Тема V. «химия элементов». Химия v


Что такое моль в химии? Определение и формулы

С понятием "моль" сталкивается каждый школьник, который начинает изучать химию. С более сложными понятиями, такими как молярная масса, молярная концентрация, молярность растворителя, тяжело разобраться, не зная, что такое моль. Можно сделать вывод, что моль - одно из важнейших понятий в химии. Многие задачи нельзя решить, не определив количество молей.

Определение

Так что такое моль в химии? Пояснение дать довольно просто: это единица, в которой выражается количество вещества, одна из единиц СИ. Определение того, что такое моль в химии, можно сформулировать и таким образом: 1 моль эквивалентен такому количеству вещества, сколько содержится структурных частиц в 12 г карбона-12.

Как было установлено, в 12 г этого изотопа содержится количество атомов, численно равное постоянной Авогадро.

Происхождение понятия

Немного разобравшись с тем, что такое моль в химии с помощью определений, обратимся к истории этого понятия. Как принято считать, термин "моль" ввел немецкий химик Вильгельм Освальд, получивший Нобелевскую премию в 1909 году. Слово "моль", очевидно, происходит от слова "молекула".

Интересный факт - гипотеза Авогадро о том, что при одинаковых условиях в одинаковых объемах разных газов содержится одно и то же количество вещества, было выдвинута задолго до Освальда, да и сама константа была подсчитана Авогадро еще в начале XIX века. То есть хоть понятия "моль" и не существовало, само представление о количестве вещества уже было.

Основные формулы

Количество вещества находится по-разному, в зависимости от данных задачи. Такой вид имеет самая распространенная формула, в которой эта величина выражается отношением массы к молярной массе:

n=m/M

Стоит сказать, что количество вещества - величина аддитивная. То есть, чтобы посчитать значение этой величины для смеси, нужно сначала определить количество вещества для каждого ее элемента и сложить их.

Другая формула применяется, если известно количество частиц:

n=N/Na

Если в задаче указано, что процесс происходит при нормальных условиях, можно воспользоваться следующим правилом: при нормальных условиях любой газ занимает инвариантный объем - 22,4 л. Тогда можно воспользоваться следующим выражением:

n-V/Vm

Количество вещества выражается из уравнения Клапейрона:

n=pV/(RT)

Знание того, что такое моль в химии и основных формул для определения количества молей вещества, дает возможность значительно быстрее решать многие задачи. Если известно количество вещества, можно найти массу, объем, плотность и другие параметры.

fb.ru

Тема V. Химия элементов

Раздел 1.Химия «семейства» галогенов

Задача 5. 1

Первым среди галогенов в свободном состоянии получен хлор. Шведский химик Карл Шееле получил его в 1774 году нагреванием пиролюзита с соляной кислотой по реакции … .

  1. Какими свойствами обладают элементы VII группы?

  2. Как изменяется электроотрицательность гатомалогенов в группе?

  3. Какова конфигурация внешних электронных слоев атома хлора, ионов CI-1, CI+7?

Задача 5. 2

Наиболее ярко выражены окислительные свойства у F2,CI2,Br2 или I2?

  1. Чем объяснить разную окислительную способность перечисленных элементов?

  2. Какой элемент самый электроотрицательный? Объяснить почему?

Задача 5. 3

Будучи как окислитель сильнее кислорода, фтор взаимодействует с водой в основном с образованием простого вещества по уравнению …

  1. Как объяснить высокую окислительную способность фтора?

  2. Одинакова ли окислительная способность атома фтора и иона фтора?

Задача 5. 4

Соляная кислота проявляет окислительные свойства в реакции … .

  1. Может ли хлорид ион (CI-1)быть окислителем, объяснить исходя из электронного строения иона?

  2. Указать состав и свойства водородных соединений элементов седьмой группы.

Задача 5. 5

Устойчивость соединений хлора в ряду HCIO - HCIO3- HCIO4 увеличивается. Самым сильным окислителем из них является …

  1. Как изменяется сила кислот в перечисленном ряду?

Задача 5. 6

Получение хлората калия в лаборатории соответствует уравнению реакции …, которая протекает при … .

  1. Какими свойствами обладает хлорат калия?

  2. Определить степень окисления хлора в хлорате калия.

Задача 5.7

Йодноватую кислоту можно получить окислением йода концентрированной азотной кислотой по реакции …

  1. Какими свойствами обладает йодноватая кислота?

