veden muodostumista. Liuos, joka saatiin sen jälkeen, kun kaasut oli johdettu veden läpi, oli hapan reaktio. Kun tätä liuosta käsiteltiin hopeanitraatilla, muodostui 14,35 g valkoista sakkaa. Määritä alkuperäisen kaasuseoksen määrällinen ja laadullinen koostumus. Ratkaisu.

Kaasu, joka palaa muodostaen vettä, on vety, se on heikosti veteen liukeneva. Vety hapen kanssa ja vety kloorin kanssa reagoivat räjähdysmäisesti auringonvalossa. On selvää, että seoksessa vedyn kanssa oli klooria, koska saatu HC1 liukenee hyvin veteen ja antaa valkoisen sakan AgN03:n kanssa.

Siten seos koostuu kaasuista H2 ja C1:

1 mooli 1 mooli

HC1 + AgN03 -» AgCl 4- HN03.

x mol 14,35

Käsiteltäessä 1 mooli HCl:a muodostuu 1 mooli AgCl:a ja käsiteltäessä x mol 14,35 g tai 0,1 mol. Mr(AgCl) = 108 + 24-35,5 = 143,5, M(AgCl) = 143,5 g/mol,

v = - = = 0,1 mol,

x = 0,1 mol HC1 sisälsi liuokseen. 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) vetyä ja klooria reagoivat muodostaen 0,1 mol

NS1. Seos sisälsi 1,12 litraa klooria ja 1,12 litraa vetyä + 1,12 litraa (ylimäärä) = 2,24 litraa.

Esimerkki 6. Laboratoriossa on natriumkloridin ja natriumjodidin seosta. 104,25 g tätä seosta liuotettiin veteen ja ylimäärä klooria johdettiin syntyneen liuoksen läpi, sitten liuos haihdutettiin kuiviin ja jäännös kalsinoitiin vakiopainoon 300 °C:ssa.

Kuiva-ainemassaksi osoittautui 58,5 g. Määritä alkuseoksen koostumus prosentteina.

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

Alkuseoksessa: NaCl:n massa - x g, Nal:n massa - (104,25 - x) g.

Kun natriumkloridi ja jodidi johdetaan liuoksen läpi, se syrjäyttää jodi. Kun kuiva jäännös johdettiin läpi, jodi haihtui. Siten vain NaCl voi olla kuiva-aine.

Tuloksena oleva aine: alkuperäisen NaCl:n massa x g, tuloksena olevan aineen massa (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),

nuo. NaCl seoksessa oli 29,25 g ja Nal - 104,25 - 29,25 = 75 (g).

Etsitään seoksen koostumus (prosentteina):

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

©(NaCl) = 100 % - 71,9 % = 28,1 %.

Esimerkki 7: 68,3 g nitraatin, jodidin ja kaliumkloridin seosta liuotettiin veteen ja käsiteltiin kloorivedellä. Tämän seurauksena vapautui 25,4 g jodia (jonka liukoisuus veteen jätettiin huomioimatta). Sama liuos käsiteltiin hopeanitraatilla. Sedimenttiä putosi 75,7 g. Määritä alkuperäisen seoksen koostumus.

Kloori ei ole vuorovaikutuksessa kaliumnitraatin ja kaliumkloridin kanssa:

2KI + C12 -» 2KS1 + 12,

2 mol - 332 g 1 mol - 254 g

Mg(K1) = 127 + 39 - 166,

x = = 33,2 g (KI oli seoksessa).

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

1 mooli 1 mooli

KI + AgN03 = Agl + KN03.

0,2 mol x mol

x = = 0,2 mol.

herra(Agl) = 108 + 127 = 235,

m(Agl) = Mv = 235 0,2 = 47 (r),

silloin AgCl on

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

74,5 g 143,5 g

KCl + AgN03 = AgCl + KN03

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

Siksi seos sisälsi: 68,3 - 33,2 - 14,9 = 20,2 g KN03:a.

Esimerkki 8. 34,5 g oleumia neutraloimaan kulutetaan 74,5 ml 40-prosenttista kaliumhydroksidiliuosta. Kuinka monta moolia rikkioksidia (VI) on 1 moolissa rikkihappoa?

100 % rikkihappo liuottaa rikkioksidia (VI) missä tahansa suhteessa. Kaavalla H2S04*xS03 ilmaistua koostumusta kutsutaan oleumiksi. Lasketaan kuinka paljon kaliumhydroksidia tarvitaan H2S04:n neutraloimiseen:

1 mooli 2 mooli

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

y - 2*x1 mooli KOH:ta menee neutraloimaan oleumissa olevaa S03:a. Lasketaan kuinka paljon KOH tarvitaan neutraloimaan 1 mooli S03:a:

1 mooli 2 mooli

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

z - 2 x 2 mol KOH menee neutraloimaan SOg oleumissa. Oleumin neutralointiin käytetään 74,5 ml 40 % KOH-liuosta, ts. 42 g tai 0,75 mol KOH.

