Законы Рауля

первый закон Рауля – парциальное давление над раствором прямо пропорционально мольной доле растворенного вещества.

Относительное понижение упругости пара над раствором равно мольной доле растворенного вещества. Это закон Рауля для нелетучего растворенного компонента. Из этого закона можно вывести два следствия, которые в объединенном виде формируются каквторой закон Рауля.

Второй закон Рауля – понижение температуры кипения и повышение температуры замерзания раствора прямо пропорционально моляльной концентрации раствора:

 

35,36. Эл. Диссоциация. Электролитическая диссоциация – процесс распада молекул веществ на ионы под действием полярных молекул растворителя, а также при их расплавлении. Степень диссоц – количесвнная хар-ха диссоциации (альфа). Электролиты-растворы или расплавы которые проводят эл ток. Если альфа<3-слабый, a>30-сильный, между ними –средней силы. Сильные: почти все соли, кислоты почти все сильные, кроме HF, все растворенные в воде основаня, исключение: NH₄OH

 

37. Диссоциация сл. электролитов. закон Освальда дает возможность вычислить степень диссоциации при различных концентрациях электролита, если известна его константа диссоциации и наоборот; Ур-ние константы протолиза(кислотности,основности) k=c_Bα²\1-α; c_B-концентрация электролита, распадающегося на 2 иона, α-степ диссоциации

 

38. Диссоциация воды чистая вода очень плохо проводит электрический ток, но все же обладает измеримой электрической проводимостью, которая объясняется небольшой самодиссоциацией воды на ионы водорода и гидроксид-ионы. Для воды и разбавленных водных растворов при неизменной температуре произведение концентраций ионов гидроксония и гидроксид-ионов есть величина постоянная. Водородный показатель: pH=-lg[H₃0⁺], показывает состояние среды, если<7-щелочной… в щелочной больше [OH^-]

 

39.. Диссоциация сил.электролитов. В водных растворах сильные электролиты обычно полностью диссоциированы, в растворах расстояние между ионами небольшое, поэтому они стеснены противоположно заряженными ионными, расположенными вокруг – ионная атмосфера

активность ионов- эффективная условная концентрация ионов, соответственно которой они действуют при химич реакциях. Равна его концентрации, умноженной на коэффициент активности: a_B=f*x_B(=y*c_B, =gamma*c_m)? F,gamma,y-рациональный, моляльный, молярный коэф. К различных ионов различны, кроме того они изменяются в зависимости от условий, в частности при изменении концентрации раствора. Ионная сила раствора - полусумма произведений концентраций всех находящихся в растворе ионов на квадрат их заряда. [I_c]

 

 

41 .Гидролиз гидролизом называется взаимодействие вещества с водой при котором составные части вещества соединяются с составными частями воды

в водных растворах соли полностью диссоциируют на катионы и анионы. Кроме них в растворе есть ионы H⁺ и OH^–, образующиеся вследствие диссоциации молекул воды. Если эти ионы при взаимодействии с ионами соли образуют плохо диссоциирующие соединения, то идет гидролиз соли – разложение соли водой с образованием слабого электролита. Возможность и характер протекания гидролиза определяется природой соли

В одном случае гидролиз идет по катиону и pH < 7, в другом по аниону – pH > 7, а в третьем – по аниону и катиону, и величина pH в этом случае зависит от относительной силы образующихся кислоты и основания. Соли, образованные сильными основаниями и сильными кислотами, гидролизу не подвергаются.

 

42. Кол. характеристики проц. гидролиза. степень гидролиза за висит от константы этого равновесия, а так же от температуры и от концентрации соли. Констсанта гидролиза соли- показывает способность данной соли подвергаться гидролизу, чем больше конст, тем в большей степени протекает гидролиз. Чем слабее кислота, тем в большей степени подвергаются гидролизу ее соли

 

43. Равновесия в гетерогенных ситст. В насыщенном растворе труднорастворимого сильного электролита произведение концентрации его ионов в степенях стехиометрических коэффициентов при данной температуре есть величина постоянная, называемая произведением растворимости (ПР).

Произведение растворимости характеризует растворимость труднорастворимого электролита при данной температуре. Из двух однотипных солей, например, CaSO₄ с ПР = 2,5∙10^–5 и BaSO₄ с ПР = 1,1∙10^–10, большей растворимостью обладает та соль, у которой ПР больше.

