8. Растворение твердых веществ. Из каких слагаемых состоит теплота растворения твердого вещества в жидкости?

Большинство веществ, находящихся в кристаллическом состоянии, растворяются в жидкостях с поглощением теплоты. Однако при растворении в воде гидроксида натрия, карбоната калия и многих других веществ происходит заметное повышение температуры.

Количество теплоты, поглощающейся (или выделяющейся) при растворении одного моля вещества, называется теплотой растворения этого вещества.

Теплота растворения имеет отрицательное значение, если при растворении теплота поглощается, и положительное – при выделении теплоты.

Процесс растворения сопровождается значительным возрастанием энтропии системы, так как в результате равномерного распределения частиц одного вещества в другом резко увеличивается число микросостояний системы.

При растворении кристаллов происходит их разрушение, что требует затраты энергии. Поэтому растворение должно было бы сопровождаться поглощением теплоты. Если же наблюдается обратный эффект, то это показывает, что одновременно с растворением происходит какое-то взаимодействие между растворителем и растворенным веществом, при котором выделяется в виде теплоты больше энергии, чем ее расходуется на разрушение кристаллической решетки.

Энтольпия (теплота) растворения:

,

где m – масса раствора; c_p – удельная изобарная теплоемкость раствора; ∆Т – изменение температуры.

9. Типы окислительно-восстановительных реакций.

Реакции, в результате которых изменяются степени окисления элементов, называются окислительно-восстановительными.

Окисление – процесс отдачи электронов, сопровождающийся повышением степени окисленности элемента.

Восстановление – процесс присоединения электронов, сопровождающийся понижением степени окисленности элемента.

Вещество, в состав которого входит окисляющийся элемент, называется восстановителем, а вещество, содержащее восстанавливающийся элемент, окислителем.

• Межмолекулярные - реакции, в которых окисляющиеся и восстанавливающиеся атомы находятся в молекулах разных веществ, например:

Н₂S + Cl₂  S + 2HCl

• Внутримолекулярные - реакции, в которых окисляющиеся и восстанавливающиеся атомы находятся в молекулах одного и того же вещества, например:

NH₄NO₃  N₂O + 2 H₂O

• Диспропорционирование (самоокисление-самовосстановление) - реакции, в которых атомы с промежуточной степенью окисления превращаются в эквимолярную смесь атомов с более высокой и более низкой степенями окисления:

Cl₂ + H₂O  HClO + HCl

• Реакции контрпропорционирования (коммутации) — это процессы взаимодействия окислителя и восстановителя, в состав которых входит один и тот же элемент с разными степенями окисления. В результате продуктом окисления и восстановления является вещество с промежуточной степенью окисления атомов данного элемента:

HBr⁺⁵O_3(конц)+5HBr_(конц)=3Br₂⁰+3H₂O

10. Закон постоянства состава. Дальтониды, бертоллиды.

Всякое чистое вещество независимо от способа его получения всегда имеет постоянный качественный и количественный состав. Например, состав оксида углерода (IV) СО₂. Он состоит из углерода и кислорода (качественный состав). Содержание углерода в С0₂ 27,27%, кислорода — 72,73% (количественный состав). Получить углекислый газ можно многими способами: синтезом из углерода и кислорода, из оксида углерод (II) и кислорода, действием кислот на карбонаты и др. Во всех случаях чистый оксид углерода (IV) будет иметь приведенный выше состав независимо от способа получения.

Поскольку атомы имеют постоянную массу, то и массовый состав вещества в целом постоянен. Закон постоянства состава впервые сформулировал французский ученый-химик Ж. Пруст в 1808 г. Он писал: «От одного полюса Земли до другого соединения имеют одинаковый состав и одинаковые свойства. Никакой разницы нет между оксидом железа из Южного полушария и Северного».

Развитие химии показало, что наряду с соединениями постоянного состава существуют соединения переменного состава. Первые названы дальтонидами (в память английского химика и физика Дальтона), вторые — бертоллидами (в память французского химика Бертолле, предвидевшего такие соединения). Состав дальтонидов выражается простыми формулами с целочисленными стехиометрическими индексами, например Н 2О, НС1, CCl4, C02. Состав бертоллидов изменяется и не отвечает стехиометрическим отношениям. Например, состав оксида урана (IV) обычно выражают формулой U0_з. На самом деле он имеет состав от UO_2,5 до UO₃. Кроме состава ZnN, имеются нитриды ZrNo,59 ZrNo,69, ZrNo.89. Бертоллиды встречаются среди оксидов, гидридов, сульфидов, нитридов, карбидов и других неорганических веществ, имеющих кристаллическую структуру. В связи с наличием соединений переменного состава в современную формулировку закона постоянства состава следует внести уточнение. Состав соединений молекулярной структуры, т. е. состоящих из молекул, является постоянным независимо от способа получения. Состав же соединений с немолекулярной структурой (с атомной, ионной и металлической решеткой) не является постоянным и зависит от условий получения. Например, состав оксида ванадия (11) зависит от температуры и давление кислорода, применяемого при синтезе. Надо также учитывать изотопный состав элементов: обычная вода, например, содержит 11,19% водорода, а тяжелая вода — 20% .