Siksi 2 xl + 2x 2 = 0,75,

98 xl + 80 x 2 = 34,5 g,

xl = 0,25 mol H2S04,

x2 = 0,125 mol S03.

Esimerkki 9 On kalsiumkarbonaatin, sinkkisulfidin ja natriumkloridin seos. Jos 40 g tätä seosta altistetaan ylimääräiselle kloorivetyhapolle, vapautuu 6,72 litraa kaasuja, jotka vuorovaikutuksessa ylimääräisen rikki(IV)oksidin kanssa vapauttavat 9,6 g sedimenttiä. Määritä seoksen koostumus.

Kun seos altistettiin ylimääräiselle kloorivetyhapolle, hiilimonoksidia (IV) ja rikkivetyä saattoi vapautua. Vain rikkivety reagoi rikki(IV)oksidin kanssa, joten sen tilavuus voidaan laskea vapautuneen sakan määrästä:

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 9,6 g (0,3 mol)

xl = 4,48 I (0,2 mol) H2S; yhtälöistä (2 - 3) on selvää, että ZnS oli 0,2 mol (19,4 g):

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

On selvää, että hiilimonoksidi (IV) seoksessa oli:

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

Tasapainoseoksen koostumus voidaan ilmaista käyttämällä:

a) dissosiaatioaste ()

b) muuntoaste ()

c) tuotteen saanto (x)

Tarkastellaan kaikkia näitä tapauksia esimerkkien avulla:

A) dissosiaatioasteen mukaan

Dissosiaatioaste () on dissosioituneiden molekyylien osuus alkuperäisestä molekyylimäärästä. Se voidaan ilmaista aineen määränä

Missä n diss– alkuperäisen aineen hajoaneiden moolien lukumäärä; n viite– lähtöaineen moolimäärä ennen reaktiota.

Olkoon ennen reaktiota esimerkiksi 5 mol NO 2:ta ja α on NO 2:n dissosiaatioaste.

Yhtälön (1.20) mukaan
, NO 2 jää reagoimatta (5 – 5).

Reaktioyhtälön mukaan, kun 2 moolia NO 2:ta dissosioituu, saadaan 2 moolia NO:ta ja 1 mooli O 2:ta ja 5:sta 5 moolia NO:ta ja moolia O2. Tasapainoviiva olisi:

b ) muunnosasteen mukaan

Aineen muuntumisaste () on tietyn aineen reagoineiden molekyylien osuus tämän aineen molekyylien alkuperäisestä lukumäärästä. Ilmaisemme sen aineen määränä mooliina

(1.21)

Otetaan 2 moolia CO:ta ja 2 moolia H2:ta,  on vedyn konversioaste reaktiossa

Selitetään tasapainoviiva. Aloitamme aineesta, jonka konversioaste tiedetään, eli H 2. Yhtälöstä (1.21) saadaan n react = n out· = 2 .

Stökiömetrisestä yhtälöstä on selvää, että CO:ta kuluu 3 kertaa vähemmän kuin H2:ta eli jos H2 reagoi 2, niin CO reagoi , ja loput jäävät reagoimattomiksi tasapainohetkellä. Tarkastelemme myös tuotteiden suhteen stoikiometristä yhtälöä käyttäen.

V) tuotetuotannon mukaan.

Tuotteen tuotto (x) on lopullisen aineen määrä mooleina. Olkoon "x" metanolin saanto reaktiossa

kaikissa kolmessa tapauksessa päättely on samanlainen ja lähtee aineesta, josta tiedetään jotain (esimerkeissä tämä arvo on alleviivattu).

Kun tiedämme tasapainoseoksen koostumuksen, voimme ilmaista tasapainovakion. Joten tapaukselle "c"

ja yhtälöstä (1.19)

Ainetuotto osakkeina(tai %) – muodostuneen tuotteen määrän suhde aineen kokonaismäärään tasapainoseoksessa:

Tässä esimerkissä:

1.3.4 Eri tekijöiden vaikutus tasapainosiirtymään (tasapainoseoksen koostumukseen)

Paineen (tai tilavuuden) vaikutus kohdassa T=konst

Jos järjestelmä on ihanteellinen, niin tasapainovakio K p ei riipu paineesta (tai tilavuudesta). Jos reaktio tapahtuu korkeissa paineissa, sinun on käytettävä yhtälöä:

, (1.22)

Missä f-fugaisuus.

K f ei riipu paineesta, mutta K p:n arvo riippuu paineesta, mutta paineen laskiessa se lähestyy K:n arvoa f, koska todellinen kaasuseos lähestyy ihanteellista tilaa, f  s. Eli reaktioon:

350 atm K f = 0,00011 K R = 0,00037

Matalilla paineilla sitä voidaan harkita TO R paineesta riippumaton, eli
. Seuraavassa tarkastelemme tätä erityistapausta.

