оставшиеся 20 вопросов

Константа диссоциации слабых электролитов. Закон разбавления Оствальда.

В растворах слабых электролитах процесс диссоциации обратимый и здесь применим закон хим. равновесия.

Чем меньше kд, тем слабее электролит и тем прочнее его молекулы.

kд= С а∗С аС(1−а)

С уменьшением С, степень диссоциации увеличивается.

Ионные реакции в растворах.

Ионные реакции-реакции между ионами, образовавшиеся в результате диссоциации электролитов

Условия протекания ионных реакций.

-легко летучие в-ва и слабые электролиты не диссоциируют

-сильные электролиты записывают в виде ионов

-сумма электрических зарядов ионов слева и справа должны быть равны

Ионное произведение воды. Водородный показатель.

[H+][OH-]=1.8 * 10-16 * 55,5=1,10-14

pH=-lg[H+]

pkв=-lg([H+][OH-])

pH=14-pOH

Способы определения водородного показателя

Водородный показатель определяют с помощью калориметра или pH-метра

Индикаторы

Индикатор-сложное органическое соединение, представляющая слабую кислоту или слабое основание, которые способны менять окраску в зависимости от pH раствора. Причина изменения цвета в том, что его молекулы и ионы имеют различную окраску.

Жесткость воды

Жесткость воды-один из показателей воды, который определяет её пригодность для многих практических и технических целей. Она обусловлена присутствием Ca2+, Mg2+ а так же Fe2+, Sr2+, Zn2+.

В количественном соотношении содержание Ca и Mg выражается в [мг−эквл]

Виды жесткости воды

Виды:

-мягкая вода до 4 мг−эквл

-средняя 4-8 мг−эквл

-жесткая 8-12 мг−эквл

-очень жесткая >12 мг−эквл

Жесткость:

· Временная(присутствие Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2

· Постоянная(нитраты Ca, Mg)

· Общая(временная+постоянная)

Химические способы устранения жесткости воды

-известковый

Ca(HCO3)2+Ca(OH)2=2CaCO3+H2O

-содовый

Mg(НСО3)2 + Са(ОН)2 = Mg(ОН) 2↓+2СаСО3↓+ 2Н2О

-известково-содовый

-фосфатный

Физические способы устранения жесткости воды. Ионообменный способ.

Первый способ – кипячение. При кипячении* растворимые гидрокарбонаты переходят в нерастворимые карбонаты, и жесткость воды уменьшается.


Второй способ – добавление известковой воды. При добавлении известковой воды гидрокарбонаты переходят в карбонаты и вода становится более мягкой.

Дисперсные системы

Дисперсные системы-гетерогенные системы, где одно вещество распределено среди другого, состоит из двух и более фаз, между которыми существует поверхность раздела.

Общие понятия о дисперсных системах. Примеры.

Обычно одна фаза образует непрерывную дисперсионную среду, в объёме которой распределена дисперсная фаза в виде мелких твёрдых частиц, кпелек или пузырьков.

По рзмеру частиц различают:

-грубодисперсные(10-5м)

-тонкодисп.(10-5-10-7)

-коллоиднодисп.(10-7-10-9)

-истинные растворы(<10-9

Окислительно-восстановительные процессы.

ОВР-реакции, проходящие с изменением степени окисления элементов, входящих в состав реагирующего вещества.

Степень окисления-условный заряд атомов, вычисленный из предположения, что соединение состоит из ионов.

Сумма степеней окисления в молекуле равна 0

Составление уравнений окислительного-восстановительных реакций.

Рассматриваем обмен электронами между атомами, меняющими степень окисления.

0 +1 +5 -2 +3 -3 -3+1

8Al+27HNO3=8Al(NO3)3+3NH3+9H2O

0 +3

Al-3e=Al *8 восстановитель

+5 -3

N+8e=N *3 окислитель

Проверяем по кислороду(81=81)

Типы окислительно-восстановительных реакций

1)межмолекулярный(окислитель и восстановитель в разных веществах, обмен между ионами происходит между различными атомами)

0 0 +4 -2

S+O2=SO2

2)внутримолекулярный

+5 -2 -1 0

2KClO3=KCl+3O2

3)диспрапорционирование (дисмутация, самоокисление/восстановление)-реакции, где молекулы одного вещества реагируют друг с другом как окислитель и восстановитель

0 -1 +1

Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O

Гальванические элементы

Гальванические элементы – это устройства, в которых хим. энергия превращается в электрическую.

