4. Применение водорода.

Использование водорода как горючее. Водород используется в качестве горючего в современной ракетной технике.

Использование водорода в воздухоплавании. Технические применения водорода основываются на его исключительной легкости и на способности развивать при горении большое количество тепла.

Понятие «друммондова света». Способность водорода развивать при горении большое количество тепла использовалось для получения «друммондова света»: эффект свечения негашёной извести для освещения сцены (нач. 19в.). 

Демонстрации:

Выделение кислорода зелеными водорослями.

Опыты с жидким кислородом.

Получение кислорода в химической лаборатории.

Реакция кислорода и серы.

Взрыв метана в лабораторных условиях.

Образование воды. Гремучий газ.

Металлургическое производство в городе.

Резка металла «кислородным резаком». 

Мыльные пузыри с водородом.

Получение водорода в лабораторных условиях.

Реакция электролиза.

Реакция восстановления меди.

Горение водорода.

Запуск космического носителя «Энергии».

Запуск воздушного шара.

Контрольные вопросы:

1. Назовите основные химические свойства кислорода.

2. Назовите основные химические характеристики кислорода.

3. Какие характерные особенности в содержании кислорода в земной коре?

4. Назовите характерные особенности в содержании кислорода в гидросфере.

5. Сформулируйте характерные особенности в содержании кислорода в организме человека.

6. Определите роль прокариот и фотосинтеза в пооявлении кислорода на планете.

7. Назовите отличительные химические признаки твердого и жидкого кислорода.

8. Дайте определение понятию электролиза воды.

9. Сформулируйте: где, как и в каких целях человеком используется электролиз воды.

10. Охарактеризуйте специфику реакционноспособности кислорода.

11. Наховите, где используются окислительные свойства кислорода.

12. Назовите главные потребители кислорода в жизнедеятельности человека.

13. Что такое кслородный «резак» и где он используется?

14. Назовите химические свойства водорода.

15. Сформулируйте химические характеристики водорода.

16. Сформулируйте характерные особенности в содержании водорода в земной коре.

17. Сформулируйте характерные особенности в содержании водорода гидросфере.

18. Сформулируйте характерные особенности в содержании водорода в организме человека.

19. Назовите, в чем особенности распространения водорода во Вселенной.

20. В чем специфика получения водорода электролизом воды?

21. Охарактеризуйте специфику реакционноспособности водорода.

22. Определите, особенности использования водорода как горючего.

23. Раскройте понятие «друммондова света».

Литература:

1. Ахмедова Т.И., Мосягина О.В. Естествознание: Учебное пособие / Т.И. Ахмедова, О.В. Мосягина. – М.: РАП, 2012. – С. 198-212.

Тема 13. Растворение твердых веществ и газов.

Учебные вопросы

1. Растворение и растворы.

2. Понятие растворимости вещества.

3. Концентрация раствора.

4. Поведение веществ в растворах.

1. Растворение и растворы.

Понятие раствора. Раствор - это гомогенная (однородная) смесь, состоящая из частиц растворённого вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия.

Агрегатное состояние растворов. Наиболее распространенное агрегатное состояние растворов – жидкое.

В общем виде любой раствор – это однородная смесь переменного состава из двух или более веществ.

Переменность состава раствора. Соотношение смешиваемых в растворе веществ может непрерывно изменяться в задаваемых пределах. Например, раствор соли можно разбавлять чистой водой или, наоборот, упаривать, но полученные при этом жидкости в любом случае будут называться растворами соли. Именно поэтому любой раствор характеризуется своим переменным составом.

Понятие растворителя. Из двух или нескольких компонентов раствора растворителем является тот, который взят в большем количестве и имеет то же агрегатное состояние, что и раствор в целом. Когда речь идет о водных растворах, воду считают растворителем и в тех случаях, когда ее меньше (96%-ный раствор спирта в воде).

Физическая теория растворов. Основоположники: Вант Гофф и Вильгельм Оствальд. Процесс растворения является результатом диффузии (взаимного перемешивания веществ).

Химическая теория растворов. Д.И. Менделеев доказывал, что растворение является результатом химического взаимодействия растворенного вещества с молекулами воды и что правильнее определять раствор как однородную систему, которая состоит из частиц растворенного вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия.

Современная физико-химическая теория растворов. Образование того или иного типа раствора обусловливается интенсивностью:

межмолекулярного,

межатомного,

межионного,

другого вида взаимодействия.

Это те силы, которые определяют возникновение того или иного агрегатного состояния. При этом, т.к. растворы бывают газовыми, жидкими и твёрдыми, их возникновение определяется характером и интенсивностью взаимодействия частиц разных веществ.

Значение теории растворов Д.И. Менделеева. Ученый физико-химическую теорию растворов предсказывал еще в 1906 г., описав в своем учебнике «Основы химии».

Понятие твердого раствора. В твердых растворах частицы одного вещества хаотично распределены среди частиц какого-нибудь другого, но обязательно твердого вещества.

Растворение, как химический процесс. Растворение, как один из основных процессов химической технологии, представляет гетерогенное физико-химическое взаимодействие твердого тела и жидкости, в процессе которого происходит переход твердой фазы в раствор.

Понятия сольватации и гидратации в теории растворов. Растворение сопровождается сольватацией (электростатическим взаимодействием между молекулами растворенного вещества и растворителя), или гидратацией (если растворитель - вода).

Понятия кристаллизации и физического растворения в теории растворов. При растворении образуются более или менее устойчивые соединения растворенных частиц с молекулами растворителя. В случае, если возможна обратная кристаллизация растворившегося вещества из раствора, такое растворение называется физическим растворением.

Понятие химического растворения. Химическим является растворение, при котором растворитель или содержащийся в нем активный реагент таким образом взаимодействуют с растворяемым веществом, что в результате выделить растворившееся вещество из полученного раствора кристаллизацией невозможно.

Диффузия. В процессе растворения молекулы вещества, перешедшие из кристалла в раствор, передвигаются по всему объему раствора вместе с молекулами растворителя благодаря тепловому движению (диффузии).

Химические характеристики насыщенного раствора. Раствор, в котором данное вещество при данной температуре уже больше не растворяется, называется насыщенным. Насыщенным называется такой раствор, который находится в динамическом равновесии с избытком растворенного вещества.