Лекции по химии. Лекция 1. Литература Карпин. Курс химии. Общая химия. Соколовская, изд. Мгу 1989г

• Название: Лекция 1. Литература Карпин. Курс химии. Общая химия. Соколовская, изд. Мгу 1989г
• Анкор: Лекции по химии.doc
• Дата: 22.04.2017
• Размер: 10.13 Mb.
• Имя файла: Лекции по химии.doc
• Тип: Лекция; #5409
• Категория: Химия
• страница: 8 из 8

ЛЕКЦИЯ№10

Электролитическая диссоциация воды

Второй закон Рауля: повышение температуры кипения и температуры замерзания пропорционально молярной концентрации раствора.

, - отражают природу растворителя.

Растворы электролитов. Электролитическая диссоциация воды

Ионное произведение воды. Водородный показатель.

(диссоциация)

при t=22⁰С

- величина называется ионным произведением воды

Диссоциация воды – эндотермический процесс

T0C	0	22	25	50	100
a	0.13	1	1.008	5.66	74

Условие электронейтральности раствора

Электронейтральность



Степень диссоциации :

Кислая среда: Щелочная среда:

РН - растворы



РН=7 – нейтральная среда, РН7 – кислая среда,

РН7 – щелочная среда

Сок лимона: РН=-2,5, апельсин. сок: РН=-2,8, Сухое вино: РН=-5, молоко:РН=-5,9

Физико-химический анализ

Дает наиболее полную характеристику системы. Химический анализ говорит о химическом составе системы и ничего не говорит о количестве фаз и характере их взаимодействия в системе.

Правило фаз

Компоненты системы – химические вещества, которые могут существовать в изолированном виде и определять состав системы.

Число степеней свободы – вариабельность системы; число независимых друг от друга факторов равновесия (число факторов, которые можно менять произвольно, не нарушая состояния системы)

Независимые компоненты – наименьшее число которых достаточно для образования всех фаз системы.

Правило фаз Гибса

С=К-Ф+П С – число степеней свободы, П – число независимых переменных

Ф – фазы, К – число компонентов

Пример: Максимальное число фаз ? поваренная соль в воде; Фmax=Cmin

Cmin=0 C=R-A+2 Фmax=2+2=4

Фаза 1 – раствор, Фаза 2 – осадок соли, Фаза 3 – водяной пар, Фаза 4 – лед
Диаграмма P,t - воды

0 – тройная точка воды

0А – равновесие (жидкость - пар)

0В – Жидкость - лед

0С – пар-лед (испарение)

Число степеней свободы: С=К-Ф+2; С=3-Ф (1 компонент)

Если мы увеличим Р, то увеличим Т, N – останется на

кривой

0 – точка конвариантного равновесия
Классификация диаграмм. Составляется по признаку образования фаз в твердом состоянии.

Термографический анализ

Диаграмма состояния (плавкости) – частный случай диаграммы состояния.

Диаграммы плавкости строятся: Тплав, состав

При построении таких диаграмм строятся кривые охлаждения / нагревания

время

Это и есть термографический анализ ( построение кривых )

1) Если система не испытывает фазовых переходов на заданном интервале температур, то



2) Если вещество испытывает фазовые переходы на заданном интервале температур (пример: охлаждение пара)

Изгибы на кривых охлаждения появляются за счет выделения, поглащения тепла при фазовых переходах.
Вынужденная эфтетика

Диаграмма плавкости дистетического типа

Дистетика – (с греческого) тугоплавкий

ЛЕКЦИЯ №11

Наличие дистетики говорит об устойчивости химического соединения

Наличие максимумов говорит о конгруэнтном

плавлении. (состав твердой и жидкой фазы в точке

плавления совпадают)

Чем круче максимум, тем устойчивее химич. соед.
Особенность дистетической

диаграммы: при охлажден.

всегда получается твердая

фаза
Диаграмма с неустойчивым химическим соединением (со скрытым максиммом)

Инконгурентное плавление, когда при Tав

Получается жидкая фаза (АВ) и твердая

С перитектиком диаграмма.