Понятие об электронных потенциалах

Процессы, происходящие в гальванических элементах:

- окисление металла анода

-восстановление катионов электролита на поверхности катода

-движение е от анода к катоду по внешнему проводнику (электричество)

-движение е через пористую перегородку замыкает электрическую цепь

A(-) Zn|ZnSO4||CuSO4|Cu(+)K

E0H+/H2=0

Электродный потенциал – разность потенциалов, возникающая между металлом и раствором его соли.

Стандартный водородный электрод

это платиновая пластинка, насыщенная молекулярным водородом и погруженная в раствор HCl или H2SO4 в концентрации ионов в 1 моль/л.

Ряд стандартных электронных потенциалов металлов и химическое поведение металлов в растворах.

Ряд стандартных электронных потенциалов – это ряд, составленный в порядке возрастания электронных потенциалов металлов; каждый металл способен восстанавливать все последующие за ним металлы.

Металлы, стоящие до водорода вытесняют его в разбавленных растворах кислот.

Электронный потенциал металла зависит от характеристик и концентрации ионов металла в растворе

Уравнение Нернста

E=E0+ 0,059𝑛 lgCМеn+

Электродвижущая сила.

ЭДС- количественная характеристика гальванического элемента, максимальное значение, которое может выработать данный гальванический элемент.

ЭДС=Ек-Еа

ЭДС не может быть отрицательным!

Водородный показатель

мера кислотности водных растворов. Ассоциирована с концентрацией ионов водорода, что эквивалентно активности ионов водорода в сильно разбавленных растворах.

Концентрационный гальванический элемент

Концентрационный гальванический элемент – это гальванический элемент, электроды которого сделаны из одного и того же металла, погружены в один и тот же электролит, но с разной концентрацией ионов металла.

Коррозия металлов

самопроизвольный процесс разрушения металлов в результате их взаимодействия с окружающей средой

Виды коррозии

1.Химическая (под действием сухих газов, а так же жидкостей, не являющихся электролитами)

Процесс: металл покрывается оксидной пленкой

2.Электро-химическая коррозия (воздействие жидких электролитов в водных растворах солей, кислот, влажного воздуха, грунтовых вод)

Процесс: возникновение на поверхности металла коррозийного гальванического элемента, при этом одна часть Анод, другая Катод; электроны не покидают поверхность металла.

Особенности коррозии металлов в морской воде.

На поверхности судовой стали в присутствии воды возникает множество коротко-замкнутых гальванических элементов. Освобождающие электроны переходят на катод, поляризуют его и принимают участие в процессе восстановления O2

Морская вода – агрессивная коррозийная среда т.к. содержит большое количесво растворённых солей и обладает высокой электро-проводимостью. Ионы Cl- способствуют смыву оксидной пленки и являются активаторами коррозии. Особенно опасно для обшивки судов коррозия при неравномерной аэрации, т.е. при разном доступе O2. Корпус судна находиться частично под воздействием морской воды, частично под воздействием морской атмосферы

и самым опасным является район ватерлинии, а так же зоны кормовой оконечности, а так же деталей из разных металлов.

Способы защиты металлов от коррозии

1.Поиск коррозийно стойких материалов.

2.Замена металлов на неметаллы.

Лигирование металла или получение сплава нержаеющей стали путём присадок к железу никеля, хрома и т.д.

- При сочетании 1/8 добавленного металла к основному получаются более прочная сталь.

- Нанесение на поверхность металла защитных плёнок.

- Металлические покрытия (при нанесении более активных металлов, покрытие – анодное (пр: покрытие железа магнием), при нанесении менее активных, покрытие – катодное (пр: покрытие железа оловом))

- Протекторная защита используется в том случае, если защитная конструкция находиться в среде электролита. При этом к днищу судна прикрепляют пластину металла, у которого E0 ниже чем у основного металла. Создаётся гальванический элемент, протектор разрушается в процессе защиты с помощью Al-Mg протектора.

Катодная защита – защищаемая конструкция, присоединяется к катоду внешнего источника тока.