Роль химии в современном мире

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Апреля 2010 в 19:43, Не определен

Описание работы

Основы химической термодинамики 3
Основы химической кинетики и химическое равновесие 6
Растворы и их свойства 11
Дисперсные системы. Коллоидные растворы и их свойства 15

Файлы: 1 файл

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА.doc

— 89.73 Кб (Скачать файл)

Решение задачи:

Условие: Подвергается ли соль ZnCl2 гидролизу? Составьте ионно-молекулярное и молекулярное уравнение гидролиза этой соли. Какое значение pH (>7<) имеет раствор этой соли?

Решение:  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ.

     КОЛЛОИДНЫЕ ПАСТВОРЫ И ИХ СВОЙСТВА 

     Дисперсные  системы:

     В природе и технике часто встречаются  дисперсные системы, в которых одно вещество равномерно распределено в виде частиц внутри другого вещества.

     В дисперсных системах различают:

  • дисперсную фазу — мелкораздробленное вещество
  • дисперсионную среду — однородное вещество, в котором распределена дисперсная фаза.

     К дисперсным системам относятся обычные (истинные) растворы, коллоидные растворы, а также суспензии и эмульсии. Они отличаются друг от друга прежде всего размерами частиц, т. е. степенью дисперсности (раздробленности).

     Системы с размером частиц менее 1 нм представляют собой — истинные растворы, состоящие из молекул или ионов растворенного вещества. Их следует рассматривать как однофазную систему. Системы с размерами частиц больше 100 нм — это грубодисперсные системы — суспензии и эмульсии.

     Суспензии — это дисперсные системы, в которых дисперсной фазой является твердое вещество, а дисперсионной средой — жидкость, причем твердое вещество практически нерастворимо в жидкости. Чтобы приготовить суспензию, надо вещество измельчить до тонкого порошка, высыпать в жидкость, в которой вещество не растворяется, и хорошо взболтать (например, взбалтывание глины в воде). Со временем частички выпадут на дно сосуда. Очевидно, чем меньше частички, тем дольше будет сохраняться суспензия.

     Эмульсии — это дисперсные системы, в которых и дисперсная фаза и дисперсионная среда являются жидкостями, взаимно не смешивающихся. Из воды и масла можно приготовить эмульсию длительным встряхиванием смеси. Примером эмульсии является молоко, в котором мелкие шарики жира плавают в жидкости. Суспензии и эмульсии — двухфазные системы.

     Коллоидные  системы:

     
ТИПЫ  КОЛЛОИДНЫХ СИСТЕМ
Дисперсная  фаза Дисперсионная среда Наименование Примеры  
Жидкость Газ Жидкие аэрозоли Туман, кучевые  облака
Твердое тело Газ Твердые аэрозоли Дым, пыль, перистые облака
Газ Жидкость Пены
    Мыльные пены
Жидкость Жидкость Эмульсии Молоко (М/В), масло (В/М), нефть
Твердое тело Жидкость Золи Жидкая глина, зубная паста
Газ Твердое тело Твердые пены Пенополистирол, пенопласт, пенобетон
Жидкость Твердое тело Твердые эмульсии Опал, жемчуг, почва  
Твердое тело Твердое тело Твердые суспензии Окрашенные  пластмассы
 

       Коллоидные растворы — это высокодисперсные двухфазные системы, состоящие из дисперсионной среды и дисперсной фазы, причем линейные размеры частиц последней лежат в пределах от 1 до 100 нм. Как видно, коллоидные растворы по размерам частиц являются промежуточными между истинными растворами и суспензиями и эмульсиями. Коллоидные частицы обычно состоят из большого числа молекул или ионов.

     Коллоидные  растворы иначе называют золями. Иx получают дисперсионными и конденсационными методами. Диспергирование чаще всего производят при помощи особых «коллоидных мельниц». При конденсационном методе коллоидные частицы образуются за счет объединения атомов или молекул в агрегаты. Так, если возбудить в воде дуговой электрический разряд между двумя проволоками из серебра, то пары металла конденсируются в коллоидные частицы. При протекании многих химических реакций также происходит кoнденсация и образуются высокодисперсные системы (выпадение осадков, протекание гидролиза, окислительно-восстановительные реакции и т.д.).