Relaatiosta (1.12) on selvää, että suuret
,
riippuu siis paineesta vaikuttamatta tasapainovakioon Painemuutokset voivat vaikuttaa tasapainoseoksen koostumukseen ja tuotteiden saantoon.

(1.23)

Yhtälö (1.23) osoittaa, että paineen vaikutus
määräytyy määrällän:

n  0, reaktio tapahtuu kaasumaisten tuotteiden moolien määrän lisääntyessä, esimerkiksi:

, eli kokonaispaineen kasvaessa TO X vähenee, ja myös tuotteiden määrä tasapainoseoksessa pienenee, eli tasapaino siirtyy vasemmalle kohti COCl 2:n muodostumista.

n = 0-2-1= -3

, eli paineen kasvaessa K x (ja tuotteen saanto) kasvaa.

K= K= vakio Tässä tapauksessa tasapainoseoksen koostumus ei riipu paineesta.

Inertin kaasun lisääminen kun P = const, se vaikuttaa tasapainosiirtymään samalla tavalla kuin paineen lasku. Inertti kaasu kemiallisessa tasapainossa katsotaan kaasuiksi, jotka eivät ole vuorovaikutuksessa reagoivien aineiden tai reaktiotuotteiden kanssa.

Äänenvoimakkuuden lisäys vakiopaineessa se vaikuttaa tasapainosiirtymään samalla tavalla kuin paineen lasku.

Komponenttien välisen suhteen vaikutus

Tasapainoseoksen koostumukseen vaikuttaa myös reaktioon käytettyjen reagenssien suhde.

Tuotteiden suurin saanto on stoikiometrisellä suhteella. Siis reaktioon

vedyn ja typen suhde 3:1 antaa suurimman ammoniakin saannon.

Joissakin tapauksissa yhden reagenssin korkea konversioaste on välttämätön, jopa tuotteen saannon kustannuksella.

Esimerkiksi kun reaktiossa muodostuu kloorivetyä

kloorin täydellisempi konversio on tarpeen, jotta tasapainoseos sisältää mahdollisimman vähän Cl 2:ta. Tasapainoseos liuotetaan veteen ja näin saadaan suolahappoa. Tässä tapauksessa vety on melkein veteen liukenematon eikä sisällä happoa, kun taas vapaa kloori liukenee ja suolahapon laatu huononee.

Saavuttaaksesi Cl 2:n suurimman konversioasteen, ota toinen reagenssi, H2, suuri ylimäärä.

Molempien komponenttien konversioastetta voidaan lisätä, jos reaktiotuotteet poistetaan reaktiovyöhykkeestä sitoen ne hieman dissosioituviksi, niukkaliukoisiksi tai haihtumattomiksi aineiksi.

Lämpötilan vaikutus tasapainoon

Kokemus osoittaa, että lämpötilalla on suuri vaikutus tasapainoseoksen koostumukseen, joka lisää reaktiotuotteiden pitoisuutta joissakin reaktioissa ja pienentää toisissa. Tämä riippuvuus heijastuu kvantitatiivisesti yhtälöt isobaarit(1,24) ja isokorit (1.25) Van't Hoff:

(1.24)
(1.25)

Näistä yhtälöistä on selvää, että tasapainovakion muutos lämpötilan noustessa (ja siten reaktiotuotteen saannon muutos) määräytyy lämpövaikutuksen etumerkillä H ja U:

H0 tai U0 - endoterminen reaktio (lämpöabsorptiolla). Yhtälöiden oikeat puolet ovat suurempia kuin nolla, mikä tarkoittaa, että myös derivaatat ovat suurempia kuin nolla:

> 0;
> 0

Siten funktiot lnK p ja lnK c (sekä K p ja K c) kasvavat lämpötilan noustessa.

H0 tai U0 - reaktio on eksoterminen (jossa vapautuu lämpöä).

< 0;
< 0

Tasapainovakio pienenee lämpötilan noustessa, ts. reaktiotuotteiden pitoisuus tasapainoseoksessa pienenee ja lähtöaineiden pitoisuus kasvaa.

Siten lämpötilan nousu edistää täydellisempää kulkua endoterminen prosessit. Integroidaan isobar-yhtälö.

Erottakoon Hf(T) muuttujat ja integroi,

;
(1.26)

Kuten näemme, tasapainovakio riippuu lämpötilasta eksponentiaalisen lain mukaan:
, ja koordinaateissa ln K = f( ) lineaarinen riippuvuus (yhtälö 1.26, kuva 1.7)

Kuva 1.7 – Tasapainovakion lämpötilariippuvuus

Isobar-yhtälön tarkka integrointi antaa:

(1.27)

Kun tiedetään tasapainovakion arvo yhdessä lämpötilassa, voidaan löytää K p missä tahansa muussa lämpötilassa tunnetulla arvolla H.

