Wasserbildung. Die nach dem Durchleiten von Gasen durch Wasser erhaltene Lösung reagierte sauer. Bei der Behandlung dieser Lösung mit Silbernitrat bildeten sich 14,35 g eines weißen Niederschlags. Bestimmen Sie die quantitative und qualitative Zusammensetzung des anfänglichen Gasgemisches. Lösung.

Das zu Wasser verbrennende Gas ist Wasserstoff; es ist in Wasser schwer löslich. Wasserstoff mit Sauerstoff und Wasserstoff mit Chlor reagieren im Sonnenlicht explosionsartig. Es ist offensichtlich, dass sich in der Mischung mit Wasserstoff Chlor befand, denn Das resultierende HC1 ist in Wasser gut löslich und ergibt mit AgN03 einen weißen Niederschlag.

Somit besteht das Gemisch aus den Gasen H2 und C1:

1 Mol 1 Mol

HC1 + AgN03 -» AgCl 4- HN03.

x mol 14,35

Bei der Behandlung von 1 Mol HC1 entsteht 1 Mol AgCl, bei der Behandlung von x Mol 14,35 g oder 0,1 Mol. Mr(AgCl) = 108 + 2 4- 35,5 = 143,5, M(AgCl) = 143,5 g/mol,

v= - = = 0,1 mol,

x = 0,1 mol HC1 war in der Lösung enthalten. 1 mol 1 mol 2 mol H2 4- C12 2HC1 x mol y mol 0,1 mol

x = y = 0,05 mol (1,12 l) Wasserstoff und Chlor reagierten zu 0,1 mol

NS1. Die Mischung enthielt 1,12 Liter Chlor und 1,12 Liter Wasserstoff + 1,12 Liter (Überschuss) = 2,24 Liter.

Beispiel 6. Im Labor befindet sich eine Mischung aus Natriumchlorid und Natriumiodid. 104,25 g dieser Mischung wurden in Wasser gelöst und überschüssiges Chlor durch die resultierende Lösung geleitet, dann wurde die Lösung zur Trockne eingedampft und der Rückstand bei 300 °C bis zur Gewichtskonstanz kalziniert.

Die Trockenmasse betrug 58,5 g. Bestimmen Sie die Zusammensetzung der Ausgangsmischung in Prozent.

Mr(NaCl) = 23 + 35,5 = 58,5, M(NaCl) = 58,5 g/mol, Mr(Nal) = 127 + 23 = 150 M(Nal) = 150 g/mol.

In der Ausgangsmischung: Masse von NaCl – x g, Masse von Nal – (104,25 – x) g.

Wenn Natriumchlorid und Jodid durch eine Lösung geleitet werden, wird Jod dadurch verdrängt. Beim Durchleiten des trockenen Rückstandes verdampfte das Jod. Somit kann nur NaCl eine Trockensubstanz sein.

In der resultierenden Substanz: Masse des anfänglichen NaCl x g, Masse des resultierenden (58,5-x):

2 150 g 2 58,5 g

2NaI + C12 -> 2NaCl + 12

(104,25 - x) g (58,5 - x) g

2.150 (58,5 - x) = 2.58,5 (104,25-x)

x = - = 29,25 (g),

diese. NaCl in der Mischung betrug 29,25 g und Nal – 104,25 – 29,25 = 75 (g).

Lassen Sie uns die Zusammensetzung der Mischung ermitteln (in Prozent):

w(Nal) = 100 % = 71,9 %,

©(NaCl) = 100 % - 71,9 % = 28,1 %.

Beispiel 7: 68,3 g einer Mischung aus Nitrat, Jodid und Kaliumchlorid wurden in Wasser gelöst und mit Chlorwasser behandelt. Dabei wurden 25,4 g Jod freigesetzt (dessen Löslichkeit in Wasser vernachlässigt wurde). Die gleiche Lösung wurde mit Silbernitrat behandelt. Es fielen 75,7 g Sediment. Bestimmen Sie die Zusammensetzung der Ausgangsmischung.

Chlor interagiert nicht mit Kaliumnitrat und Kaliumchlorid:

2KI + C12 -» 2KS1 + 12,

2 Mol - 332 g 1 Mol - 254 g

Mg(K1) = 127 + 39 - 166,

x = = 33,2 g (KI war in der Mischung).

v(KI) - - = = 0,2 mol.

1 Mol 1 Mol

KI + AgN03 = Agl + KN03.

0,2 mol x mol

x = = 0,2 mol.

Mr(Agl) = 108 + 127 = 235,

m(Agl) = Mv = 235 · 0,2 = 47 (r),

dann wird AgCl sein

75,7 g - 47 g = 28,7 g.

74,5 g 143,5 g

KCl + AgN03 = AgCl + KN03

X = 1 L_ = 14,9 (KCl).

Daher enthielt die Mischung: 68,3 – 33,2 – 14,9 = 20,2 g KN03.

Beispiel 8. Um 34,5 g Oleum zu neutralisieren, werden 74,5 ml einer 40 %igen Kaliumhydroxidlösung verbraucht. Wie viele Mol Schwefeloxid (VI) sind pro Mol Schwefelsäure enthalten?

100 % Schwefelsäure löst Schwefeloxid (VI) in jedem Verhältnis. Die durch die Formel H2S04*xS03 ausgedrückte Zusammensetzung wird Oleum genannt. Berechnen wir, wie viel Kaliumhydroxid benötigt wird, um H2S04 zu neutralisieren:

1 Mol 2 Mol

H2S04 + 2KON -> K2S04 + 2Н20 xl mol y mol

y – 2*x1 Mol KOH neutralisiert S03 in Oleum. Berechnen wir, wie viel KOH benötigt wird, um 1 Mol S03 zu neutralisieren:

1 Mol 2 Mol

S03 4- 2KOH -> K2SO4 + H20 x2 mol z mol

z – 2 x 2 Mol KOH dienen zur Neutralisierung von SOg in Oleum. 74,5 ml 40 %ige KOH-Lösung werden zur Neutralisation von Oleum verwendet, d. h. 42 g oder 0,75 mol KOH.

Daher ist 2 xl + 2x 2 = 0,75,

98 xl + 80 x2 = 34,5 g,

xl = 0,25 mol H2S04,

x2 = 0,125 mol S03.

Beispiel 9 Es liegt eine Mischung aus Calciumcarbonat, Zinksulfid und Natriumchlorid vor. Wenn 40 g dieser Mischung überschüssiger Salzsäure ausgesetzt werden, werden 6,72 Liter Gase freigesetzt, die bei Wechselwirkung mit überschüssigem Schwefel(IV)-oxid 9,6 g Sediment freisetzen. Bestimmen Sie die Zusammensetzung der Mischung.

Wenn die Mischung überschüssiger Salzsäure ausgesetzt wurde, konnten Kohlenmonoxid (IV) und Schwefelwasserstoff freigesetzt werden. Nur Schwefelwasserstoff reagiert mit Schwefel(IV)-oxid, sodass sein Volumen aus der Menge des freigesetzten Niederschlags berechnet werden kann:

CaC03 + 2HC1 -> CaC12 + H20 + C02t(l)

100 g - 1 Mol 22,4 l - 1 Mol

ZnS + 2HC1 -> ZnCl2 + H2St (2)

97 g - 1 mol 22,4 l - 1 mol

44,8 l - 2 mol 3 mol

2H2S + S02 -» 3S + 2H20 (3)

xl l 9,6 g (0,3 mol)

xl = 4,48 l (0,2 mol) H2S; Aus den Gleichungen (2–3) geht hervor, dass ZnS 0,2 mol (19,4 g) betrug:

2H2S + S02 -> 3S + 2H20.

Es ist offensichtlich, dass Kohlenmonoxid (IV) in der Mischung enthalten war:

6,72 l - 4,48 l = 2,24 l (C02).

Die Zusammensetzung einer Gleichgewichtsmischung kann ausgedrückt werden durch:

a) Grad der Dissoziation ()

b) Umwandlungsgrad ()

c) Produktausbeute (x)

Schauen wir uns alle diese Fälle anhand von Beispielen an:

A) nach Grad der Dissoziation

Grad der Dissoziation () ist der Anteil der dissoziierten Moleküle an der ursprünglichen Anzahl an Molekülen. Es kann in Form der Stoffmenge ausgedrückt werden

Wo N diss– Anzahl der zerfallenen Mole der ursprünglichen Substanz; N ref– Molzahl der Ausgangssubstanz vor der Reaktion.

Vor der Reaktion seien beispielsweise 5 mol NO 2 vorhanden und α sei der Grad der NO 2 -Dissoziation.

Nach Gleichung (1.20)
, NO 2 bleibt unreagiert (5 – 5).

Gemäß der Reaktionsgleichung werden bei der Dissoziation von 2 Mol NO 2 2 Mol NO und 1 Mol O 2 erhalten, und aus 5, 5 Mol NO und Mol O2. Die Gleichgewichtslinie wäre:

B ) entsprechend dem Grad der Transformation

Grad der Umwandlung eines Stoffes () ist das Verhältnis der umgesetzten Moleküle einer bestimmten Substanz zur anfänglichen Anzahl von Molekülen dieser Substanz. Wir drücken es als Stoffmenge in Mol aus

(1.21)

Nehmen wir 2 Mol CO und 2 Mol H2,  ist der Grad der Wasserstoffumwandlung in der Reaktion

Lassen Sie uns die Gleichgewichtslinie erklären. Wir gehen von einem Stoff aus, dessen Umwandlungsgrad bekannt ist, also H 2. Aus Gleichung (1.21) erhalten wir n reagieren = n aus· = 2 .

Aus der stöchiometrischen Gleichung geht klar hervor, dass CO dreimal weniger verbraucht wird als H2, das heißt, wenn H2 2 reagiert, dann reagiert CO , und der Rest bleibt im Moment des Gleichgewichts unreagiert. Wir argumentieren auch in Bezug auf Produkte, indem wir die stöchiometrische Gleichung verwenden.

V) nach Produktleistung.

Produktausbeute (x) ist die Menge der Endsubstanz in Mol. Sei „x“ die Methanolausbeute bei der Reaktion

In allen drei Fällen ist die Argumentation ähnlich und geht von einem Stoff aus, für den etwas bekannt ist (in den Beispielen ist dieser Wert unterstrichen).

Wenn wir die Zusammensetzung der Gleichgewichtsmischung kennen, können wir die Gleichgewichtskonstante ausdrücken. Also für Fall „c“

und aus Gleichung (1.19)

Stoffausbeute in Anteilen(oder %) – das Verhältnis der gebildeten Produktmenge zur Gesamtstoffmenge in der Gleichgewichtsmischung:

In diesem Beispiel:

1.3.4 Einfluss verschiedener Faktoren auf die Gleichgewichtsverschiebung (auf die Zusammensetzung der Gleichgewichtsmischung)

Einfluss des Drucks (oder Volumens) bei T=const

Wenn das System ideal ist, hängt die Gleichgewichtskonstante K p nicht vom Druck (oder Volumen) ab. Wenn die Reaktion bei hohen Drücken stattfindet, müssen Sie die Gleichung verwenden:

, (1.22)

Wo F– Flüchtigkeit.

K F hängt nicht vom Druck ab, aber der Wert von K p hängt vom Druck ab, aber wenn der Druck abnimmt, nähert er sich dem Wert von K F, da sich das reale Gasgemisch dem Idealzustand nähert, F  P. Also zur Reaktion:

bei 350 atm K F = 0,00011 K R = 0,00037

Bei niedrigen Drücken kann dies in Betracht gezogen werden ZU R unabhängig vom Druck, das heißt
. Im Folgenden betrachten wir diesen speziellen Fall.

Aus Beziehung (1.12) geht hervor, dass die Mengen
,
hängt daher vom Druck ab, ohne die Gleichgewichtskonstante zu beeinflussen Druckänderungen können die Zusammensetzung der Gleichgewichtsmischung und die Produktausbeute beeinflussen.

(1.23)

Gleichung (1.23) zeigt, dass die Wirkung von Druck auf
wird durch die Mengen bestimmt:

n  0, die Reaktion erfolgt mit einer Zunahme der Molzahl gasförmiger Produkte, zum Beispiel:

, also mit einem Anstieg des Gesamtdrucks ZU X nimmt ab und auch die Anzahl der Produkte im Gleichgewichtsgemisch nimmt ab, d. h. das Gleichgewicht verschiebt sich nach links, hin zur Bildung von COCl 2.

n = 0-2-1= -3

, das heißt, mit zunehmendem Druck steigt K x (und die Produktausbeute).

K= K= konst. In diesem Fall ist die Zusammensetzung der Gleichgewichtsmischung druckunabhängig.

Zugabe von Inertgas bei P = const wirkt es sich ähnlich wie eine Druckabnahme auf die Gleichgewichtsverschiebung aus. Als Inertgas im chemischen Gleichgewicht gelten Gase, die nicht mit den Reaktanten oder Reaktionsprodukten interagieren.

Lautstärke erhöhen Bei konstantem Druck wirkt es sich auf die Gleichgewichtsverschiebung in gleicher Weise aus wie eine Druckabnahme.

Einfluss des Verhältnisses zwischen Komponenten

Die Zusammensetzung der Gleichgewichtsmischung wird auch durch das Verhältnis der für die Reaktion verwendeten Reagenzien beeinflusst.

Die höchste Produktausbeute wird im stöchiometrischen Verhältnis erzielt. Also zur Reaktion

Ein Verhältnis von Wasserstoff und Stickstoff von 3:1 ergibt die höchste Ammoniakausbeute.

In manchen Fällen ist ein hoher Umsatzgrad eines der Reagenzien erforderlich, sogar zu Lasten der Produktausbeute.

Zum Beispiel, wenn bei der Reaktion Chlorwasserstoff entsteht

Damit das Gleichgewichtsgemisch möglichst wenig Cl 2 enthält, ist eine vollständigere Umwandlung des Chlors erforderlich. Das Gleichgewichtsgemisch wird in Wasser gelöst und so Salzsäure erhalten. In diesem Fall ist Wasserstoff in Wasser nahezu unlöslich und nicht in Säure enthalten, während sich freies Chlor auflöst und die Qualität der Salzsäure verschlechtert.

Um den maximalen Umwandlungsgrad von Cl 2 zu erreichen, nehmen Sie das zweite Reagens, H 2, in großem Überschuss.

Eine Steigerung des Umsetzungsgrades beider Komponenten kann erreicht werden, wenn die Reaktionsprodukte aus der Reaktionszone entfernt und in leicht dissoziierende, schwerlösliche oder nichtflüchtige Stoffe gebunden werden.

Einfluss der Temperatur auf das Gleichgewicht

Die Erfahrung zeigt, dass die Temperatur einen großen Einfluss auf die Zusammensetzung des Gleichgewichtsgemisches hat, indem sie bei einigen Reaktionen den Gehalt an Reaktionsprodukten erhöht und bei anderen verringert. Diese Abhängigkeit spiegelt sich quantitativ wider Gleichungen Isobaren(1.24) und Isochoren (1.25) Van't Hoff:

(1.24)
(1.25)

Aus diesen Gleichungen wird deutlich, dass die Änderung der Gleichgewichtskonstante mit steigender Temperatur (und damit die Änderung der Ausbeute des Reaktionsprodukts) durch das Vorzeichen des thermischen Effekts H und U bestimmt wird:

H0 oder U0 – endotherme Reaktion (mit Wärmeaufnahme). Die rechten Seiten der Gleichungen sind größer als Null, was bedeutet, dass auch die Ableitungen größer als Null sind:

> 0;
> 0

Somit nehmen die Funktionen lnK p und lnK c (sowie K p und K c) mit steigender Temperatur zu.

H0 oder U0 – die Reaktion ist exotherm (unter Freisetzung von Wärme).

< 0;
< 0

Die Gleichgewichtskonstante nimmt mit steigender Temperatur ab, d.h. der Gehalt an Reaktionsprodukten im Gleichgewichtsgemisch nimmt ab und der Gehalt an Ausgangsstoffen steigt.

Somit fördert eine Temperaturerhöhung einen vollständigeren Verlauf endothermisch Prozesse. Integrieren wir die Isobarengleichung.

Lassen Sie Hf(T) die Variablen trennen und integrieren,

;
(1.26)

Wie wir sehen können, hängt die Gleichgewichtskonstante nach einem Exponentialgesetz von der Temperatur ab:
, und in Koordinaten ln K = f( ) lineare Abhängigkeit (Gleichung 1.26, Abbildung 1.7)

Abbildung 1.7 – Temperaturabhängigkeit der Gleichgewichtskonstante

Die definitive Integration der Isobarengleichung ergibt:

(1.27)

Wenn man den Wert der Gleichgewichtskonstante bei einer Temperatur kennt, kann man K p bei jeder anderen Temperatur mit einem bekannten Wert von H ermitteln.

Zusammensetzung der Ausgangsmischung zur Herstellung von Kunststein. (Fotogalerie „Unsere Technologien“ auf der gleichnamigen Seite. Was in der Zusammensetzung des künstlichen Verblendsteins enthalten ist, der mit flexiblen elastischen Spritzgussformen hergestellt wird. Im Wesentlichen handelt es sich bei dem dekorativen Verblendstein, von dem wir sprechen, um einen typischen Sandbeton auf Portlandbasis Zement, hergestellt durch Vibrationsgießen in spezielle flexible elastische Matrizen - Formen und speziell gefärbt. Betrachten wir die Hauptbestandteile der Betonmischung für die Herstellung von künstlichem Verblendstein im Vibrationsgussverfahren. Bindemittel ist die Basis jedes künstlichen Verblendsteins. In In diesem Fall handelt es sich um Portlandzement der Sorte M-400 oder M-500. Damit die Qualität des Betons immer gleichbleibend hoch bleibt, empfehlen wir, nur „frischen“ Zement zu verwenden (er verliert bekanntermaßen mit der Zeit schnell seine Eigenschaften). unsachgemäße Lagerung) vom gleichen Hersteller mit gutem Ruf. Zur Herstellung von dekorativen Verblendsteinen, sowohl gewöhnlichem Grauzement als auch Weißzement. In der Natur gibt es eine Reihe von Farben und Schattierungen, die nur auf Weißzement nachgebildet werden können. In anderen Fällen wird (aus Gründen der Wirtschaftlichkeit) Portlandgrau verwendet.

Viele inländische Hersteller von Kunststeinen verwenden in letzter Zeit aktiv Gips als Bindemittel. Gleichzeitig behaupten sie, dass es sich bei ihren Produkten um Blähtonbeton handele. Und in der Regel wird Blähtonbeton tatsächlich auf Firmenständen präsentiert. Es gibt jedoch einen Punkt, der das Verhalten der Hersteller von Kunststeinen bestimmt. Die Kosten für flexible elastische Spritzgussformen, mit denen Sie die Textur des Steins genau nachbilden können, sind sehr hoch.

Und wenn die Technologie befolgt wird, beträgt der Umsatz von Spritzgussformen, also die Zeit vom Einfüllen des Betons bis zum Entfernen der Schalung, 10-12 Stunden, gegenüber 30 Minuten bei Gips. Dies ist der Grund, warum Unternehmen Gips als Bindemittel verwenden. Und der Preis für Gips ist mindestens fünfmal niedriger als der Preis für Weißzement. All dies beschert Unternehmen Supergewinne. Aber der Preis für den Endverbraucher ist sehr hoch! Aufgrund der extrem geringen Frostbeständigkeit und Festigkeit solcher Produkte können Sie das Erscheinungsbild der Fassaden nicht lange genießen.

Die präsentierten Fotos zeigen Gipsprodukte ein Jahr nach der Installation. Mehrere Risse und Zerstörungen sind deutlich zu erkennen. Daher ist die Verwendung dieses Materials im industriellen Maßstab schwierig. Basierend auf den vor uns liegenden Aufgaben produzieren wir lieber künstlichen Verblendstein – ein Material mit Härte und Abriebeigenschaften, das dem von Naturstein ähnelt und sich sowohl für Außen- als auch Innenverkleidungen eignet – und nicht für Dekorationen, die zerbrechlich und unbeständig gegenüber der Einwirkung von Wasser sind. Füllstoff. Abhängig von der Art der verwendeten Füllstoffe kann künstlicher Verblendstein auf Zementbasis „schwer“ (2-2,4 g/cm3) oder „leicht“ (ca. 1,6 g/cm3) sein. Idealerweise wird Schwerbeton für die Herstellung von Pflastersteinen, dekorativen Pflasterplatten, Bordüren, Sockelrahmen und Innensteinen verwendet. Für die Herstellung von Kunststeinen für die Außendekoration wird Leichtbeton verwendet.

Dies ist ungefähr das, was Hersteller tun, die mit amerikanischer Technologie arbeiten. In den Regionen wird leider überwiegend Schwerbeton verwendet. Natürlich ist es viel einfacher, dekorativen Stein auf Sand herzustellen, aber ein heller Stein wird für den Verbraucher immer vorzuziehen sein. Es ist nur eine Frage der Wahl. Für die Herstellung von schweren künstlichen Verblendsteinen wird grober Quarzsand mit einer Fraktion von 0,63–1,5 mm verwendet (die Verwendung von feinem Sand beeinträchtigt die Festigkeitseigenschaften von Beton) und gegebenenfalls kleiner Schotter, beispielsweise Marmor, a Bruchteil von 5-10 mm. „Leichter“ Verblendstein wird aus Blähtonsand hergestellt. Bei der Herstellung von künstlichem Verblendstein auf Blähton sollte jedoch folgender Faktor berücksichtigt werden. Im Juli 2001 erhielten wir von Kunden Informationen über das Auftreten von „Schüssen“ (punktuelle Schwellungen von weißem Material) auf der Oberfläche von Produkten (Leichtbeton). Bei der Beratung mit Spezialisten wurde festgestellt, dass die „Schüsse“ durch den Zerfall von Kalkeinschlüssen im Blähton entstehen.

Wenn freies Kalzium mit Feuchtigkeit (Wasser oder dessen Dampf) interagiert, kommt es zu einer chemischen Reaktion, die mit einer Volumenzunahme der freien Kalziumkörner einhergeht, was zu einem sogenannten „Schuss“-Effekt führt. CaO + H2O = Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 Die Besonderheit dieser chemischen Reaktion besteht darin, dass sie sehr lange dauert – bis zu 6 Monate. Hersteller von Blähton stellen Produkte nach GOST her, was das Vorhandensein von Kalkkörnern bis zu 3 % der Gesamtmasse zulässt. Der „Schuss“-Effekt verringert die Verbrauchereigenschaften von Produkten, daher wurde die Aufgabe gestellt, einen neuen Füllstoff für die Herstellung von Leichtbeton zu finden.

Es wurde beobachtet, dass die Kalkreaktion NUR bei Innendekorationen zur Zerstörung der Oberfläche von Produkten führt. Bei der Verwendung von Produkten zur Veredelung von Sockeln und Fassaden von Gebäuden wird keine sichtbare Zerstörung des Veredelungsmaterials beobachtet. Nach Aussage eines NIIZHB-Mitarbeiters wird der Kalkverfall bei der Verwendung von Produkten für die Außendekoration von Gebäuden ausgeglichen. Im Zusammenhang mit der Identifizierung dieses Musters werden seit August 2001 Produkte für den Innenausbau nicht auf Blähton, sondern auf einem anderen (schwereren) Zuschlagstoff hergestellt. Um auf einen Einzelfüller umzusteigen, schlagen wir folgende Möglichkeiten zur Lösung dieses Problems vor: 1. Als Füller zerkleinerten Blähton mit einer Körnung von mindestens 2 cm verwenden. 2. Blähtondeponien mit Lagerung auf einer offenen Fläche für mindestens 2 cm anlegen 6-9 Monate.

3. Herstellung eines heterogenen Füllstoffs aus Quarzsand und leichterem künstlichem Füllstoff. 4. Verwendung von Schlackenbimsstein. Allerdings erhöht sich das Schüttgewicht des fertigen Produkts auf 1800–2000 kg/m3. Leichtzuschlagstoffe müssen die folgenden Anforderungen erfüllen. Schüttgewicht ca. 600 kg/m3. Sandanteil 0-0,5 cm oder 0-1 cm (Anwesenheit von Feinanteil 15 % des Volumens). Druckfestigkeit 18 kg/cm (Blähtonindex. Wasseraufnahme bis zu 25 % (Blähtonindex). Bei der Herstellung von künstlichen Verkleidungen Stein, dekorative Pflastersteine, kleine Architekturprodukte auf flexiblen elastischen Spritzgussformen, folgende Füllstoffe können verwendet werden: Hüttenbims, granulierte Schlacke, Schotter und Hüttensand, Schaumglas, expandierter Perlitsand, harter expandierter Perlit, expandierter Vermokulit, expandiertes Polystyrol , angereicherter Quarzsand, Marmorsplitter, Bausand (weiß), Formsand, vulkanischer Bimsstein. Pigmente und Farbstoffe. Der wichtigste Bestandteil eines dekorativen Verblendsteins sind die verwendeten Pigmente (Farbstoffe). Geschickter oder ungeschickter Einsatz von Farbstoffen wirkt sich direkt auf die Farbe aus Aussehen des Endprodukts. In erfahrenen Händen verwandelt sich gewöhnlicher Beton in etwas, das von natürlichem „wildem“ Stein überhaupt nicht zu unterscheiden ist. Wie erreicht man das? Zum Einfärben von Zement werden mineralische anorganische Pigmente (Oxide von Titan, Eisen, Chrom) und spezielle licht- und witterungsbeständige Farbstoffe verwendet. Erfahrene Hersteller wählen in der Regel Farbstoffe von Unternehmen wie Bayer, Du Pont, Kemira und anderen ebenso renommierten Unternehmen. Das liegt nicht nur an der gleichbleibend hohen Qualität ihrer Produkte, sondern auch an ihrem breiten Sortiment. So bietet Bayer mehrere Dutzend Eisenoxidpigmente an. Durch die Kombination miteinander können Sie nahezu jeden gewünschten Farbton wählen. Portlandzement, Blähtonsand und Pigmente bilden also die Hauptzusammensetzung von künstlichem Verblendstein. Viele Hersteller von Architekturbetonprodukten beschränken sich darauf, obwohl dem Zement eine Vielzahl unterschiedlicher Zusatzstoffe zur Verbesserung bestimmter Eigenschaften zugesetzt werden. In jeder größeren Stadt finden Sie Lieferanten für inländische und importierte Betonzusatzstoffe. Hierbei handelt es sich um verschiedene Fließmittel, die die Verarbeitbarkeit verbessern und die Festigkeit von Beton erhöhen; Polymer-Latex-Zusätze, die sich positiv auf die Haltbarkeit von Beton auswirken; Betonhärtungsbeschleuniger und Luftporenbildner; volumetrische wasserabweisende Mittel, die die Wasseraufnahme um ein Vielfaches reduzieren (nützlich für Fassaden, Sockel und Pflastersteine); Chemiefasern zur verteilten Verstärkung, die die Rissbeständigkeit drastisch erhöhen und vieles mehr. Entscheiden Sie selbst, ob Sie einen dieser Zusatzstoffe verwenden möchten oder nicht; wir empfehlen lediglich die Verwendung von schützenden Imprägniermitteln zur Behandlung der Oberfläche von dekorativen Verblendsteinen. Ein richtig ausgewähltes wasserabweisendes Mittel für Beton wird die folgenden Ergebnisse erzielen. erhöht die Ästhetik des Steins und beseitigt „Staub“ – ein charakteristisches Merkmal jedes Zementbetons. erhöht die Lebensdauer des Fassadensteins (der Punkt hier ist, dass sich der Prozess der Zerstörung von Dekorbeton vor allem in der Farbsättigung widerspiegelt, lange bevor die ersten Anzeichen einer Zerstörung auftreten, was auf die Freilegung von Zuschlagstoffpartikeln auf der Vorderseite zurückzuführen ist Die Gefahr von Ausblühungen auf der Steinoberfläche, die bei dekorativen Zementbetonen eine echte Katastrophe darstellen, weshalb ihnen größte Aufmerksamkeit gewidmet werden sollte, verringert sich erheblich.

Lernen, Probleme mit Mischungen organischer Substanzen zu lösen

Verallgemeinerung der Erfahrungen im Unterrichten organischer Chemie in spezialisierten biologischen und chemischen Klassen

Eines der Hauptkriterien für die Beherrschung der Chemie als akademische Disziplin ist die Fähigkeit der Studierenden, rechnerische und qualitative Probleme zu lösen. Im Rahmen der Lehre in Fachklassen mit vertieftem Chemiestudium ist dies von besonderer Relevanz, da alle Aufnahmeprüfungen in der Chemie Aufgaben mit erhöhtem Komplexitätsgrad beinhalten. Die größte Schwierigkeit beim Studium der organischen Chemie entsteht durch die Aufgaben der Bestimmung der quantitativen Zusammensetzung eines mehrkomponentigen Stoffgemisches, der qualitativen Erkennung eines Stoffgemisches und der Trennung von Stoffgemischen. Dies liegt daran, dass zur Lösung solcher Probleme ein tiefes Verständnis der chemischen Eigenschaften der untersuchten Stoffe, die Fähigkeit zur Analyse und der Vergleich der Eigenschaften von Stoffen verschiedener Klassen sowie eine gute mathematische Ausbildung erforderlich sind. Ein sehr wichtiger Punkt in der Lehre ist die Verallgemeinerung von Informationen über Klassen organischer Substanzen. Betrachten wir methodische Techniken zur Entwicklung der Fähigkeit der Schüler, Probleme mithilfe einer Mischung organischer Verbindungen zu lösen.

Kohlenwasserstoffe

• Wo ist welcher Stoff (qualitative Zusammensetzung)?
• Wie viel Substanz ist in der Lösung enthalten (quantitative Zusammensetzung)?
• Wie trennt man die Mischung?

BÜHNE 1. Zusammenfassendes Wissen über die chemischen Eigenschaften von Kohlenwasserstoffen anhand einer Tabelle(Tabelle 1).

STUFE 2. Qualitätsprobleme lösen.

Problem 1. Das Gasgemisch enthält Ethan, Ethylen und Acetylen. Wie kann man das Vorhandensein jedes Gases in einer bestimmten Mischung nachweisen? Schreiben Sie die Gleichungen für die erforderlichen Reaktionen.

Lösung

Von den übrigen Gasen verfärbt nur Ethylen Bromwasser:

C 2 H 4 + Br 2 = C 2 H 4 Br 2.

Das dritte Gas – Ethan – verbrennt:

2C 2 H 6 + 7O 2 4CO 2 + 6H 2 O.

Tabelle 1

Chemische Eigenschaften von Kohlenwasserstoffen

Reagens	Vertreter der Kohlenwasserstoffe
	CH 3 CH 3 Ethan	CH 2 = CH 2 Ethylen	CHSN Acetylen	C 6 H 6 Benzol	C 6 H 5 CH 3 Toluol	C 6 H 5 CH=CH 2 Styrol	C 6 H 10 Cyclohexen
Br 2 (aq)	–	+	+	–	–	+	+
KMnO4	–	+	+	–	+	+	+
Ag2O (Größe in NH 3 aq)	–	–	+	–	–	–	–
N / A	–	–	+	–	–	–	–
O2	+	+	+	+	+	+	+

Aufgabe 2. Isolieren Sie die Bestandteile eines Gemisches bestehend aus Acetylen, Propen und Propan in reiner Form. Schreiben Sie die Gleichungen für die erforderlichen Reaktionen.

Lösung

Wenn die Mischung durch eine Ammoniaklösung aus Silberoxid geleitet wird, wird nur Acetylen absorbiert:

C 2 H 2 + Ag 2 O = C 2 Ag 2 + HON.

Um Acetylen zu regenerieren, wird das entstehende Silberacetylid mit Salzsäure behandelt:

C 2 Ag 2 + 2HCl = C 2 H 2 + 2AgCl.

Wenn die restlichen Gase durch Bromwasser geleitet werden, wird Propen absorbiert:

C 3 H 6 + Br 2 = C 3 H 6 Br 2.

Um Propen zu regenerieren, wird das entstehende Dibrompropan mit Zinkstaub behandelt:

C 3 H 6 Br 2 + Zn = C 3 H 6 + ZnBr 2.

STUFE 3. Berechnungsprobleme lösen.

Aufgabe 3. Es ist bekannt, dass 1,12 l (n.s.) eines Gemisches aus Acetylen und Ethylen im Dunkeln vollständig mit 3,82 ml Brom ( = 3,14 g/ml) binden. Wie oft verringert sich das Volumen der Mischung, nachdem sie durch eine Ammoniaklösung aus Silberoxid geleitet wurde?

Lösung

Beide Komponenten der Mischung reagieren mit Brom. Lassen Sie uns Reaktionsgleichungen erstellen:

C 2 H 4 + Br 2 = C 2 H 4 Br 2,

C 2 H 2 + 2 Br 2 = C 2 H 2 Br 4.

Bezeichnen wir die Menge an Ethylensubstanz mit X Mol und die Menge der durchströmten Acetylensubstanz
j Mol. Aus den chemischen Gleichungen geht hervor, dass die Menge des reagierenden Stoffes Brom im ersten Fall sein wird X Maulwurf und im zweiten - 2 j Mol. Stoffmenge im Gasgemisch:

= V/V M = 1,12/22,4 = 0,05 mol,

und die Menge an Brom beträgt:

(Br 2) = V/M= 3,82 3,14/160 = 0,075 mol.

Erstellen wir ein Gleichungssystem mit zwei Unbekannten:

Bei der Lösung des Systems stellen wir fest, dass die Menge an Ethylen in der Mischung gleich der Menge an Acetylen ist (jeweils 0,025 Mol). Nur Acetylen reagiert mit einer Ammoniaklösung von Silber. Wenn daher ein Gasgemisch durch eine Ag 2 O-Lösung geleitet wird, verringert sich das Gasvolumen genau um die Hälfte.

Aufgabe 4. Das bei der Verbrennung einer Mischung aus Benzol und Cyclohexen freigesetzte Gas wurde durch einen Überschuss an Barytwasser geleitet. In diesem Fall wurden 35,5 g Sediment erhalten. Ermitteln Sie die prozentuale Zusammensetzung der Ausgangsmischung, wenn die gleiche Menge 50 g einer Lösung von Brom in Tetrachlorkohlenstoff mit einem Massenanteil an Brom von 3,2 % entfärben kann.

Lösung

C 6 H 10 + Br 2 = C 6 H 10 Br 2.

Die Menge an Cyclohexen-Substanz ist gleich der Menge an Brom-Substanz:

(Br 2) = M/M= 0,032 50/160 = 0,01 mol.

Die Masse von Cyclohexen beträgt 0,82 g.

Schreiben wir die Reaktionsgleichungen für die Verbrennung von Kohlenwasserstoffen auf:

C 6 H 6 + 7,5 O 2 = 6 CO 2 + 3 H 2 O,

C 6 H 10 + 8,5 O 2 = 6 CO 2 + 5 H 2 O.

0,01 Mol Cyclohexen erzeugen bei der Verbrennung 0,06 Mol Kohlendioxid. Das freigesetzte Kohlendioxid bildet mit Barytwasser einen Niederschlag nach der Gleichung:

CO 2 + Ba(OH) 2 = BaCO 3 + H 2 O.

Menge der Bariumcarbonat-Ausfällungssubstanz (BaCO 3) = M/M= 35,5/197 = 0,18 Mol entspricht der Stoffmenge des gesamten Kohlendioxids.

Die Menge an Kohlendioxid, die bei der Verbrennung von Benzol entsteht, beträgt:

0,18 – 0,06 = 0,12 Mol.

Mit der Gleichung für die Verbrennungsreaktion von Benzol berechnen wir die Menge der Benzolsubstanz – 0,02 Mol. Die Masse von Benzol beträgt 1,56 g.

Gewicht der gesamten Mischung:

0,82 + 1,56 = 2,38 g.

Die Massenanteile von Benzol und Cyclohexen betragen 65,5 % bzw. 34,5 %.

Sauerstoffhaltig
organische Verbindungen

In ähnlicher Weise erfolgt die Lösung von Gemischproblemen im Themenbereich „Sauerstoffhaltige organische Verbindungen“.

SCHRITT 4. Zusammenstellung einer Vergleichs- und Verallgemeinerungstabelle(Tabelle 2).

STUFE 5. Erkennung von Stoffen.

Aufgabe 5. Beweisen Sie anhand qualitativer Reaktionen das Vorhandensein von Phenol, Ameisensäure und Essigsäure in dieser Mischung. Schreiben Sie die Reaktionsgleichungen auf und geben Sie die Anzeichen ihres Auftretens an.

Lösung

Von den Bestandteilen der Mischung reagiert Phenol mit Bromwasser unter Bildung eines weißen Niederschlags:

C 6 H 5 OH + 3 Br 2 = C 6 H 2 Br 3 OH + 3 H Br.

Das Vorhandensein von Ameisensäure kann mit einer Ammoniaklösung von Silberoxid bestimmt werden:

HCOOH + 2Ag(NH 3) 2 OH = 2Ag + NH 4 HCO 3 + 3NH 3 + HOH.

Silber wird in Form eines Sediments oder einer Spiegelschicht an den Wänden des Reagenzglases freigesetzt.

