химия

13.Гетерог ОВр-ции.Гальван элем-т.Опр-ние.Метал связь.Энерг зоны.Проц-ы происх-ие при опуск ме в Н₂О или р-р электролита.Двойн элек-ий слой на границе «ме-раствор».Раб гальван элем-та.Катод и анод.Стандарт ОВ-потенциал.Норм водор-ый электрод.Равнов-ый потенциал:ур-ние Нернста.Электродвиж сила гальван-ого элем-та.Концентрац-ый гальван-ий эл-т.Поляр-ция в гальван элем-те.Возможн протекания О-В р-ций.

Zn⁰_{(вос-ль)}+HCl⁺¹_(ок-ль)->ZnCl₂+H₂⁰

Zn-2Zn²⁺ (ок-ие) 2H+2 H₂⁰(вос-ние). Вывод:из всего многооб-зия р-ций этого типа наиб интререс предст-ют те,кот мы можем орг-ть в гальван-ие элементы.Гальван.эл-т-это с/с,сост-ая из 2х электродов,разд\х р-ами электролита.С/с,в кот энергия хим ОВ р-ции превр-ся в эл ток..ОВ актив-ть элем-та хар-ся потен-ом иониз-ции.ОВ активн-ть вещ-ва(вещ-во это скопление атомов).Природа метал-ой связи:атомы ме могут давать 2хатомные мол-лы:Li₂,Na₂,K₂ в парах,но для них это не характ-но.Для атомов мех ар-но собир-ся больш коллективом по 6,8,12 атомов сразу,обр-я кристалл-ую,метал-ую решетку. Пол-ся так,что 2иона Ме сообща владеют 1м ,осущ-яя метал-ую связь(это взаимод-ие иониз-ых атомов Ме и коллективных .Валентные срыв-ся со своих подуровней,слив-ся вместе в единых энергет-их зонах и такой зоны принадл-ат всем атомам Ме сразу(глубин-е прочно сидят на своих подуровнях)ОВ акт-ть вещ-ва хар-ся 3мя работами:1)раб по разруш-ию кристалла Ме;2)раб по переносу иона Ме с поверх-ти крисстала в р-р(эта раб-это потенциал иониз-ции);3)в раст-ре раб гидротации иона,своб ионов нет,они окружены плотной водн оболочк. -стандарт-й ОВпотенциал.

Cu²⁺SO_{4 (ок-ль)}+Zn⁰_{(вос-ль)}Zn²⁺SO₄+Cu⁰

1 Zn⁰-2Zn²⁺(ок-ние)

1 Cu²⁺+2Cu⁰ (вос-ние)

Cu²⁺+SO₄^2-+Zn⁰Zn²⁺+SO₄^2-+Cu⁰

При опускан Ме в воду или соль возм 2проц:1)переход ионов Ме с пов-ти кристалла в р-р(ок-е);2)выдел ион Ме из р-ра на пов-ть кристалла или пласт(вос-ие).Чем >₀тем легче идет вос-ние,чем меньше ₀тем легче идет ок-ние.Для медно-цинк г.эл.: =-0,763(ок-ние); =+0,34 (вос-е).Электрод,на кот идет окисл,наз анодом.Катод-это электрод,на кот происх вос-ние.ЭДС=_к⁰-_а⁰=_ок-ля⁰-_в-ля⁰.Вывод:1)ЭДС>0 гальв эл работает(если <0не раб);2)схема гальв эл |ZnSo₄||CuSO₄| .Ур-ние Нернста: =+*ln. Конц гальв эл:такой эл,в кот ЭДС возник за счет разницы концент-ий ионов в приэлектродных зонах.Электроды одинак-е:Cu|CuSO₄||CuSO₄|Cu.Если помен концентр местами он все равно буд раб-ть.СтандартОВпотенциал-мера способ-ти хим в-ва присоединять электроны (восстан-ся)Е_R.Водород электрод-электролиз,исп-щий в кач-ве электрода сравнения при разл электрохим изменениях и в гальв эл.Если ЭДС>0 то р-ия возможна,<невозможна.Но если невозможна прямая-возможна обратн р-ия.Поляриз.-отклонение потенциала электрода от равнов-ого знач-я.