Alkuseoksen koostumus tekokiven valmistukseen. (Kuvagalleria "Our Technologies" samannimisellä sivulla. Mitä sisältyy joustavilla elastisilla ruiskumuotilla valmistetun keinotekoisen pintakiven koostumukseen. Pohjimmiltaan koristeellinen päällyskivi, josta puhumme, on tyypillinen Portlandiin perustuva hiekkabetoni sementti, valmistettu tärinävalamalla erityisiin joustaviin elastisiin matriiseihin - muotteihin ja erikoisvärjätty. Tarkastellaan betoniseoksen pääkomponentteja keinotekoisen pintakiven valmistukseen tärinävalumenetelmällä. Sideaine on minkä tahansa keinotekoisen pintakiven perusta. tässä tapauksessa se on portlandsementtilaatua M-400 tai M-500. Jotta betonin laatu pysyisi aina tasaisen korkeana, suosittelemme käyttämään vain "tuoretta" sementtiä (kuten tiedetään, se menettää nopeasti ominaisuutensa ajan myötä ja virheellinen varastointi) samalta valmistajalta, jolla on hyvä maine. Koristeellisen päällystekiven, sekä tavallisen, harmaan sementin että valkosementin, valmistukseen. Luonnossa on useita värejä ja sävyjä, jotka voidaan kopioida vain valkoiselle sementille. Muissa tapauksissa käytetään Portlandin harmaata (taloudellisista syistä).

Monet kotimaiset keinotekoisen pintakiven valmistajat ovat viime aikoina käyttäneet aktiivisesti kipsiä sideaineena. Samalla he väittävät, että heidän tuotteensa ovat paisutettua savibetonia. Ja pääsääntöisesti paisutettua savibetonia esitellään yrityksen osastoilla. Mutta on yksi kohta, joka määrittää keinotekoisen kiven valmistajien käyttäytymisen. Joustavien elastisten ruiskumuottien kustannukset, joiden avulla voit toistaa tarkasti kiven rakenteen, ovat erittäin korkeat.

Ja jos tekniikkaa noudatetaan, ruiskumuottien kiertonopeus, eli aika betonin kaatohetkestä muotin poistamiseen on 10-12 tuntia, kipsillä 30 minuuttia. Tämä pakottaa yritykset käyttämään kipsiä sideaineena. Ja kipsin hinta on vähintään viisi kertaa alhaisempi kuin valkosementin hinta. Kaikki tämä tarjoaa yrityksille supervoittoja. Mutta hinta loppukuluttajalle on erittäin korkea! Tällaisten tuotteiden erittäin alhainen pakkaskestävyys ja lujuus eivät anna sinun nauttia julkisivujen ulkonäöstä pitkään.

Esitetyissä kuvissa on kipsituotteet vuoden kuluttua asennuksesta. Useita halkeamia ja vaurioita näkyy selvästi. Siksi tämän materiaalin käyttö teollisessa mittakaavassa on vaikeaa. Edessämme olevien tehtävien perusteella valmistamme mieluummin keinotekoista päällystekiveä - materiaalia, jonka kovuus ja hankausominaisuudet ovat lähellä luonnonkiveä ja soveltuvat sekä ulko- että sisäverhoukseen, mieluummin kuin veden vaikutuksille hauraita ja oikeita koristeita. Täyteaine. Käytettyjen täyteaineiden tyypistä riippuen sementtipohjainen keinotekoinen pintakivi voi olla ”raskasta” (2-2,4 g/cm3) tai ”kevyt” (noin 1,6 g/cm3). Ihannetapauksessa raskasta betonia käytetään päällystyskivien, koristepäällysteiden, reunojen, sokkelirunkojen ja sisäkiven valmistukseen. Ulkokoristeluun käytettävän keinotekoisen pintakiven valmistukseen käytetään kevytbetoni.

Suunnilleen näin tekevät amerikkalaista tekniikkaa käyttävät valmistajat. Alueilla käytetään valitettavasti pääasiassa raskasta betonia. Tietenkin on paljon helpompaa tehdä koristekiveä hiekalle, mutta vaalea kivi on aina parempi kuluttajalle. Se on vain valintakysymys. Raskaan keinotekoisen pintakiven valmistukseen käytetään karkeaa kvartsihiekkaa, jonka fraktio on 0,63-1,5 mm (hienohiekan käyttö heikentää betonin lujuusominaisuuksia) ja tarvittaessa pientä murskattua kiveä, esimerkiksi marmoria, fraktio 5-10 mm. "Kevyt" pintakivi on tehty paisutettu savihiekkaa. Mutta kun valmistetaan keinotekoista pintakiveä paisutetun saven päälle, on otettava huomioon seuraava tekijä. Heinäkuussa 2001 saimme asiakkailta tietoa "hautojen" (valkoisen materiaalin turpoaminen) esiintymisestä tuotteiden (kevytbetoni) pinnalla. Asiantuntijoiden kuulemisen tuloksena havaittiin, että "haalaukset" ilmenevät paisutettua savesta löytyneiden kalkkikiven sulkeumien hajoamisen seurauksena.