     Золи  обладают рядом специфических свойств, которые подробно изучает коллоидная химия. Золи в зависимости от размеров частиц могут иметь различную окраску, а у истинных растворов она одинаковая. Например, золи золота могут быть синими, фиолетовыми, вишневыми, рубиново-красными.

     В отличие от истинных растворов для  золей характерен эффект Тиндаля, т. е. рассеяние света коллоидными частицами. При пропускании через золь пучка света появляется светлый конус, видимый в затемненном помещении. Так можно распознать, является данный раствор коллоидным или истинным.

     Одним из важных свойств золей является то, что их частицы имеют электрические заряды одного знака. Благодаря этому они не соединяются в более крупные частицы и не осаждаются. При этом частицы одних золей, например металлов, сульфидов, кремниевой и оловянной кислот, имеют отрицательный заряд, других, например гидроксидов, оксидов металлов, — положительный заряд. Возникновение заряда объясняется адсорбцией коллоидными частицами ионов из раствора.

     Для осаждения золя необходимо, чтобы  его частицы соединились в  более крупные агрегаты. Соединение частиц в более крупные агрегаты называется коагуляцией, а осаждение их под влиянием силы тяжести — седиментацией.

     Обычно  коагуляция происходит при прибавлении  к золю: 1) электролита, 2) другого золя, частицы которого имеют противоположный заряд, и 3) при нагревании.

     При определенных условиях коагуляция золей  приводит к образованию студенистой  массы, называемой гелем. В этом случае вся масса коллоидных частиц, связывая растворитель, переходит в своеобразное полужидкое-полутвердое состояние. От гелей следует отличать студни — растворы высокомолекулярных веществ в низкомолекулярных жидкостях (системы гомогенные). Их можно получить при набухании твердых полимеров в определенных жидкостях.

     Значение  золей исключительно велико, так  как они более распространены, чем истинные растворы. Протоплазма  живых клеток, кровь, соки растений — все это сложные золи. С  золями связано получение искусственных  волокон, дубление кож, крашение, изготовление клеев, лаков, пленок, чернил. Много  золей в почве, и они имеют  первостепенное значение для ее плодородия.  

Решение задачи:

Условие: Напишите формулу мицеллы золя турнбулевой  сини, полученного при взаимодействии красной кровяной соли K3[Fe(CN)6] с избытком сульфата Fe (II).

Решение:

 

РОЛЬ ХИМИИ В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ

     Введение

     Целью данного реферата является рассмотрение вопроса о специфике химического  знания и проблемах современной  химии. Актуальность данной тематики обусловлена  тем, что нa протяжении длительного  развития человечество не раз сталкивалось с большим числом проблем, от которых  нередко зависело само его существование. Чтобы выжить, наш предок научился изготавливать и использовать простейшие орудия труда, чем компенсировал  свои природные недостатки. В дальнейшем первобытный человек, оказавшись перед  проблемой обеспечения пищей, освоил охоту, а затем земледелие и скотоводство. Освоение все более сложных орудий и предметов труда вызвало  энергетическую проблему, потребовало  перехода от естественных источников энергии к более совершенным. Энергетическая проблема последовательно  привела человека к освоению энергии  пара, тепловой, электрической энергии, наконец, энергии атома.

     Необходимость повышения производительности труда  и эффективности производства, роста  темпов добычи и переработки громадного объема минеральных ресурсов, наряду с необходимостью решения многих жизненно важных проблем вызвали  к жизни использование химической технологии, всеобщую химизацию, а затем  и компьютеризацию общественного  производства и быта.

     Суммируя, можно сказать, что лейтмотивом, осью развития человеческой цивилизации  была и есть проблема выживания человеческого  общества в условиях окружающей среды, природы в целом. Мотив выживания, как представляется, есть ведущий  мотив всей преобразующей деятельности человека на земле. Для своего выражения  человек всегда будет вынужден решать вечные проблемы овладения веществом, энергией и информацией.

     Успехи  человека в решении больших и  малых проблем выживания в  значительной мере были достигнуты благодаря  развитию химии, становлению различных  химических технологий. Успехи многих отраслей человеческой деятельности, таких как энергетика, металлургия, машиностроение, легкая и пищевая  промышленность и других, во многом зависят от состояния и развития химии. Огромное значение химия имеет  для успешной работы сельскохозяйственного  производства, фармацевтической промышленности, обеспечения быта человека.