14.Электролиз.Послед-ть разряда ионов из вод-х р-ров.Элект-з с раствор и нераствор-ыми анодами.Перенапряж-е.Поляр-ция электр-ов:хим-ая и концентрац-ая.Напряж-е разлож-я.Побочн проц-ы при электр-зе.Элект-з р-ров.З-ны элект-за.Выход по току.Знач-е элект-за. Электролиз-ОВР,протек-ие на электродах под дейст эл тока.Различают:1)электрол р-ров соединений;2)электролиз р-ров соед-ий.При подкл эл тока к электродам возник напрвл движ ионов.Знаки электролиза обратны знакам гальв эл-та,но одинак на всех анодах идет ок-ние,на всех катодах-вос-ние.Напряж разлож-это та миним ЭДС,кот нужно приложить к электродам,чтобы начался процесс электролиза.Ме с высок отриц потенциалами мб получены электролизом расплава соедин-й,пот что если проводить для них электролиз р-ра на катоде будет выд-ся водород,а не Ме,а цель электролиза получение чистейш металлов.А после Mn пров электролиз р-ров соед. NaOHNa⁺+OH^- HOHH⁺+OH⁺. Катод возможн проц: 1)Na⁺+1Na⁰, ₀=-2,714;2)2Н⁺+2Н₂⁰ ₀=0.Из ряда возможн проц пойдет тот,потенциал кот-ого больше.на катоде Н₂⁰. 2Н₂О+2Н₂⁰+2ОН^- среда подщелач (лакмус синий). На Аноде ок-ние возможн проц: 1)4ОН^--4Н₂О+О₂⁰ 1)из ряда возможн проц пойдет тот,потенциал кот меньше.2)на аноде из ряда возможн проц осущ след посл-ть I. P^-(Cl^-,Br^-,I^-,F^-) II. OH^-. НО! III. SO₄^2-, CO₃^2-, NO₃^2-,PO₄^3-.Эти электроны имеют полож потенциал,т.к. сожерж уже окислен формы элемент 2Н₂О^--4О₂⁰+4Н⁺.Суммарн ур-ние электр: NaOH+HOHН₂⁰(на катоде)+O₂(на аноде)+NaOH.Вывод:идет электролиз воды,а щелочь концентр-ся.В электр растворов разл:1)эл с нераствор электр;2)элементы с растворим электр. Поляризац электр-следствие внешн препядствий.Выделение газообразн продуктов на электродах затрудняется разрядка последующ ионов на величину перенапряж газа.На катоде перенапряжение(вычитается,а на аноде прибавл-ся,т.к.потенциал катода сдвигается в более отриц сторону,а потенц анода в более полож-ую.1 з-н Фарадея:масса в-в,выделяющ-ся на электродах при электролизе прямо пропорц-на кол-ву электричества,прох-го ч/з р-р или расплав электролита.It=Q, m=Kit=KQ;К-электрохим эквивалент. К=Э/F;F-число Фарадея=96500К.2 з-н Фарадея:Когда опр кол-во электрич прох ч/з р-р или расплав эл-в,масса выдел-ся в-в на электродах пропорцион-а их электрохим эквивалентам.m₁/m₂=K₁/K₂-з-н эквивалентов.Эффект электролиза хар-ся выходом потока КПД() действия ванны. =*100%. M_теор=ItЭ/96500; m_эксп=ItЭ/96500; Э=Ar(Me)/n;n-степень окисления Ме; Ar-относит атомн масса.Толщина слоя Ме: d=ntIЭ/96500 Области прим-ия:-электрометаллургия,-гальванопластика,-гальванизация,-гальваностегия.

15.Коррозия Ме.Хим-ая коррозия.Методы защиты.Коррозия Ме-самопроизвольн процесс разрушения Ме под действ окр среды.Виды:1)электрохим; 2)химич; 3)биологич.Методы биол кор:1)нанесение покрытий неперносим микроорг;2)внесение в поверх слой Ме в крист решетку ионов или молекул в-в непереносимых микроорг.Хим кор-разруш Ме под действ агрессивной среды(неэлектролит).-Br,расплавы S,нефтепрод;-газовая хим кор-действие газов,но при повыш темп.1место по агрессии-КИСЛОРОД.2.галлогены(Cl,Br,I,F).3.серосодержащие (K₂S₂,SO₂,SO₃). Механизм:на повер-ти образ-ся соли или оксиды,нет направленного движ-я электродов,не возник эл ток.Методы защиты:1)защ покрытиями(лаки,краски); 2)предварит защита Ме(лигирование при выкладке Ме); 3)создание защитных инертных атмосфер:-защита азота;-атмосфера инертных газов;4)Рациональн констр-ие с учетом усл,в кот изделие будет работать.