  2. Указать с.о. йода в йодноватой кислоте.

Задача 5. 8

С помощью, каких реакций раствор йодида калия можно отличить от раствора хлорида натрия?

  1. Как определить наличие йода в растворе?

  2. Чем подействовать на йод калия, чтобы выделился йод?

  3. Какими физическими свойствами обладает йод?

Задача 5. 9

При нагревании 22,12 г KMnO4 образовалось 21,16 г твердой смеси. Какой максимальный объем хлора (н.у.) можно получить при действии на образовавшуюся смесь 36,5 %-ной соляной кислоты (плотность 1,18 г/мл)? Какой объем кислоты при этом расходуется?

  1. Определить с.о. Mn в KMnO4.медицине

  2. Какое свойство перманганата калия используется в медицине?

Задача 5. 10

К подкисленному раствору, содержащему 0,543 г некоторой соли, в состав которой входят натрий хлор и кислород, добавили раствор иодида калия до прекращения выделения йода. Масса, образовавшегося йода, равна 3,05 г. Установите формулу соли. На сколько процентов уменьшится масса твердого вещества при полном термическом разложении исходной соли?

  1. Сформулируйте закон постоянства состава.

  2. Как определяется массовая доля элемента в данном веществе?

  3. Что такое относительная молекулярная масса вещества?

Раздел 2. «Химия элементов шестой группы»

Задача 1. 1

Увеличение давления (повышает, понижает) температуру плавления льда.

  1. Как влияет изменение условий на агрегатное состояние вещества?

  2. Что такое температура кипения, плавления

  3. Агрегатные переходы веществ это физические или химические явления?

Задача 1. 2

В тигле к порошку серы прилили концентрированный раствор гидроксида натрия, после чего смесь кипятили некоторое время. По почернению бумаги, смоченной раствором Pb (NO3)2, установили, что в растворе присутствуют сульфид - ионы, образовавшиеся по реакции …

  1. Что образуется при взаимодействии серы с щелочью?

  2. Укажите качественную реакцию на сульфид ион.

Задача 1. 3

Сульфид меди (П) реагирует с горячей азотной кислотой с образованием оксида азота (П) и свободной серы по реакции …

  1. К какому типу реакций относится взаимодействие сульфида меди с азотной кислотой?

  2. Какими химическими свойствами обладает азотная кислота7

Задача 1. 4

Пропускание h3S через бромную воду приводит к обесцвечиванию последней. При этом имеет место реакция … .

  1. Указать тип приведенной реакции.

  2. Определить с.о. серы в сероводороде.

  3. Почему обесцветился раствор брома?

Задача 1. 5

Тиосульфат натрия имеет формулу …. Эту соль получают по реакции …

  1. Определите с.о. серы в тиосульфате натрия.

  2. Какое применение нашел тиосульфат натрия в аналитической химии и медицине, благодаря чему?

Задача 1. 6

Тиосульфат натрия широко применяют в фотографии в качестве закрепителя. В основе этого процесса лежит взаимодействие тиосульфата с

хлоридом серебра по реакции … .

  1. Как образуются комплексные соединения, указать типы химических связей в них?

  2. Какую роль в получившемся соединении играет серебро?

Задача 1. 7

Одним из продуктов реакции взаимодействия серы с бертолетовой солью будет хлорид калия, другим - … . Уравнение реакции …

  1. К какому типу реакций относится взаимодействие серы и бертолетовой соли?

  2. Определить с.о. хлора в бертолетовой соли

3. В какое вещество превратится сера, с.о. ее в образующемся веществе?

Задача 1. 8

Массовая доля кислорода в воде (89%) значительно выше, чем в воздухе (23%). Почему же человек не может использовать для дыхания воду?

1. Какие вещества называются простыми?

2. Отличаются ли свойства простых и сложных веществ?

3. Что из себя представляет «воздух»? Физическая или химическая эта смесь?

Задача 1. 9

Докажите, что оксид серы (IV) является веществом с двойственной окислительно-восстановительной функцией.

  1. Определите с.о. серы в оксиде серы (IV).

  2. Приведите пример реакции, где бы оксиде серы (IV) был окислителем, восстановителем.

Задача 1. 10

Какой объем, (при н.у.) занимает кислород, выделившийся

из 1 моль каждого из веществ: KCIO3, KMnO4, KNO3, HgO?