Kun vapaa kalsium on vuorovaikutuksessa kosteuden (veden tai sen höyryn) kanssa, tapahtuu kemiallinen reaktio, johon liittyy vapaiden kalsiumjyvien tilavuuden kasvu, mikä johtaa niin sanottuun "shot"-vaikutukseen. CaO + H2O = Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 Tämän kemiallisen reaktion erikoisuus on, että se kestää hyvin pitkän ajan - jopa 6 kuukautta. Paisutetun saven valmistajat valmistavat tuotteita GOST:n mukaisesti, mikä sallii kalkkijyvien läsnäolon jopa 3% kokonaismassasta. "Shots"-vaikutus heikentää tuotteiden kuluttajaominaisuuksia, joten tehtäväksi asetettiin uuden täyteaineen löytäminen kevytbetonin valmistukseen.

On havaittu, että kalkkireaktio aiheuttaa tuotteiden pinnan tuhoutumista VAIN sisustuksessa. Käytettäessä tuotteita rakennusten sokkeleiden ja julkisivujen viimeistelyyn, ei havaita näkyvää viimeistelymateriaalin tuhoutumista. NIIZHB:n työntekijän lausunnon mukaan kalkkihajoaminen tasoittuu käytettäessä tuotteita rakennusten ulkosisustukseen. Tämän kuvion tunnistamisen yhteydessä on elokuusta 2001 lähtien valmistettu sisustustöitä varten ei paisutettua savea, vaan toista (raskaampaa) kiviainesta. Yksittäiseen täyteaineeseen siirtymistä varten ehdotamme seuraavia tapoja tämän ongelman ratkaisemiseksi: 1. Käytä täyteaineena murskattua paisutettua savea, jonka fraktio on vähintään 2 cm 2. Luo paisutettu savikaatopaikat, jotka säilytetään avoimella alueella vähintään 6-9 kuukautta.

3. Heterogeenisen täyteaineen luominen kvartsihiekasta ja kevyemmästä keinotekoisesta täyteaineesta. 4. Kuonan hohkakiveen käyttö. Valmiin tuotteen bulkkipaino kuitenkin nousee 1800-2000 kg/m3. Kevyen kiviaineksen on täytettävä seuraavat vaatimukset. irtopaino noin 600 kg/m3. hiekkafraktio 0-0,5 cm tai 0-1 cm (hienojakeen läsnäolo 15 % tilavuudesta. puristuslujuus 18 kg/cm (paisutettu saviindeksi. veden imeytyminen jopa 25 % (paisutettu saviindeksi. Keinotekoisten päällysteiden valmistuksessa) kivi, koristelaattalaatat, pienet arkkitehtuurituotteet taipuisilla elastisilla ruiskumuotilla, voidaan käyttää seuraavia täyteaineita: Kuonahohkakivi, Rakeinen kuona, Murskattu kivi ja kuonahiekka, Vaahtolasi, Paisutettu perliittihiekka, Kova paisutettu perliitti, Paisutettu vermokuliitti, Paisutettu polystyreeni , Rikastettu kvartsihiekka, Marmorilastut, Rakennushiekka (valkoinen), Muovaushiekka, Vulkaaninen hohkakivi Pigmentit ja väriaineet Koristekiven tärkein komponentti on käytetyt pigmentit (värit) Värien taitava tai virheellinen käyttö vaikuttaa suoraan Lopputuotteen ulkonäkö Kokeneiden käsissä tavallinen betoni muuttuu joksikin, jota ei voi erottaa luonnollisesta "villisti" kivestä. Miten tämä saavutetaan? Sementin värjäämiseen käytetään epäorgaanisia mineraalipigmenttejä (titaanin, raudan, kromin oksideja) ja erityisiä valon- ja säänkestäviä väriaineita. Kokeneet valmistajat valitsevat yleensä väriaineet sellaisilta yrityksiltä kuin Bayer, Du Pont, Kemira ja muut yhtä hyvämaineiset. Tämä ei johdu pelkästään heidän tuotteidensa jatkuvasti korkeasta laadusta, vaan myös niiden laajasta valikoimasta. Siten Bayer tarjoaa useita kymmeniä rautaoksidipigmenttejä. Yhdistelemällä niitä keskenään voit valita melkein minkä tahansa värisävyn. Joten portlandsementti, paisutettu savihiekka ja pigmentit ovat keinotekoisen pintakiven pääkoostumus. Monet arkkitehtonisten betonituotteiden valmistajat rajoittuvat tähän huolimatta siitä, että sementissä on valtava määrä erilaisia ​​​​lisäaineita tiettyjen ominaisuuksien parantamiseksi. Mistä tahansa suuresta kaupungista löydät kotimaisten ja maahantuotujen betonin lisäaineiden toimittajia. Nämä ovat erilaisia ​​superpehmittimiä, jotka parantavat betonin työstettävyyttä ja lisäävät sen lujuutta; polymeeri-lateksi-lisäaineet, joilla on edullinen vaikutus betonin kestävyyteen; betonin kovettumisen kiihdyttimet ja ilmaa kuljettavat lisäaineet; tilavuusvettä hylkivät aineet, jotka vähentävät veden imeytymistä monta kertaa (hyödyllinen julkisivulle, sokkelille ja katukiville); kemialliset kuidut hajavahvistukseen, mikä lisää dramaattisesti halkeamankestävyyttä ja paljon muuta. Päätä itse, käytätkö jotakin näistä lisäaineista vai et; haluamme vain suositella suojaavien kyllästysyhdisteiden käyttöä koristekivipintojen käsittelyyn. Oikein valitulla betonin vettä hylkivällä aineella saavutetaan seuraavat tulokset. lisää kiven estetiikkaa ja poistaa "pölyisen" - minkä tahansa sementtibetonin ominaisuuden. lisää julkisivukiven käyttöikää (asiana on, että koristebetonin tuhoutumisprosessi heijastuu ensisijaisesti värikylläisyyteen kauan ennen kuin ensimmäiset tuhoutumismerkit ilmaantuvat, minkä syynä on kiviaineshiukkasten paljastaminen edessä kiven pinta vähentää jyrkästi kiven pinnalla esiintyvien kukinnan riskiä, ​​mikä on todellinen katastrofi sementtikoristebetoneille, minkä vuoksi niihin tulee kiinnittää erityistä huomiota.

Oppiminen ratkaisemaan ongelmia orgaanisten aineiden seoksilla

Kokemuksen yleistäminen orgaanisen kemian opettamisesta biologian ja kemian erikoisluokissa

Yksi tärkeimmistä kriteereistä kemian hallitsemisessa akateemisena tieteenalana on opiskelijoiden kyky ratkaista laskennallisia ja laadullisia ongelmia. Tämä on erityisen tärkeää opetettaessa erikoisluokissa, joissa opiskellaan syvällisesti kemiaa, koska kaikki kemian pääsykokeet tarjoavat tehtäviä, jotka ovat monimutkaisempia. Orgaanisen kemian opiskelussa suurimmat vaikeudet aiheuttavat monikomponenttisen aineseoksen kvantitatiivisen koostumuksen määritys, aineseoksen laadullinen tunnistaminen ja seosten erottaminen. Tämä johtuu siitä, että tällaisten ongelmien ratkaisemiseksi tarvitaan syvällinen tutkittavien aineiden kemiallisten ominaisuuksien ymmärtäminen, eri luokkien aineiden ominaisuuksien analysointi ja vertailu sekä hyvä matemaattinen koulutus. Erittäin tärkeä asia opetuksessa on orgaanisten aineiden luokkien tietojen yleistäminen. Tarkastellaan metodologisia tekniikoita, joilla kehitetään opiskelijoiden kykyä ratkaista ongelmia orgaanisten yhdisteiden sekoituksella.

Hiilivedyt

• Missä mikä aine (laadullinen koostumus) on?
• Kuinka paljon ainetta liuoksessa on (kvantitatiivinen koostumus)?
• Kuinka erottaa seos?

VAIHE 1. Hiilivetyjen kemiallisten ominaisuuksien tiedon yhteenveto taulukon avulla(Pöytä 1).

VAIHE 2. Laatuongelmien ratkaiseminen.

Ongelma 1. Kaasuseos sisältää etaania, eteeniä ja asetyleeniä. Kuinka todistaa kunkin kaasun läsnäolo tietyssä seoksessa? Kirjoita tarvittavien reaktioiden yhtälöt.

Ratkaisu

Jäljelle jäävistä kaasuista vain eteeni värjää bromivettä:

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

Kolmas kaasu - etaani - palaa:

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

pöytä 1

Hiilivetyjen kemialliset ominaisuudet

Reagenssi	Hiilivetyjen edustajat
	CH3CH3etaani	CH2 = CH2etyleeni	CHSN asetyleeni	C6H6bentseeni	C6H5CH3-tolueeni	C6H5CH=CH2-styreeni	C6H10-syklohekseeni
Br 2 (vesipitoinen)	–	+	+	–	–	+	+
KMnO4	–	+	+	–	+	+	+
Ag2O (koko tuumaa NH3 aq)	–	–	+	–	–	–	–
Na	–	–	+	–	–	–	–
O2	+	+	+	+	+	+	+

Tehtävä 2. Eristä asetyleenistä, propeenista ja propaanista koostuvan seoksen komponentit puhtaassa muodossa. Kirjoita tarvittavien reaktioiden yhtälöt.

