 |
|
|
Архитектура Астрономия Аудит Биология Ботаника Бухгалтерский учёт Войное дело Генетика География Геология Дизайн Искусство История Кино Кулинария Культура Литература Математика Медицина Металлургия Мифология Музыка Психология Религия Спорт Строительство Техника Транспорт Туризм Усадьба Физика Фотография Химия Экология Электричество Электроника Энергетика |
Лужні і лужноземельні метали (крім Мg) воду розкладають вже при кімнатній температурі і також із виділенням водню
Реакцією води, розчиненням у ній кисню та електролітів із металами зумовлене явище корозії металів. При розчиненні у воді кислотних і лужних оксидів утворюються відповідно кисневі кислоти і луги. Багато солей і інших сполук вступають із водою в реакції обмінного розкладу - гідроліз. При розчиненні у воді різних речовин (солей,кислот,основ та ін..) відбувається їх гідратація,тобто приєднання із стехіометрично визначеними гідратами досить часто утворюються гідрати з невизначеним числом молекул води,що припадають на молекули вихідної речовини. При виділенні розчинених речовин із розчину зв'язана у гідратах багатьох сполук вода залишається в їх складі як кристалізаційна вода, утворюючи кристалогідрати, наприклад СаSO4· 2H2O (гіпс) або Na2SO4· 10H2O (мірабіліт), які являють собою комплексні сполуки. гідратуються у воді не тільки молекули, але й іони, причому тим сильніше, чим більший їх заряд і менший радіус. Так, іон Н+ (протій) завжди гідратований у воді, утворюючи так званий іон гідроксонію НзО+. Дуже важливими є каталітичні властивості води. Багато хімічних реакцій, у тому числі і в природі, проходять тільки у присутності хоча б "слідів" води. Процеси розчинення Процеси розчинення.Здатність речовини розчинятись у тому чи іншому розчиннику називається розчинністю. При цьому виділяється чи поглинається енергія. Рушійною силою процесу розчинення є зменшення вільної енергії (ізобарно-ізотермічного потенціалу) розчину порівняно з вільною енергією вихідних складових розчину. Розчинення є як фізичним, так і хімічним процесом. Розчини утворюються при взаємодії між частинками розчиненої речовини та розчинника. Процес супроводжується дифузією, у результаті якої молекули, переходячи з однієї фази в іншу, рівномірно розподіляються в усьому об'ємі розчинника. Розчинність залежить від природи речовини, яка розчиняється, температури, тиску. Чим слабкіші зв'язки між іонами речовини, яка розчиняє, і сильніша взаємодія її частинок з частинками розчинника, тим більше значення розчинності. З підвищенням температури розчинність збільшується (якщо розчинення супроводжується поглинанням тепла) або зменшується (якщо розчинення супроводжується виділенням тепла). Зазвичай розчинність твердих речовин із підвищенням температури зростає, а газів - знижується. Мірою розчинності є концентрація насиченого розчину речовини. Кількісно розчинність можна виразити так само, як і концентрацію: у відносних масовій ( %) і об'ємній (частки одиниці) формах, масовій (кг/м3), молярній (кмоль/м3), моляльній (кмоль/1000 кг) формах, у кілограмах чи молях на 1 кг чистої води. Часто розчинність описують числом масових частин безводної речовини, яка насичує за даних умов 100 масових частин розчинника, та називають інколи коефіцієнтом розчинності. Розчин вважається насиченим, якщо за даних умов він перебуває в динамічній рівновазі з речовинами, які розчиняються. Розчини з низьким вмістом розчиненої речовини називаються розбавленими, з високим - концентрованими. Завдяки великому дипольному моменту, а через де добре вираженій полярності вода має потужну іонізуючу здатність і є практично "ідеальним" розчинником. У воді можуть розчинятися тверді, рідкі та газоподібні речовини. За розчинністю всі речовини поділяються на три групи: добре розчинні, погано розчинні, практично нерозчинні. Треба підкреслити, що скло, срібло, золото - приклади практично нерозчинних речовин, проте і вони в мізерних кількостях розчиняються у воді. Розчинність твердих речовин.При постійній температурі й тиску ця величина є сталою в даному розчиннику і може бути охарактеризована так званим добутком розчинності, який відповідає добутку молярних концентрацій іонів даної речовини в насиченому розчині. Згідно із законом діючих мас розчинення речовини (АВ <-> А+В) регулюються константою рівноваги: К=[А]х[В]/[АВ]. (1.9) Оскільки в насиченому розчині в присутності твердої фази концентрація молекул АВ є сталою величиною, то [А][В] = const = L . (1-Ю) Стала L є функцією температури і тиску. Чим менша L, тим менш розчинна дана речовина. Правило добутку розчинності справедливе лише для малорозчинних речовин; воно дає змогу обчислити концентрацію одного з іонів малорозчинної солі за відомою концентрацією другого. Добутки розчинності поширених у природних водах солей наводяться в спеціальних довідниках. Розчинення солей, які містяться у водовмісних породах, залежно від гідрохімічних умов може мати чисто дифузійний, чисто кінетичний і дифузійно-кінетичний характер. За характером взаємодії з водою найпоширеніші породотвірні мінерали, що переважно зумовлюють хімію природних вод, можна поділити на дві великі групи: мінерали, які розчиняються у воді конгруентно (від лат. congruentis - відповідний, що збігається), до них належать карбонати, сульфати, хлориди, деякі силікати; мінерали, які розчиняються у воді інконгруентно (алюмосилікати і більшість силікатів). Взаємодія мінералів першої групи з водою має характер простого розчинення, і тому максимальна концентрація хімічних елементів у розчині зумовлюється ступенем розчинності їх сполук. Розчинність твердих речовин у воді залежить не лише від їх хімічної природи, а й від температури, тиску, подрібненості (дисперсності), від наявності у воді газів і домішок. Розчинність газів. У всіх природних водах гази розчиняються. Зазвичай газ розчинений у воді, але при надлишку частина його може перебувати у вільному (спонтанному) стані, тобто у вигляді маленьких бульбашок. Тому завжди існує рухома рівновага, розчинені у воді гази ↔ вільні гази. Поглинання й виділення газу водою - найважливіший фізико-хімічний процес, який супроводжується змінами іонно-сольового складу води. Розчинність газів у воді залежить від природи газу, температури, тиску і мінералізації води. Велику розчинність у воді мають Н2S та СО2. Залежність розчинності газу від тиску зумовлюється законом Генрі: розчинність газів у даному об'ємі рідини (при постійній температурі) прямо пропорційна тиску газу: С = КР, де С - кількість розчиненого газу (розчинність), % за об'ємом; Р- тиск даного газу над розчином, Па; К - коефіцієнт пропорційності, який виражає розчинність даного газу при тиску 0,506 • 105 Па.
Поиск по сайту: |