Изгибы на кривых охлаждения появляются за счет выделения поглощенного тепла при фазовых переходах.

Основы электрохимии.

Электрохимия – область физической химии, которая занимается изучением химических процессов, сопровождающихся появлением электрического тока, либо вызванных электрическим током.

Окислительно-восстановительные реакции – сопровождаются перемещением или смещением электронов.

Для появления электрического тока, нужно окислительно-восстановительную реакцию пространственно разделить.

Электрод – проводник первого рода, погруженный в раствор электролита, в условиях прохождения через него электрического тока.

Частично металлы растворяются: ионы металлов частично

переходят в воду. Отрицательные заряды не дают катионам

уйти далеко в воду, следовательно, образуется двойной

электрический слой.



реакции внутри металла и на поверхности электрода

Любой металл погруженный в воду имеет в себе отрицательный заряд, величина этого заряда определяется свойствами металла.
Металлы в растворе собственной соли.

Количество ионов, которые

будут взаимодействовать с

раствором соли будет меньше

т.к. соль уже содержит некот.

количество ионов этого

металла.

Зависит какой металл и какая концентрация металла в соли, поведение металла. Например: медь из раствора соли перейдет в электрод, т.е. имеются в виду положительные ионы.

Теория гальванического элемента.

Избыточные электроны перейдут с электрода

цинка к электроду меди, следовательно

нарушится химическое равновесие
Для того, чтобы компенсировать убыль электронов с цинкового электрода, нужно чтобы цинк растворялся в соли.

Процесс окисления цинка. Процесс восстановления меди



По мере протекания электрического тока в банке с цинком будет недостаток , а в правом избыток, следовательно, будет разница в концентрации ионов

Ионы с большей концентрацией будут переходить в банку с меньшей, т.к. перегородка пористая и имеет место диффузия.

Гальванический элемент – любое устройство, позволяющее получать электрический ток, за счет протекания химических реакций.

Гальваническая цепь – последовательная совокупность скачков потенциала на границе раздела фаз.


Максимальная разность потенциалов, отвечающая обратимому протеканию химической реакции – ЭДС (Е)

- очень мала и ей обычно пренебрегают
Термодинамика гальванического элемента.

На Е влияют следующие факторы: температура, природа реагирующих веществ, концентрация реагирующих веществ.

1. Природа реагирующих веществ:

1) n – валентность, Ф – число Фарадея

2)

Работе противостоит сила внешнего давления.

2.Влияние температуры на Э.Д.С.



- изменение энтропии

Если то Если то

3. Зависимость Е от концентрации

Пусть в гальваническом элементе протекает реакция следующего типа:

где С – концентрация

левую и правую части делим на

Если температура постоянная, то

- стандартная Э.Д.С., соответствующая тому простому случаю, когда

Для стандартных условий: Т=298 К, р=1атм - уравнение Нериста для гальванического элемента. Ф = 96500

Водородный электрод. Стандартные потенциалы. Ряд напряжений.

Скачек потенциала, для единичного элемента подсчитать не удалось. Считают относительно эталонного электрода. В качестве эталонного электрода принимают нормальный водородный электрод с потенциалом «0»

Водородный электрод представляет собой некий сосуд с раствором серной кислоты с концентрацией . В этот сосуд помещается платиновая пластина (пористая). В нижнюю часть подается газообразный водород. Давление водорода 1. атм. Газообразный водород поглощается поверхностью платиновой пластины, следовательно, платина насыщается водородом.

Скачек потенциала на границе раздела

принимают за ноль. Электродному потенциалу

присваивается тот знак заряда, который он

приобретает в паре с водородом.


Возьмем цинковый электрод:




Общая реакция:
Уравнение Нериста для данного случая в соответствии правилом активности.

а– активность (характерная степень отклонения системы от идеального образца)

по условию эталонного образца

Для малых концентраций, активность заменяется концентрацией.

Э.Д.С. по абсолютной величине равна потенциалу цинкового электрода, т.к. этот потенциал отрицательный