны, устанавливается химическое равновесие, определяемое природой пары: растворенное вещество — растворитель. Хотя состав раствора нередко может меняться в широких пределах, однако индивидуальные свойства

взаимодействующих веществ приводят иногда к ограничениям (например, в воде может быть лишь 39 мае. долей (%) хлоро-водорода, а спирта — 96). Как известно, растворы отличаются как от механических смесей (однородностью), так и от химических соединений (неподчинение закону эквивалентов и постоянства состава, хотя закону кратных отношений они, в известных пределах, иногда подчиняются).

Взаимодействие электролитов (вещества с ионной и полярной ковалентной связью) с растворителями полярного типа (Н20, NH3, HCN и т. д.) приводит к образованию ионов:

НО + Н2О^НэО+ 4- CP,

к реакциям сольволиза (гидролиза):

NH.CI + H20^l NHjOH + НС1,

к донорноакцепторным взаимодействиям, ведущим к образованию аутокомплексов в растворе, и т. д.:

S03 + H20->H2|SO,]

NH3 + H2O^NH3. Н20=± [NH4J ОН

Твердые растворы — однородные кристаллические или аморфные фазы переменного состава, состоящие из двух и большего числа компонентов. Частным случаем твердых растворов яляются изоморфные смеси. Последние представляют собой смешанные кристаллы, образованные сходными по строению компонентами.

Представление о твердых растворах введено в науку Я. Вант-Гоффом в 1890 г. Спустя несколько лет Т. Розебом вывел основные типы диаграмм состояния двойных систем с твердыми растворами, применив термодинамический метод.

Кристаллические твердые растворы однофазны. По своему строению твердые растворы относятся к одному из следующих трех типов: замещения, внедрения и вычитания. В первом случае атомы или ионы одного элемента замещают атомы другого в его. кристаллической структуре (интерметаллические соединения, изоморфные смеси), во втором случае атомы одного вещества располагаются в промежутках (межузлиях) кристаллической решетки другого (например, твердые растворы углерода в железе), в третьем — образуются «дефектные» структуры, т. е. в решетке имеются незанятые места, что характерно для соединений переменного состава.

Одним из давно известных твердых растворов является стекло — аморфный изотропный материал, используемый в быту. Его получают переохлаждением расплавов некоторых оксидов, боратов, фосфатов, силикатов. Переохлажденные системы термодинамически неустойчивы и при определенных условиях кристаллизуются (ситаллы).

Широкое применение твердых растворов в современной технике привело к интенсивному изучению состава, строения и свойств

61

г

металлических твердых растворов, природных твердых растворов {например, цеолитов, полевых шпатов). А развитие биологической химии привело к изучению растворов высокомолекулярных соединений (хотя последние образуют скорее не твердые, а истинные растворы и коллоидные системы). Так было выяснено, что для образования непрерывных твердых растворов (т. е. растворов с неограниченной растворимостью компонентов) необходимы следующие условия: 1) одинаковый или близкий тип кристаллической решетки; 2) разность атомных радиусов компонентов не должна превышать 13,5%; 3) все компоненты должны быть химически сходными.

Коллоидные растворы — дисперсные, гетерогенные системы, имеющие поверхность раздела между дисперсной фазой и дисперсной средой. Термин «коллоиды» (клееподобные тела) был введен в 1861 г. английским химиком Т. Грэмом, который делил все вещества на кристаллоиды (кристаллизующиеся тела) и коллоиды (аморфные тела). С помощью сконструированного им диализатора Т. Грэм установил, что желатин и другие желепрдобные вещества не проходят через перепонку (мембрану) диализатора. Т. Грэм связал коллоидное состояние вещества с особой формой сегрегации материи. Т. Грэм получил коллоидные растворы кремниевой кислоты, гидроксидов железа, хрома и алюминия. Жидкие коллоидные системы он назвал золями, а содержащие твердые частицы — гелями. Эта классификация в дальнейшем уточнялась и пересматривалась.

В настоящее время правильнее говорить о коллоидном состоянии вещества. В этом состоянии они могут пребывать, находясь в высокодисперсном виде. Размер частиц в различных химических системах определил их классификацию: истинные и коллоидные растворы и грубоднсперсные системы.

Предельно высокодисперсные гетерогенные системы характеризуются специфическим характером взаимодействия на границе раздела фаз. Важнейшей величиной, определяющей их свойство, является удельная свободная поверхностная энергия. Такие системы обычно термодинамически неуст

страница 31
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83

Скачать книгу "Методология химии" (2.57Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
банеры и растяжки изготовление
connubia oregon cb/4725
royal fc 72-101 обвязка воздуховодами
конвектор для подключения светодиодной ленты

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(28.02.2017)