    Основная  часть

     Химическая  промышленность производит десятки  тысяч наименований продуктов, многие из которых по технологическим и  экономическим характеристикам  успешно конкурируют с традиционными  материалами, а часть — являются уникальными по своим параметрам. Химия дает материалы с заранее  заданными свойствами, в том числе  и такими, которые не встречаются  в природе. Подобные материалы позволяют  проводить технологические процессы с большими скоростями, температурами, давлениями, в условиях агрессивных  сред. Для промышленности химия поставляет такие продукты, как кислоты и  щелочи, краски, синтетические волокна  и т. п. Для сельского хозяйства  химическая промышленность выпускает  минеральные удобрения, средства защиты от вредителей, химические добавки  и консерванты к кормам для  животных. Для домашнего хозяйства  и быта химия поставляет моющие средства, краски, аэрозоли и другие продукты. 
Химия характерна не только тем, что обеспечивает производство многих необходимых продуктов, материалов, лекарств. Во многих отраслях промышленности и сельскохозяйственного производства широко используются также химические методы обработки: беление, крашение, печатание в текстильной промышленности; обезжиривание, травление, цианирование в машиностроении; кислородное дутье в металлургии; консервация, синтезирование витаминов и аминокислот — в пищевой и фармацевтической промышленности и т. д. Внедрение химических методов ведет к интенсификации технологических процессов, увеличению выхода полезного вещества, снижению отходов, повышению качества продукции.

     Таким образом, химизация, как процесс  внедрения химических методов в  общественное производство и быт, позволила  человеку решить многие технические, экономические  и социальные проблемы. Однако масштабность, а нередко и неуправляемость  этого процесса обернулась «второй  стороной медали». Химия прямо или  опосредованно затронула практически  все компоненты окружающей среды  — сушу, атмосферу, воду Мирового океана, внедрилась в природные круговороты  веществ. В результате этого нарушилось сложившееся в течение миллионов  лет равновесие природных процессов  на планете, химизация стала заметно  отражаться на здоровье самого человека. Получилась ситуация, которую ученые обоснованно именуют химической войной против населения,3емли. За последние 30-40 лет в этой войне пострадали сотни миллионов жителей планеты. Возникла самостоятельная ветвь  экологической науки — химическая экология. 
Основными источниками, загрязняющими окружающую среду, кроме собственно химической промышленности, являются металлургия, автомобильный транспорт, тепловые электростанции. Они дают большой объем газообразных отходов, загрязняют водоемы рек и озер сточными водами, используемыми в технологических целях. Газообразные отходы содержат оксиды углерода, серы, азота, соединения свинца, ртути, бензопирен, сероводород и другие вредные вещества. В связи со сжиганием топлива в больших объемах возникла проблема снижения концентрации кислорода и озона в атмосфере, получившая название «кислородного голодания». 
К твердым отходам относятся отходы горнодобывающей промышленности, строительный и бытовой мусор. Сточные воды содержат многие неорганические соединения — ионы ртути, цинка, кадмия, меди, никеля и т. д. Пятая часть вод Мирового океана загрязнена нефтью и нефтепродуктами. Значительный ущерб водоемам вследствие вымывания удобрений из почвы наносят загрязнения, связанные с сельскохозяйственным производством. Вредные вещества из воздуха и воды попадают в почву, в которой накапливаются тяжелые металлы, радиоактивные элементы.

     В организм человека вредные вещества попадают через воздух, воду и пищу. Таким образом, человечество, пройдя ряд этапов развития — от огня костра до термоядерной бомбы, — в начале XXI века оказалось в условиях, когда  в очередной раз встал вопрос о его выживании. Угроза экологической  катастрофы требует решительного пересмотра отношений современной «химической» цивилизации и природы в сторону  оптимизации этих отношений. Задача заключается в том, чтобы через  новые технологии гармонизировать  отношения «общество — природа» таким образом, чтобы компенсаторных возможностей окружающей среды было достаточно для нейтрализации антропогенных  воздействий на неё.

Информация о работе Роль химии в современном мире