16.Э/хим.коррозия-гл.вид коррозии-разруш.Ме под действ.защитн.агресс.среды электролита.Электролиты: 1)вода,2)р-ры и распл.солей,щелочей,3)р-ры к-т.Механизм: на пов-ти Ме возник.микрогальванопары,кот.отлич.от обычн. гальв-х эл-ов тем,что явл.короткозамкнут.т.е роль проводников 1го рода играет сам корродирующий Ме(А и К рядом)В ходе анодн. проц.освобожд. кот.перетекают на катод. восс-ся ф-ма ок-ля. Связывание на К ок-лем –деполяризация. Вещ-ва,связ-е на К –деполяризаторы.- водород.деполяриз-я, -кислород.деполяр-я.Химизм катодных проц.зависит от рН. К рН<7 :1)водород.деп. 2) 2 кислород.деп. рН:1) +2 2)+4 + Вывод: на К имеет место конкуренция за преимущественное связывание водорода м/д катионами и молек. и победит тот процесс потенц. кот.больше.Правило:Э/хим.корр.возможна,если потенц.люб. катодной р-ии > чем потенц.анодн.процесса.Э/хим.коррозия-это процесс,сочет-й анодную р-ию ок-я Ме и катодную р-ию восст-я ок-ля.Э/хим.корр.протекает:1)Корр.в электролитах 2)почвенная корр.3)атмосфер.корр.4)контактная корр.(2 Ме в среде)5)корр.под напряжением(среда и знакопеременн. нагрузки)6)электрокорр. в проводн.больш.сеч.под действ. блужд.токов (возник.разница в t в отдельн.уч-ках)

17.Зашита Ме от э/хим.корр.1)Защита покрытиями,Ме 2)окислыми пленками3)солями 4)цементами 5)высокомолекулярн.соед.6)краски,лакиэмали,смазки. Анодное покрытие более активн.Ме,катодное-менее активн. Окислые пленки1);

2).Защита солями.Соли Мажеор ;;.Изменение агрессивности среды:

Ингибиторы, альдегиды,амины,крахмал,фосфаты,хроматы.Фосфатирование-созд.на пов-ти Ме пленки нераствор.фосфатов,защищ.от атмосфер.корр.Протекторная-сдвиг потенциала, защищ. осущ. с пом.соед.с протекторн.анодом.

18.Легкие конструкц.Ме. Ве,Мg

радиус,усилив.Ме св-ва,возраст. основн-ть оксидов и гидроксид.,падает кислотность; растет.устойчив.к высш.ст.ок-я,ослаб.Ме св-ва,усил.амфотерность,уменьш.восст-й хар-р.Физ.св-ва:Серебристо-бел.цв.,сильные восс-ли.,сред.тугоплавк-ти. t_плавл.(Be)=1; t_плавл.(Mg)=650. В природе оч.распылены,и содерж.только в виде соед-й.Получают электролизом расплава соед-й. I._{магнезит} MgCMgO+CO_{2 жженая «магнезия»} неакт.ф-ма исп-ся в огнеупорах.II.MgOMgO+CO_{2 каустический магнезит} хим.акт.ф-ма,оч.активен.,исп-ся в огнеупорах,для получ.магнезиального вяж.вещ-ва MgO+ кисл.среда,если добавить древесн.опилки стружки,получим ксилолит.III.MgCO₃MgO+CO_{2 высокообжиг.переклаз} Неакт.ф-ма,примен.для изготовл.огнеупорн.мат-в.Возможен обжиг доломита:CaO+MgO+2CO_{2каустич.доломит.}IV.Расплав MgO MgO_{кристаллы}

19. Ca серебристого цвета, сильный вост-тель, ср.тугоплавкости t_пл=845 С. В природе очень распылен и созд. В виде соединений CaCl₂. В природе встреч. CaCO₃ *MgCo₃- доломит, CaF₂, CaSO₄*2H₂O –гипс каменный, CaSO₄*H₂O – алебастр, CaSO₄*0.5H₂O-строительный гипс.