Ratkaisu

Kun seos johdetaan hopeaoksidin ammoniakkiliuoksen läpi, vain asetyleeni imeytyy:

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

Asetyleenin regeneroimiseksi saatua hopea-asetylidiä käsitellään kloorivetyhapolla:

C2Ag2 + 2HCl = C2H2 + 2AgCl.

Kun jäljellä olevat kaasut johdetaan bromiveden läpi, propeeni imeytyy:

C3H6 + Br2 = C3H6Br2.

Propeenin regeneroimiseksi tuloksena oleva dibromipropaani käsitellään sinkkipölyllä:

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

VAIHE 3. Laskentatehtävien ratkaiseminen.

Tehtävä 3. Tiedetään, että 1,12 l (n.s.) asetyleenin ja eteenin seosta pimeässä sitoutuu täydellisesti 3,82 ml:aan bromia (= 3,14 g/ml). Kuinka monta kertaa seoksen tilavuus pienenee, kun se on johdettu hopeaoksidin ammoniakkiliuoksen läpi?

Ratkaisu

Molemmat seoksen komponentit reagoivat bromin kanssa. Luodaan reaktioyhtälöt:

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.

Merkitään eteeniaineen määrää arvolla X mooli ja läpi kulkevan asetyleeniaineen määrä
y mooli. Kemiallisista yhtälöistä on selvää, että reagoivan aineen bromin määrä on ensimmäisessä tapauksessa X mooli ja toisessa - 2 y mooli. Aineen määrä kaasuseoksessa:

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

ja bromin määrä on:

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

Luodaan yhtälöjärjestelmä kahdella tuntemattomalla:

Kun järjestelmä ratkaistaan, huomaamme, että eteenin määrä seoksessa on yhtä suuri kuin asetyleenin määrä (0,025 mol kumpikin). Vain asetyleeni reagoi hopean ammoniakkiliuoksen kanssa, joten kun kaasuseos johdetaan Ag 2 O -liuoksen läpi, kaasun tilavuus pienenee tasan puoleen.

Tehtävä 4. Bentseenin ja syklohekseenin seoksen palamisen aikana vapautunut kaasu johdettiin ylimäärän bariittivettä läpi. Tässä tapauksessa saatiin 35,5 g sedimenttiä. Määritä alkuperäisen seoksen prosenttiosuus, jos sama määrä voi poistaa värin 50 g:sta bromiliuosta hiilitetrakloridissa, jonka bromin massaosuus on 3,2 %.

Ratkaisu

C6H10 + Br2 = C6H10Br2.

Syklohekseenin määrä on yhtä suuri kuin bromiaineen määrä:

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

Syklohekseenin massa on 0,82 g.

Kirjoitetaan reaktioyhtälöt hiilivetyjen palamiselle:

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 2O.

0,01 mol syklohekseeniä tuottaa poltettaessa 0,06 mol hiilidioksidia. Vapautunut hiilidioksidi muodostaa sakan bariittiveden kanssa yhtälön mukaisesti:

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

Bariumkarbonaattisaostuman määrä (BaCO 3) = m/M= 35,5/197 = 0,18 mol on yhtä suuri kuin hiilidioksidin kokonaismäärä.

Bentseenin palamisen aikana muodostuvan hiilidioksidin määrä on:

0,18 - 0,06 = 0,12 mol.

Bentseenin palamisreaktion yhtälön avulla laskemme bentseeniaineen määrän - 0,02 mol. Bentseenin massa on 1,56 g.

Koko seoksen paino:

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

Bentseenin ja syklohekseenin massaosuudet ovat 65,5 % ja 34,5 %.

Happipitoinen
orgaaniset yhdisteet

Seosten ongelmien ratkaiseminen aiheesta "Happea sisältävät orgaaniset yhdisteet" tapahtuu samalla tavalla.

VAIHE 4. Vertailevan ja yleistävän taulukon laatiminen(Taulukko 2).

VAIHE 5. Aineiden tunnistaminen.

Tehtävä 5. Todista fenolin, muurahaishapon ja etikkahapon läsnäolo tässä seoksessa kvalitatiivisilla reaktioilla. Kirjoita reaktioyhtälöt ja osoita niiden esiintymisen merkit.

Ratkaisu

Seoksen komponenteista fenoli reagoi bromiveden kanssa muodostaen valkoisen sakan:

C6H5OH + 3Br2 = C6H2Br3OH + 3HBr.