Концентрация каждого иона в насыщенном растворе электролита может быть изменена, но при этом изменяется и концентрация другого иона так, что произведение концентраций сохраняет прежнюю величину. Поэтому, если в насыщенный раствор электролита ввести некоторое количество одного из ионов, входящих в состав электролита, то концентрация другого иона должна уменьшиться и часть растворенного электролита выпадет в осадок, то есть растворимость электролита понижается от введения в раствор одноименных ионов.

ПК – произведение концентраций ионов в степенях, соответствующих стехиометрическим коэффициентам для системы в неравновесном состоянии.

Зная ПК и сравнив его с ПР, можно установить, растворится или выпадет осадок при данной температуре:

1. Если ПК = ПР, ΔG = 0 – система находится в состоянии равновесия (раствор насыщенный).

2. Если ПК < ПР, ΔG < 0 – самопроизвольно протекает процесс растворения осадка.

3. Если ПК > ПР, ΔG > 0 – возможен только обратный процесс – выпадание осадка.

 

44. Жесткость природных вод. Природная вода, содеражащая в растворе большое количесво солей K и Mg назвается жесткой водой, в противоположность мегкой воде содержащей мало солей или совсем не содержащей их. Временная жесткость –карбонатная жесткость, вода в которой содеражся гидрокарбонаты калия и магния, удаляющихся из воды при ее кипячении в течении часа, жесткость остающаяся после этого называется постоянной. Жесткость необходимо устранять в следствие непригодности жесткой воды. Удаление солей, называемое водосмягчением, входит в систему водоподготовки в ходе подготовки вода освобождается от грубодиспернсых и коллоидных примесей и от растворенных веществ, их удаляют добавлением к воде солей (Al₂(SO₄)₃) с последующей фильтрацией. Так же применяют методы осаждения и ионного обмена. Путем осаждения катионы Ca и Mg переводят в малорастворимые соединения, выпадающие в осадок. Это достигается либо кипячением либо химическим путем-введением в воду соотв реагентов.

45,46. ОВР Типы окислительно-восстановительных реакций window.top.document.title = "7.1. Типы окислительно-восстановительных реакций";

Все химические реакции, в которых электроны переходят от одного вещества или его части (восстановителя) к другому веществу или к другой части одного и того же вещества (окислителю), называются окислительно-восстановительными, или редокспроцессами. Любому веществу-окислителю соответствует восстановленная форма а восстановителю– окисленная форма, вместе они образуют сопряженную окислительно-восстановительную пару (полуреакцию):

Сложение обеих полуреакций позволяет записать в общем виде окислительно-восстановительную реакцию:

Если передача электронов от восстановителя к окислителю происходит во всем объеме раствора, то энергия химического взаимодействия рассеивается в окружающую среду в виде тепла.

В зависимости от того, находятся ли атомы, выполняющие в реакции функцию окислителя (акцептора электронов) и восстановителя (донора электронов) в одном или в различных веществах, все окислительно-восстановительные процессы можно разделить на три типа: межмолекулярные, внутримолекулярные и диспропорционирования.

В межмолекулярных (межатомных) реакциях окислительные функции выполняют одни вещества, а восстановительные – другие. Например, в реакции H₂S + Cl₂ = S + 2HCl электроны от восстановителя – иона S^2– – переходят к окислителю – молекуле Cl₂.

В реакциях внутримолекулярного окисления-восстановления одна часть молекулы – окислитель, другая – восстановитель. Простейшими примерами могут служить реакции термического разложения вещества:

 

Реакции диспропорционирования (самоокисления-самовосстановления) протекают с одновременным уменьшением и увеличением степени окисления атомов одного и того же элемента. Они характерны для соединений или простых веществ, состоящих из промежуточных степеней окисления данного элемента:

 

47. Возникновение скачка потенциала. Ст. эл потенциал-потенциал данного электродного рпоцесса про концентрациях всех учавсвующих в нем веществ, равных идинце

Если же процессы окисления и восстановления пространственно разделить, то любую окислительно-восстановительную реакцию можно использовать для получения электрической энергии. Такие устройства называют химическими источниками тока (ХИТ). Простейший ХИТ – гальваническая ячейка – представляет собой сосуды, в которых два электрода, помещенные в раствор соответствующих электролитов, соединены солевым мостиком собой стеклянную трубку, заполненную раствором такого электролита, катионы и анионы которого характеризуются одинаковой подвижностью. При замыкании внешней цепи проводником первого рода начинается окислительно-восстановительная реакция, о чем свидетельствует возникновение электродвижущей силы (ЭДС).

