10.02.2010г. Технология тонкого неорганического синтеза. Лекция 1.

Общая характеристика химических соединений и их классификация.

Химические соединения отличаются большим разнообразием состава и свойств. Химические соединения можно классифицировать по ряду признаков:

• Переменного и постоянного (стехиометрического) состава. Соединения стехиометрического состава описываются определенной химической формулой. Соединения переменного состава описываются бруттоформулой.

Определить к какому типу относится формула по молярному соотношению компонентов:

2AlPO₄*2H₂O=Al₂O₃*P₂O₅*2H₂O,

Al₂(HPO₄)₃*H₂O=Al₂O₃*1,5P₂O₅*2,5H₂O,

2Al(H₂PO₄)₃*H₂O=Al₂O₃*3P₂O₅*7H₂O.

Для установления химического состава проводят химический анализ.

Одним из методов аналитической химии определить содержание Al₂O₃, P₂O₅, H₂O при их массовом содержании Al₂O₃=36,7%, P₂O₅=42,3%, H₂O=21%.

Бруттоформула записывается Al₂O₃*xP₂O₅*yH₂O, где x, y – переменные величины и их значения определяются условиями синтеза.

• По наличию примесей:

• особо чистые,

• реактивной квалификации,

• технического назначения.

Все эти соединения отличаются содержанием основного вещества:

1. особо чистые соединения (0,001-0,0001%) применяются в электроники и радиотехнике.

2. Реактивной квалификации применяется в лабораторной практике, научных исследованиях и технологическом назначении.

Содержание примесей зависит от квалификации:

• Чистые (Ч),

• Чистые для анализа (ЧДА),

• Химически чистый (ХЧ),

• Особо чистые (ОЧ).

Минимальное содержание примесей в химически чистых соединениях (100%-ные). В ЧДА содержание примесей увеличивается до десятых процентов, в чистых тоже до десятых процентов, но больше, чем в ЧДА.

3. Технического назначения соединения используются для технических целей (пигменты, адсорберы, носители и другие). Содержание примесей исчисляется единицами. Их можно использовать в том случае, если примеси не влияют на их эксплуатационные свойства.

• По наличию структуры:

• кристаллические,

• рентгеноаморфные.

Кристаллические имеют ромбическую, гексагональную и многие другие структуры. Кристаллические вещества делятся по размеру кристаллов на крупнокристаллические и мелкокристаллические.

Рентгеноаморфные не обладают кристаллической структурой. Они являются метастабильными соединениями и при воздействии внешних факторов стремятся перейти в стабильное кристаллическое состояние.

• По размеру частиц:

• ультрадисперсные,

• высокодисперсные,

• грубодисперсные.

Соединения с размерами частиц 10^-9м обладают особыми свойствами. Они более реакционно способны, т.к. у них больше дефектов на поверхности, энергетически более реакционно способны, т.к. выделяется много энергии. Имеют широкое применение.

• По способам получения:

• способ химического осаждения,

• кристаллизация,

• высокотемпературные способы,

• криогенные,

• плазменные,

• лазерные и др.

Кристаллизация – это появление новой твердой фазы из насыщенных растворов, которые могут быть получены за счет физического растворения вещества в растворители.

Химическое осаждение сопровождается кристаллизацией, основанной на химическом взаимодействии реагентов. Например,

Ca₅F(PO₄)₃+H₂SO₄=H₃PO₄+CaSO₄*2H₂O+HF

Химическая реакция не всегда сопровождается кристаллизацией, могут образовываться рентгеноаморфные соединения.