Muurahaishapon läsnäolo voidaan määrittää käyttämällä hopeaoksidin ammoniakkiliuosta:

HCOOH + 2Ag(NH3)2OH = 2Ag + NH4 HCO3 + 3NH3 + HOH.

Hopeaa vapautuu sedimentin tai peilipinnoitteen muodossa koeputken seinille.

Jos ylimääräisen hopeaoksidin ammoniakkiliuoksen lisäämisen jälkeen seos kiehuu ruokasoodaliuoksella, voidaan väittää, että seoksessa on etikkahappoa:

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

taulukko 2

Happipitoisten kemialliset ominaisuudet
eloperäinen aine

Reagenssi	Happipitoisten yhdisteiden edustajat
	CH30H-metanoli	C6H5OH-fenoli	HCHO metanaali	HCOOH muurahaishappo	CH 3 CHO aset- aldehydi	HCOOCH 3 metyyli- formaatti	C6H12O6-glukoosi
Na	+	+	–	+	–	–	+
NaOH	–	+	–	+	–	+	–
NaHC03	–	–	–	+	–	–	–
Ba 2 (aq)	–	+	+	+	+	+	+
Ag2O (koko tuumaa NH3 aq)	–	–	+	+	+	+	+

Tehtävä 6. Neljä leimaamatonta koeputkea sisältävät etanolia, asetaldehydiä, etikkahappoa ja muurahaishappoa. Mitä reaktioita voidaan käyttää koeputkissa olevien aineiden erottamiseen? Kirjoita reaktioyhtälöt muistiin.

Ratkaisu

Analysoimalla näiden aineiden kemiallisten ominaisuuksien ominaisuuksia tulemme siihen tulokseen, että ongelman ratkaisemiseksi sinun tulee käyttää natriumbikarbonaatin liuosta ja hopeaoksidin ammoniakkiliuosta. Asetaldehydi reagoi vain hopeaoksidin kanssa, etikkahappo - vain natriumbikarbonaatin kanssa ja muurahaishappo - molempien reagenssien kanssa. Aine, joka ei reagoi minkään reagenssien kanssa, on etanoli.

Reaktioyhtälöt:

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

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

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

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

VAIHE 6. Seoksen kvantitatiivisen koostumuksen määrittäminen.

Tehtävä 7. 26,6 g:n etikkahapon, asetaldehydin ja etanolin seoksen neutraloimiseksi kulutettiin 44,8 g 25-prosenttista kaliumhydroksidiliuosta. Kun sama määrä seosta reagoi ylimäärän kanssa metallista natriumia, vapautui 3,36 litraa kaasua ympäristön olosuhteissa. Laske tämän seoksen aineiden massaosuudet.

Ratkaisu

Etikkahappo ja etanoli reagoivat metallisen Na:n kanssa, mutta vain etikkahappo reagoi KOH:n kanssa. Luodaan reaktioyhtälöt:

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

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

Tehtävä 8. Pyridiinin ja aniliinin seosta, joka painoi 16,5 g, käsiteltiin 66,8 ml:lla 14 % kloorivetyhappoa (= 1,07 g/ml). Seoksen neutraloimiseksi oli tarpeen lisätä 7,5 g trietyyliamiinia. Laske saadun liuoksen suolojen massaosuudet.

Ratkaisu

Luodaan reaktioyhtälöt:

C5H5N + HCl = (C5H5NH)Cl,

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

(C2H5)3N + HCl = ((C2H5)3NH) Cl.

Lasketaan reaktioihin osallistuvien aineiden määrät:

(HCl) = 0,274 mol,

((C2H5)3N) = 0,074 mol.

Trietyyliamiinin neutralointiin kului myös 0,074 mol happoa ja reaktioon seoksen kanssa: 0,274 - 0,074 = 0,2 mol.

Käytämme samaa tekniikkaa kuin tehtävässä 3. Merkitään X– pyridiinimoolien määrä ja y– aniliinin määrä seoksessa. Luodaan yhtälöjärjestelmä:

Ratkaisemalla järjestelmän huomaamme, että pyridiinin määrä on 0,15 mol ja aniliinin määrä on 0,05 mol. Lasketaan pyridiinin, aniliinin ja trietyyliamiinin hydrokloridisuolojen aineiden määrät, niiden massat ja massaosuudet. Ne ovat vastaavasti 0,15 mol, 0,05 mol ja 0,074 mol; 17,33 g, 6,48 g, 10,18 g; 18,15 %, 6,79 %, 10,66 %.

KIRJALLISUUS

Kuzmenko N.E., Eremin V.V. Kemia. 2400 tehtävää koululaisille ja yliopistoon tuleville. M.: Bustard, 1999;
Ushkalova V.N., Ioanidis N.V.. Kemia: kilpailutehtävät ja vastaukset. Opas yliopistoihin hakijoille. M.: Koulutus, 2000.