Wenn die Mischung nach Zugabe eines Überschusses an Ammoniaklösung von Silberoxid mit einer Backpulverlösung kocht, kann argumentiert werden, dass Essigsäure in der Mischung vorhanden ist:

CH 3 COOH + NaHCO 3 = CH 3 COONa + CO 2 + H 2 O.

Tabelle 2

Chemische Eigenschaften von Sauerstoff enthaltend
organische Substanz

Reagens	Vertreter sauerstoffhaltiger Verbindungen
	CH 3 OH-Methanol	C 6 H 5 OH-Phenol	HCHO Methanal	HCOOH Ameisensäure	CH 3 CHO Acet- Aldehyd	HCOOCH 3 Methyl- formatieren	C 6 H 12 O 6 Glucose
N / A	+	+	–	+	–	–	+
NaOH	–	+	–	+	–	+	–
NaHCO3	–	–	–	+	–	–	–
Ba 2 (aq)	–	+	+	+	+	+	+
Ag2O (Größe in NH 3 aq)	–	–	+	+	+	+	+

Aufgabe 6. Vier unbeschriftete Reagenzgläser enthalten Ethanol, Acetaldehyd, Essigsäure und Ameisensäure. Anhand welcher Reaktionen lassen sich Substanzen im Reagenzglas unterscheiden? Schreiben Sie Reaktionsgleichungen auf.

Lösung

Bei der Analyse der chemischen Eigenschaften dieser Stoffe kommen wir zu dem Schluss, dass zur Lösung des Problems eine Lösung aus Natriumbicarbonat und eine Ammoniaklösung aus Silberoxid verwendet werden sollten. Acetaldehyd reagiert nur mit Silberoxid, Essigsäure – nur mit Natriumbicarbonat und Ameisensäure – mit beiden Reagenzien. Eine Substanz, die mit keinem der Reagenzien reagiert, ist Ethanol.

Reaktionsgleichungen:

CH 3 CHO + 2Ag(NH 3) 2 OH = CH 3 COONH 4 + 2Ag + 3NH 3 + HOH,

CH 3 COOH + NaHCO 3 = CH 3 COONa + CO 2 + HON,

HCOOH + 2Ag(NH 3) 2 OH = 2Ag + NH 4 HCO 3 + 3NH 3 + NOH,

HCOOH + NaHCO 3 = HCOONa + CO 2 + HON.

SCHRITT 6. Bestimmung der quantitativen Zusammensetzung der Mischung.

Aufgabe 7. Um 26,6 g einer Mischung aus Essigsäure, Acetaldehyd und Ethanol zu neutralisieren, wurden 44,8 g einer 25 %igen Kaliumhydroxidlösung verbraucht. Als die gleiche Menge der Mischung mit einem Überschuss an metallischem Natrium reagierte, wurden bei Umgebungsbedingungen 3,36 Liter Gas freigesetzt. Berechnen Sie die Massenanteile der Stoffe in dieser Mischung.

Lösung

Essigsäure und Ethanol reagieren mit metallischem Na, aber nur Essigsäure reagiert mit KOH. Lassen Sie uns Reaktionsgleichungen erstellen:

CH 3 COOH + Na = CH 3 COONa + 1/2H 2 , (1)

C 2 H 5 OH + Na = C 2 H 5 ONa + 1/2H 2, (2)

Aufgabe 8. Eine Mischung aus Pyridin und Anilin mit einem Gewicht von 16,5 g wurde mit 66,8 ml 14 %iger Salzsäure (= 1,07 g/ml) behandelt. Zur Neutralisierung der Mischung war die Zugabe von 7,5 g Triethylamin erforderlich. Berechnen Sie die Massenanteile der Salze in der resultierenden Lösung.

Lösung

Lassen Sie uns Reaktionsgleichungen erstellen:

C 5 H 5 N + HCl = (C 5 H 5 NH)Cl,

C 6 H 5 NH 2 + HCl = (C 6 H 5 NH 3) Cl,

(C 2 H 5) 3 N + HCl = ((C 2 H 5) 3 NH) Cl.

Berechnen wir die Mengen der an den Reaktionen beteiligten Stoffe:

(HCl) = 0,274 mol,

((C 2 H 5) 3 N) = 0,074 mol.

Zur Neutralisierung von Triethylamin wurden außerdem 0,074 Mol Säure verbraucht, und für die Reaktion mit der Mischung: 0,274 – 0,074 = 0,2 Mol.

Wir verwenden die gleiche Technik wie in Aufgabe 3. Bezeichnen wir X– Anzahl der Mole Pyridin und j– die Menge an Anilin in der Mischung. Erstellen wir ein Gleichungssystem:

Bei der Lösung des Systems stellen wir fest, dass die Menge an Pyridin 0,15 Mol und die Anilinmenge 0,05 Mol beträgt. Berechnen wir die Stoffmengen der Hydrochloridsalze von Pyridin, Anilin und Triethylamin, ihre Massen und Massenanteile. Sie betragen 0,15 Mol, 0,05 Mol bzw. 0,074 Mol; 17,33 g, 6,48 g, 10,18 g; 18,15 %, 6,79 %, 10,66 %.

LITERATUR

Kuzmenko N.E., Eremin V.V. Chemie. 2400 Aufgaben für Schüler und Studienanfänger. M.: Bustard, 1999;
Ushkalova V. N., Ioanidis N. V.. Chemie: Wettbewerbsaufgaben und Antworten. Ein Leitfaden für Studienbewerber. M.: Bildung, 2000.