  1. Запишите реакцию разложения приведенных веществ.

  2. Рассчитайте объем, выделившегося кислорода в каждом отдельном случае.

Задача 1. 11

Напишите уравнения реакций, характеризующих следующие превращения: SO2→Na2SO3→NaHSO3→Na2SO3→Na2SO4

  1. Укажите типы реакций, характеризующие каждое превращение.

  2. Назовите классы получившихся соединений.

  3. Укажите химические свойства этих соединений?

Задача 1. 12

При обжиге 100 г пирита получили газ, который после очистки от примесей использовали для полной нейтрализации 400 мл 25%-ного раствора гидроксида натрия (плотность 1,28 г/мл). Определите массовую долю примесей в пирите.

  1. Что такое «пирит»? Запишите его формулу.

  2. Какой оксид железа образуется при обжиге пирита?

  3. Какой газ выделяется при обжиге пирита?

studfiles.net

V. Химия и философия. Философские обители

V. Химия и философия

Химия, бесспорно, — наука фактов, подобно тому как алхимия — наука причин. Первая ограничивается областью материального и опирается на опыт, вторая преимущественно руководствуется положениями философии. Если одна изучает естественные тела, другая стремится проникнуть в таинственную динамику их превращений. Это их основное различие позволяет нам утверждать, что в сравнении с нашей позитивной наукой, которая единственная сегодня признаётся, алхимия есть духовная химия, она даёт возможность провидеть Бога сквозь субстанциальные сумерки.

К тому же точное знание фактов и их оценка кажутся нам недостаточными, надо ещё выпытать у природы, при каких условиях и чьею властью она создаёт множественность вещей. Философскому уму не достаточно просто распознавать вещества, он стремится установить тайну их образования. Приоткрыть дверь лаборатории, где природа смешивает элементы, — дело важное, но ещё важнее обнаружить тайные силы, под влиянием которых эта работа совершается. Разумеется, нам неизвестны многие природные вещества и продукты их взаимодействия — что ни день открываются новые, — всё же мы знаем их довольно, чтобы на время отложить изучение инертной материи и обратить свои исследования к неизвестному вершителю стольких чудес.

Так, общеизвестно, что при соединении двух объёмов водорода и одного объёма кислорода образуется вода. Но кто при этом объяснит, почему полученное соединение характеризуется особым состоянием и свойствами, отличными от свойств образовавших его газов? Какая сила придаёт этому соединению новые качества и неизменно принуждаёт твердеющую на холоде воду кристаллизоваться, не меняя своей природы? И хотя сам факт неопровержим и поддаётся строгой проверке, почему он никак не вытекает из простой записи реакции, описывающей этот процесс? Дело в том, что в формуле Н2О отсутствует основной агент, инициирующий тесное взаимодействие исходных газов, а именно огонь. Ведь ни один самый искусный химик не получит воду синтетическим путём, смешивая в указанных количествах кислород и водород, — газы ни за что не соединятся. Для успешного проведения опыта нужен огонь либо в виде искры, либо в виде горящего или способного раскаляться (платиновый порошок) вещества. Отсюда неопровержимо вытекает если не ошибочность, то по крайней мере неполнота химической формулы воды. А раз стихийный агент (agent ?l?mentaire), огонь, без которого газы не соединяются, в химическую запись не входит, значит, химия как наука несовершенна и не даёт чёткого истолкования изучаемых явлений. «Физическая химия, — пишет А.Этар[50], — привлекает к себе многих исследователей, именно она более всего приближается к глубинным истинам, именно она обещает дать нам законы, способные изменить все наши подходы и представления. Но как раз в силу своей значимости эта отрасль химии — наиболее абстрактная и таинственная из всех. Лучшие умы не в состоянии свести воедино и сопоставить все известные факты первостепенной важности. Столь непреодолимые препятствия принуждают обратиться к математическому языку. Эта методика даёт прекрасные результаты, но перед лицом загадочных подспудных явлений математика, не знакомая с их основами, бессильна. Самый одарённый человек неправильно подойдёт к проблеме, которую не понимает. Вот если было бы можно представить эту проблему в виде уравнения, появилась бы надежда её разрешить. Но в том состоянии невежества, в котором мы пребываем, нам неминуемо приходится вводить многочисленные константы, пренебрегать особыми условиями, прибегать к гипотезам. В итоге уравнение может не соответствовать действительности. Полученное при этом решение служит нам утешением, но если подобные с позволения сказать решения годами навязываются в качестве научного доказательства, то это будет значить остановку в развитии науки. Многие работы, сделанные в этом духе, только отнимают время и порождают обречённые на забвение противоречивые теории».

Основательность этих пресловутых теорий, на которые долгое время ссылались и которые противопоставляли герметическим положениям, сегодня явно ставится под сомнение. Честные учёные из числа тех, кто сам выдвигал эти якобы достоверные гипотезы, теперь почитают их ценность весьма относительной. Область их применения сужается по мере того, как уменьшается их эффективность. Об этом со всею откровенностью, присущей истинному учёному, говорит в Обозрении двух миров Эмиль Пикар: «Теории, — пишет он, — более не ставят себе целью дать объяснение причин тех или иных явлений, они лишь переводят их на образный язык или выражают математическими символами. От простых рабочих средств, какими являются теории, требуется лишь, чтобы они согласовывали, пусть временно, известные факты и предсказывали новые. Когда они исчерпывают свой ресурс, их по необходимости стараются переработать с учётом новых фактов». Таким образом, в противоположность философии, которая предвосхищает факты, обеспечивает верное развитие идей и их связь с практикой, современная наука, чьи теории, разработанные задним числом и меняющиеся в зависимости от результатов опыта и по мере получения новой информации, всегда отражает непостоянство преходящего мира и по определению не в состоянии избыть своего эмпирического характера. Совокупность химических данных, если подвергнуть их тщательному анализу, противостоит логике и не поддаётся разумному истолкованию. «Так, йодид двухвалентной меди, — пишет Ж. Дюкло[51], — самопроизвольно разлагается с образованием йода и йодида одновалентной меди. Почему — непонятно, ведь иод — окислитель, а соли одновалентной меди — восстановители. Также нельзя объяснить образование крайне нестабильных соединений, таких, как хлорид азота. Непонятно, почему золото, даже при нагреве не подверженное действию концентрированных кислот и щелочей, растворяется в холодном разбавленном растворе цианида калия, почему хлорид серы, составленный из элементов, каждый из которых присоединяет калий с выделением большого количества тепла, сам на калий не действует».

Мы упоминали об огне. Обычно рассматривают лишь самую простую форму огня, а не его духовную субстанцию, которая внедряется в вещества в самый момент их появления на физическом плане. Не выходя из сферы алхимии, укажем на серьёзную ошибку, которая влияет на современную науку и мешает обнаружить это универсальное начало, одушевляющее материю, к какому бы царству та не принадлежала. Между тем, оно на наших глазах проявляет себя либо через новые свойства, которые наследует от него материя, либо через явления, сопровождающие его распространение в природе. Свет — разреженный одухотворённый огонь — обладаёт теми же качествами и той же химический силой, что огонь простой и грубый. Опыт по получению соляной кислоты (НС1) из её компонентов наглядно это демонстрирует. Если в стеклянную колбу поместить равные объёмы газообразных хлора и водорода, в темноте оба газа сохранят свои характеристики. Однако уже при рассеянном свете они начинают взаимодействовать, а в прямых солнечных лучах их спонтанное соединение приводит к мощному взрыву.

Нам возразят, что огонь — всего лишь катализатор процесса, он не является составной частью вещества и потому не представлен в химических формулахIII. Довод правдоподобный только на первый взгляд, его опровергает опыт. Возьмём кусочек сахара, в формуле которого нет ничего, указывающего на огонь, и расколем его в темноте — мы увидим голубую искру. Откуда она взялась? Где она была, если не в самой кристаллической структуре сахара? Мы упоминали воду, бросим на её поверхность кусочек калия — он самопроизвольно загорится. Где это видимое теперь пламя пряталось раньше? Идёт ли речь о воде, воздухе или металле — не суть важно. Главное — внутри каждой из этих субстанций потенциально обретается пламя. Что представляет собой фосфор — носитель света, генератор огня? Как светляки превращают в свет часть своей жизненной энергии? Что заставляет соли урана, церия, циркония флуоресцировать под действием солнечного света? Какие таинственные процессы вступают в силу, принуждая платиноцианид бария светиться в рентгеновских лучах?