Очень активный Me6: 1) 2) с водородом 3) c водой 4) c NaOH реакция не идет. Действие кислот: 1)

2)

Св-ва соединений оксидов и гидрооксидов: р-я не идет. Примечание: соединения с оксидами Ca одно из состояний цем. Камня. Кальций в строительном деле. для получения огнепупорн. Материалов. В процессе получения вяжущего.

20) Al серебрист. Цвета, сильный востановитель, ср. тугоплавкости. в природе очень распылен и встречается только в виде соедин.

Дополнительн процесс.

В природе созд.

очень активный Me: 1) 2) с водородом

3) с водой Чистый Al со щелочью не реагирует, но Al побывавш на воздухе реагирует с водным р-м щелочи и реакция идет в 2-е стадии.

1.

2.

Действие кислот.1) 2)

Al- амфотерен, амфотерны и его оксиды и гидрооксиды.Св-ва соединений оксид. И гидрооксид.

1)

2) Амфотерность.

1)

2) - в водном р-ре. Применение. Примен. Как конструкц. Me для строительных сооружений в сейсмоопасных р-х. Газобетон- порошок Al вводят в цементный р-р.

21) углерод.Абсолютно нерастворимых в-в нет. Пр- произв. Растворимости. Смысл Пр. показывает сколько ионов скопилось, насколько в осадке полно связаны ионы.

Нахождение в природе. Алмаз (тв.); Графит (пласт); карбит (полимерн. Соед.) .Аморфный уголь. Фулерен. Хим. Св-ва. 1)

22.Хим.св-ва кремния: 1)Si + 2Si; 2)Si + 2KOH + O +2;

3)Si + 4HF  Si+2; Si+2HF;

Ca + Si ; Si + Si;

Si+CSiC (карборунд, реак-я идёт при 2000 ℃):

а)Si+CSi+C; б)Si+CSiC;

Формы:1. Si - кварц; чистый горный хрусталь;

2. . Si* O – опал – драг., белый. Si – силикогель;

3. Si- землистый; трепел, диатомит, используется как добавка к ценментам.

Этим обусловлена прочность старинных кладок. Гидротермальная обработка: 1)Паровая; 2)Автоклавная (174℃; P=9 атм; O); 4.Высокодисперсная Si: Si+2Mg (600℃); +4HCl2Mg+ Si(силан); Si+2+ 2O; Si – пылит). Кремневые к-ты: - кислотный оксид; мономерные – растворимые. – орто; - мета; Полимерные к-ты: O+; Кремниевые кислоты слабее угольной: 1) + , Кд1= 2*; 2)+ , Кд2=1*; В воде образуются коллоидные р-ры: золи. Тиксотропия: 1)+HOH+NaOH; 2)+HOH+NaOH;

Золь / гель - тиксотропия. Строение коллоидной частицы:.

.

(Все элементы подписать под основной формулой, весь хлам не писать): - ядро; - адсорбция;-диффузия;

;

- мицелла; Для достижения достижения нейтральности притягиваются противоионы; Мицелла – наименьшее кол-во в-ва коллоидного, способного к самостоятельному существованию в р-ре. Коагуляция  садиментация. Сорбция- концентрирование ; поглащение газов, паров жидкими поглотителями. Десорбция – отдача сорбирующего в-ва; Сорбент – в-во на котором идёт сорбция; Сорбат – в-во которое сорбируется. Адсорбция – Удерживание поврехностью. Абсорбция – поглащение всем объёмом.(кислород в воде). Силикаты – соли кремниевых кислот. Природные: алюмосиликаты: O;  *O; O*; Ca CaO*; Растворимое (жидкое) стекло – силикатный клей:1++ C; 2)NaOH +  +O; 3) ++CO+; (все 3 р-ии выше – сплавление) 1.Как связующее вещество в строительстве: *O (золь)  O ↓ 2.Укрепление грунта у фундамента; 3.Огнеупорные, кислотоупорные замазки в смеси с ; Различают фторсиликаты: