конспект лекций ксе. Тема 1. Эволюция научного метода и естественнонаучной картины мира
 Скачать 108.51 Kb.
|
5 Химические системыХимической системой называется ограниченная часть пространства, включающая какие - либо вещества. Все то, что не входит в систему, называется внешней средой. Химическая система характеризуется семейством понятий, определений, формулировок как содержательных - что есть что, так и формальных - каковы связи, соотношения между частями, элементами системы. Простейшими частями химической системы являются атомы, молекулы или ионы. Если система обменивается с внешней средой веществами (массой) и энергией, она называется открытой. Если обмена веществами не происходит - система называется закрытой. Если же нет обмена ни массой, ни энергией, тогда система называется изолированной. Любая химическая система существует в каких- либо условиях: при определенных температуре и давлении, при определенной напряженности гравитационного, магнитного, электрического и электромагнитного полей. Скорость реакций зависят от кинетических условий, которые определяются наличием катализаторов и других добавок к реагентам, а также влиянием растворителей, стенок реактора и иных условий. Виды химических систем: гомогенные гетерогенные дисперсионные нонвариантные моновариантные 6) бивариантные 7) поливариантные. Гомогенная система - физико-химическая система, содержащая одну фазу. Гетерогенная система - система, включающая несколько гомогенных частей (фаз), разделенных границами. Фаза - гомогенная часть гетерогенной системы, имеющая одинаковые свойства во всех точках и отделяющаяся от других частей границами. Дисперсная система - система мельчайших частиц (твердых, жидких или газообразных), суспендированных в жидкой, газообразной или твердой среде (дисперсная среда). Изолированная система - система, которая не может обмениваться энергией и веществом с окружающей средой. Открытая система обменивается энергией и веществом со средой. В стабильной химической системе между веществами, образующими систему, существует равновесие. Нонвариантная химическая система - система, в которой три компонента (или фазы) находятся в равновесии. Моновариантная система - химическая система, в которой две фазы находятся в равновесии. Бивариантная (поливариантная) система - система, представляющая собой одну фазу и сумму трех или более независимых компонентов и внешних факторов (температура и давление). Дисперсионная среда - вещество, которое присутствует протяженной фазой в дисперсной системе. Дисперсная фаза - вещество, распределенное в среде. В зависимости от агрегатного состояния дисперсной среды различают твердые (сплавы); жидкие (пены, эмульсии, суспензии); газовые (туманы, дымы, аэрозоли, газовые смеси) дисперсные системы. Когда возникают пены, во взаимодействии участвуют газы и жидкие компоненты. Дымы являются дисперсными системами, в которых твердые частицы распределяются в газовой среде. Адсорбция - процесс увеличения концентрации химического соединения на межфазной поверхности по отношению к концентрации этого вещества в объеме. Хемосорбция - адсорбция, сопровождающаяся химическими реакциями. Адгезия - связывание различных жидких и твердых фаз на их границе. Когезия - связывание (образование связей) между химическими частицами в гомогенной фазе. Коагуляция - слипание вместе частиц дисперсной фазы в коллоидных системах. Гели - желеподобные коллоидные системы с жидкой дисперсной средой. Золи - обычно коллоидные растворы или коллоидные системы, включающие взаимодействующие между собой дисперсную фазу и дисперсную среду. 6 Реакционная способность веществПри протекании химических реакций возникают следующие вопросы: а) в каком направлении преимущественно будет идти химический процесс при заданных температуре и давлении; б) какие условия надо создать, чтобы в результате процесса получить необходимый продукт; в) какие свойства системы определяют ее реакционную способность. Реакционная способность системы – это реакционная способность в направлении определенной реакции. Изучением скорости и особенностей протекания химических реакций занимается химическая кинетика. На скорость некоторых химических реакций можно влиять присутствием небольшого количества определенных веществ, которые сами в реакции участия не принимают. Вещества эти называются катализаторами. Катализаторы бывают положительными, ускоряющими реакцию, и отрицательными — замедляющими ее. Главный фактор, определяющий относительную реакционную способность в ряду родственных соединений, — строение молекулы: характер заместителей, их электронное и пространственное влияние на реакционный центр. В зависимости от характера распределения электронной плотности в молекуле различают три основных типа химической связи: ковалентную, ионную и металлическую. Реакционная способность вещества – это его химическая активность. Различают химические реакции замещения, разложения, соединения, обмена. Реакция называется необратимой, если в результате образуются газ, осадок или слабодиссицирующие вещество. Химические реакции, которые могут идти и в противоположенных направлениях, называются обратимыми. Определение характеристик атомных и молекулярных частиц (их структуры и состава) в аналитической химии называют качественным анализом. Измерение характеристик атомных и молекулярных частиц их относительного содержания – количественным анализом. |