Что толку говорить об окислении как аналоге процесса горения: этим вопрос не решается, а лишь отодвигается в сторону. Окисление — результат, а не причина, сама же реакция обусловлена действием активного начала, агента. Если при окислении некоторых веществ бурно выделяется теплота или огонь, ясно, что прежде этот огонь там и пребывал. Электрический ток проходит по металлическому проводнику, никак себя не проявляя — бесшумно, не вызывая ни свечения, ни нагрева. Но вот он встречает сопротивление, и тут же выделяется энергия в виде огня. Нить в лампе накаливается, уголь вспыхивает, самая тугоплавкая металлическая проволока плавится. Получается, что электричество и есть огонь, но только в потенции? Откуда же оно берётся, если не образуется в результате разложения (батарейки) или дезинтеграции (генераторы постоянного тока) металлов — веществ, в высшей степени наделённых огненным началом? Когда в шлифовальном станке сталь или железо ударяются о кремень, высвобождается искра. Многие видели пневматическую зажигалку, действие которой основано на свойстве атмосферного воздуха самовозгораться при обычном сжатии. Настоящими резервуарами огня зачастую являются жидкости. Достаточно несколько раз капнуть концентрированной азотной кислотой в скипидар, чтобы тот воспламенился. Из солей напомним о фульминатах (гремучих составах), нитроцеллюлозе, калиевой соли пикриновой кислоты.

Не будем множить примеры, и так ясно: из того, что мы непосредственно не видим огня внутри вещества, наивно делать вывод, будто его там нет в скрытом состоянии. Древние алхимики, почерпнувшие из традиционного источника больше знаний, чем мы согласны за ними признать, утверждали, что Солнце — светило холодное и лучи его темны[52]. Слова парадоксальные, противоречащие видимому положению вещей, однако по сути верные. Стоит лишь немного подумать, чтобы в этом убедиться. Если Солнце, как нас учат — огненный шар, значит, приближаясь к нему даже ненамного, мы должны чувствовать, как возрастает тепло. А между тем, всё наоборот. Высокие горы в самое жаркое лето увенчаны снегом. Когда солнце в зените, купола аэростатов в верхних слоях атмосферы покрываются инеем, а пассажиры страдают от холода. Опыт, таким образом, свидетельствует, что по мере увеличения высоты температура падает. И солнечный свет мы ощущаем, лишь находясь в поле его излучения. Вне же светового пучка он на наши глаза не действует. Хорошо известно, что в полуденный час со дна колодца видно ночное звёздное небо.

Как же образуются тепло и свет? В результате простого столкновения холодных тёмных колебаний с молекулами газа в нашей атмосфере. А так как сопротивление увеличивается прямо пропорционально плотности среды, жарче и светлее не на большой высоте, а у поверхности Земли, где воздушные слои плотнее. Так, по крайней мере, данное явление объясняет физика. В действительности же — и согласно герметическому учению — противодействие колебательному движению — лишь прямое следствие выделения световых и огненных атомов атмосферного аэра. При вибрационной бомбардировке дух, высвобождаясь из вещества, открывается нам в его физических характеристиках активной фазы (свет, блеск, жар).

Таким образом, химической науке можно адресовать лишь один упрёк: она не учитывает влияние огненного агента — духовного начала и энергетики всех материальных трансформаций. Постоянное «отмысливание» этого духа — верховной воли и энергии, скрытой в материи, — лишает современную химию философского характера, свойственного древней алхимии. Г-н Л.Оливье[53] пишет г-ну Анри Элье: «Вы верите в безграничную благотворность опыта. Пусть так, однако экспериментатор всегда следует заранее обдуманной идее, определённой системе взглядов, идее, нередко кажущейся нелепой, и системе взглядов, зачастую странной и причудливой. „Расскажи я, как сделал свои открытия, — говорил Фарадей, — вы бы решили, что я выжил из ума“. У всех великих химиков были такие мысли, которые они предпочли не разглашать, а ведь именно их работы заложили фундамент теперешних методов и теорий и вдохновили современных учёных на их открытия».