Система, состоящая из металла, погруженного в раствор электролита, называется электродом, то есть электроды в электрохимии – это системы из двух токопроводящих тел: проводников 1 и 2 рода. Абсолютное значение разности потенциалов на границе двух фаз разной природы металл│электролит измерить нельзя, однако можно измерить разность потенциалов двух различных электродов.

Значения электродных потенциалов определяются относительно некоторого электрода, потенциал которого условно принят за нулевой. Таким эталонным электродом выбран водородный в стандартных условиях. Его устройство таково: платиновый электрод, покрытый мелкодисперсной платиной (платиновой чернью), погруженный в раствор серной кислоты с активностью ионов водорода 1 моль∙л^–1, обдувается струей газообразного водорода под давлением 100 кПа; при этих условиях и при T = 298 K

 

48. Ряд стандартных электродных потоенциалов. Положение той или иной электрохимической системы в этом ряду характеризует ее окислит-восстановит способность. Под электрохимической системой здесь подразумевается совокупность всех веществ – участников данного электродного процесса.

Ряд позволяет решать вопрос о напрвлении самопроизвольного протекания окислительно-восстановительных реакций.

 

49. Гальванически элемент. Устройства которые применяют для непосредственного преобразования энергии хим реакции в электрическую называют гальвоническими эл-тами

электрод на котором протекает окисление называется анодом, на котором восстановление-катод. Максимальное значение напряжения гальванического элемента соответсвующее обратимому протеканию реакции называется напряжением гальванического эл-та (ЭДС)

 

51. Явление поляризации При смещении потенциала электрода в положительную или в отрицательную сторону на нем начинают протекать процессы окисления или восстановления. Отклонение потенциала электрода от его равновесного значения называется электрохимической поляризацией. Процесс восстановление иначе называется катодным процессом, а процесс окисления – анодным. В связи с этим поляризация в отрицательную сторону называется катодной, в положительную - анодной

Коррозия металлов Металлические материалы, приходя в соприкосновение с окружающей средой подвергаются с той или иной скоростью разрушению. Причина разрушения лежит в химическом взаимодействии: металлы вступают в ОВР с веществами, находящимися в окружающей среде и окисляются. Самопроизвольное разрушение металлов происходящее под действием окр среды называется коррозией. Бывают химическая и электрохимическая. Химическая – когда возникает при взаимодействии с сухими газами или растворами неэлектролитов. К электрохимической отосят все случаи коррозии в водных растворах.

В основе коррозийных процессов лежат окислительно-восстановительные реакции металлов с окружающей средой, сопровождающиеся переходом металлов в более термодинамически устойчивое состояние.

 

 

53,54, 55. Способы защиты Ме от коррозии

Для защиты железа от коррозии используются всевозможные покрытия: краска, слой металла (олова, цинка). При этом краска и олово предохраняют от коррозии до тех пор, пока защитный слой цел. Появление в нем трещин и царапин способствует проникновению влаги и воздуха к поверхности железа, и процесс коррозии возобновляется, причем в случае оловянного покрытия он даже ускоряется, поскольку олово служит катодом в электрохимическом процессе

Метод обработки среды состоит в удалении из раствора в котором эксплуатируется деталь растворенного кслорода или в добавлении ингибиторов. При катодной защите защищаемая конструкция присоединяется к отрицательному полюсу источника эл тока

Оцинкованное железо ведет себя иначе. Поскольку цинк выполняет роль анода, то его защитная функция сохраняется и при нарушении цинкового покрытия

Катодная защита широко используется для уменьшения коррозии подземных и подводных трубопроводов и стальных опор высоковольтных передач, нефтяных платформ и причалов. Протекторная защита-присоединение к защищаемому металлу большого листа, изготовленного из другого, более активного металла-протектора (цинк, сплавы на основе магния), применяются для защиты подводных частей морских судов.