- •Министерство образования Российской Федерации
- •«Тюменский государственный нефтегазовый университет» в.М. Обухов общая химия
- •Введение
- •Глава 1. Основные понятия. Классы неорганических соединений. Химические уравнения. Типы химических реакций
- •1.1. Правила определения степени окисления (окисленности) элемента
- •1.2. Оксиды
- •1.3. Гидроксиды
- •1.3.1. Основания
- •1.3.2. Кислоты
- •1.4. Соли
- •Латинские названия элементов
- •1.5. Химические уравнения. Типы химических реакций
- •Глава 2. Основные закономерности химических процессов
- •2.1. Термодинамика химических процессов
- •Единицей измерения внутренней энергии является джоуль /Дж/.
- •2.2. Кинетика химических процессов
- •2.3. Химическое равновесие
- •Глава 3. Строение вещества
- •3.1. Строение атома
- •3.2. Строение молекулы
- •3.3. Агрегатные состояния вещества
- •Глава 4. Растворы. Свойства растворов
- •4.1. Состав раствора
- •4.2. Жидкие растворы (водные растворы)
- •4.2.1. Тепловой эффект растворения (энтальпия растворения)
- •4.2.2. Свойства растворов
- •4.2.3. Неэлектролиты и электролиты
- •4.2.4. Сильные и слабые электролиты
- •4.2.5. Электролитическая диссоциация воды. Водородный показатель. Нейтральная, кислая и основная среды
- •Глава 5. Реакции в растворах
- •5.1. Ионные уравнения. Реакции ионного обмена
- •Ионное уравнение запишется
- •5.2. Гидролиз солей
- •5.3. Окислительно-восстановительные реакции
- •5.4. Окислительно-восстановительные свойства элементов
- •5.5. Наиболее важные окислители и восстановители
- •Глава 6. Электрохимические процессы
- •6.1. Химические источники электрической энергии
- •Гальванический элемент записывают в виде электрохимической схемы. Электрохимическая схема элемента Якоби – Даниэля:
- •Электрохимическая схема: Аккумулятор (свинцовый )
- •6.2. Электролиз
- •Например. При электролизе водного раствора сульфата меди
- •Глава 7. Металлы. Коррозия металлов
- •7.1. Физические свойства металлов
- •7.2. Химические свойства металлов
- •7.2.1. Взаимодействие металлов с водой
- •7.2.2. Взаимодействие металлов с водными растворами щелочей
- •7.2.3. Взаимодействие металлов с кислотами
- •7.3. Коррозия металлов
- •7.4. Защита металлов от коррозии
- •7.4.1. Защита поверхности металла покрытиями
- •7.4.2. Электрохимические методы защиты поверхности металла
- •7.4.3. Использование ингибиторов коррозии.
- •Глава 5. Реакции в растворах………………………………………………...48
- •Глава 6. Электрохимические процессы……………………………………...56
- •Глава 7. Металлы. Коррозия металлов………………………………………66
- •Издательство «Нефтегазовый университет»
- •625000,Г. Тюмень, ул. Володарского, 38
- •625039,Г. Тюмень, ул. Киевская, 52
3.3. Агрегатные состояния вещества
Вещества в зависимости от температуры и давления могут существовать в газообразном, жидком и твёрдом агрегатных состояниях.
В газообразном агрегатном состоянии (газы) вещества находятся в виде индивидуальных молекул, которые непрерывно двигаются и практически не взаимодействуют друг с другом.
В жидком агрегатном состоянии (жидкости) вещества находятся в виде молекул, связанных между собой в агрегаты, межмолекулярными силами Ван–дер–Ваальса или водородной связью. Причём, чем полярнее молекулы, тем прочнее связь и, как следствие, ниже летучесть жидкости (выше температура кипения).
Твердые вещества находятся в кристаллическом или аморфном состояниях. В твёрдых телах структурные частицы связаны как внутримолекулярными, так и межмолекулярными связями.
Кристаллическое состояние характеризуется регулярным расположением частиц в трехмерном пространстве. Классифицируют по типу химической связи: ионные, металлические, атомные (ковалентные), молекулярные кристаллы и кристаллы со смешанными связями.
Вещества в аморфном состоянии не имеют упорядоченной структуры.
Глава 4. Растворы. Свойства растворов
Несколько индивидуальных веществ могут образовывать гетерогенные системы: а) механические смеси;
б) дисперсные системы;
гомогенные системы: а) растворы.
Растворы – это гомогенные системы, состоящие из двух или более веществ, относительные количества которых могут изменяться в широких пределах и между которыми возможно химическое взаимодействие.
По агрегатному состоянию растворы бывают твёрдые, жидкие и газообразные.
Наибольшее значение имеют жидкие растворы, в которых вещества присутствуют в виде молекул и ионов. Так как размер этих частиц меньше половины длины волны светового луча, то они не отражают их и поэтому жидкие растворы всегда прозрачны.
В растворе выделяют растворённое вещество и растворитель. Растворителем называют то вещество, которое в чистом виде существует в таком же агрегатном состоянии, что и раствор.
В водном растворе хлорида натрия растворителем является вода. Если оба вещества до растворения находились в одном и том же агрегатном состоянии, то растворителем считается вещество, находящееся в большем количестве.
Раствор состоит из 20 мл. масла и 80 мл. бензина. Растворителем является бензин.
4.1. Состав раствора
Важной характеристикой раствора является его состав. Наиболее часто для выражения состава раствора употребляются следующие величины: доля и концентрация.
Массовая доля растворённого вещества(ω) – отношение массы растворённого вещества к общей массе раствора.
Масса раствора 8 кг, масса растворённого вещества 2 кг. Массовая доля равна 2/8 = 0,25 (или 25 %масс.).
Объёмная доля растворенного вещества – отношение объёма растворённого вещества к сумме объемов веществ до приготовления раствора.
В воздухе содержание кислорода 21% об. Это значит, что в 100 л воздуха содержится 21 л кислорода.
Мольная доля растворенного вещества – отношение числа молей растворённого вещества к общему числу молей всех веществ, образующих раствор.
Массовая концентрация раствора – количество растворённого вещества в 1000 мл раствора. Обычно пользуются единицей г/л.
Молярная концентрация раствора /молярность/ (См) – количество растворённого вещества в молях в 1000 мл раствора.
В 1000 мл раствора содержится 117 г хлорида натрия. Молярная масса хлорида натрия равна 23 + 35,5 = 58,5г/мол. В 1000 мл растворено 2 моля хлорида натрия. Молярная концентрация раствора (СМ) равна 2,0 мол/л.
Эквивалентная концентрация раствора /нормальность/ (Сн) – количество растворённого вещества в эквивалентах в 1000 мл раствора. Химическим эквивалентом называется такое количество вещества, которое соединяется с 1моль атомов водорода или замещает то же количество атомов водорода в химических соединениях.
В 1000 мл раствора содержится 98 г серной кислоты. Эквивалентная масса (масса одного эквивалента) серной кислоты равна 98 / 2 = 49г/экв. В 1000 мл растворено 2 эквивалента серной кислоты. СН = 2,0 мол/л.
Моляльная концентрация раствора /моляльность/ (Сm) - количество растворённого вещества в молях в 1000 г растворителя.
В 1000 г воды содержится 124 г этиленгликоля (НО-СН2-СН2-ОН). Молярная масса этиленгликоля равна 62 г/мол. В 1000 г растворено 2 моля этиленгликоля. Моляльная концентрация раствора (Сm) равна 2,0 мол / 1000 г растворителя.