«Перегонный аппарат (alambic), такой солидный, основательный, — пишет анонимный философ[54], — нашёл множество приверженцев среди химиков. Но не особенно доверяйте ему: это не верный хранитель, а форменный ростовщик. Вы даёте ему конкретное вещество в конкретном виде и с конкретными свойствами, а он возвращает вам какую-то бесформенную массу, пыль или газ и утверждаёт, что всё отдал, когда наоборот, всё оставил себе, хотя вес возвращённого такой же. Но ведь вес не в счёт, вес — это нечто привходящее. А между тем целая армия учёных встаёт на его сторону. Вы даёте ему вино — он возвращает танин, алкоголь и воду, по весу равные вину. Чего же не хватает? Вкуса вина, то есть именно того, что делает вино вином. И так всякий раз. Вы выделили из вина три вещества, господа химики, и заявляете: вино состоит из трёх компонентов. Так соедините их обратно в вино, иначе я буду утверждать только, что эти три продукта получаются из вина — а это не одно и то же. Вы можете разложить то, что сделали сами, но вы никогда не соедините того, что разложили в природе. Чем сильнее тела связаны между собой, тем сильнее они противостоят распаду, а вы объявляете простыми телами, простыми веществами (corps simples) те, что не в силах разложить, — о людское тщеславие!

Мне по душе микроскоп, но ведь он лишь показывает вещи такими, как они есть, наделяя нас более острым зрением. Это учёные приписывают ему какую-то точку зрения. Но когда, стремясь добраться до мельчайших частиц, эти господа помещают под микроскоп крошечное зёрнышко или капельку воды, прибор словно в шутку показывает им всякое зверьё, как бы говоря: давайте разбирайтесь сами! А как им разобраться? О людское тщеславие и суета сует!

Когда учёный врач кромсает ножом труп, дабы обнаружить причины болезни, погубившей человека, он находит лишь её следствия. Ибо причина смерти коренится в жизни, и истинное целительство, то, которое практиковал Христос и которое научным образом возрождается в гомеопатии, основанной на теории подобий, опирается на знание живых людей. А кто более далёк от жизни, нежели мертвец? О анатомия, жалкое средство удовлетворения нашего тщеславия!

Выходит, приборы предоставляют нам ошибочные данные? Вовсе нет. Но они фиксируют истину в столь узких пределах, что та лишь служит пищей для тщеславия. Поэтому нельзя считать эту истину абсолютной. Я называю это невозможностью реально существующего и делаю отсюда вывод о возможности чуда».

Химия позитивных фактов негативна духовно. Этим как раз она отличается от герметической науки, которая занимается прежде всего изучением действующих причин, их влияния, того, каким образом они проявляют себя в определённой среде при определённых условиях. Именно это изучение, опирающееся исключительно на Философию, позволяет проникнуть в тайну явлений, установить область применимости фактов, возвести эту тайну к высшему Уму, Душе Вселенной, Свету, Богу. Таким образом, алхимия, восходящая от частного к общему, от материалистического позитивизма к чистому спиритуализму, расширяет сферу человеческих знаний и возможностей и соединяет Бога с Природой, Творение с Творцом, Науку с Религией.

Да не увидят в наших возражениях несправедливых пристрастных нападок на самих химиков! Мы уважаем всех, кто усердно трудится, и питаем самое глубокое восхищение к великим учёным, чьи открытия обогатили современную науку. Но все люди доброй воли будут огорчены вместе с нами не столько свободно высказанными расхождениями во мнениях, сколько досадными сектантскими попытками посеять раздор между идущими путями двух различных учений. Жизнь слишком коротка, а время слишком дорого, чтобы растрачивать их на пустое препирательство, цель которого даже не снискать лавры себе, а принизить знания другого. Неважно, что многие исследователи впадают в заблуждение, если только они искренни, а их заблуждения оказываются источником полезных сведений. Errare humanum est[55], утверждаёт старая пословица, и ложь зачастую украшает себя диадемой истины. Те же, кто стоит на своём, несмотря на все неудачи, заслуживают нашего уважения. К несчастью, дух ведения — весьма редкое качество у людей знания, и этот недостаток — главная причина противостояния. Если истина не доказана и не может быть доказана с помощью средств, которыми наука располагает сегодня, из этого отнюдь не следует, что так будет всегда. «Невозможно — это не французское слово», — говорил Араго. К тому же признание невозможности чего бы то ни было противоречит духу ведения, подлинно научному. Считать что-либо невозможным вообще, если это кажется невозможным сейчас, значит не доверять будущему и отвергать прогресс. Лемери поступает опрометчиво, когда заявляет об алкагесте, универсальном растворителе: «Я полагаю, что это — выдумка, мне он неизвестен»[56]. Он явно переоценивает значимость и объём своих знаний. Харрис, невосприимчивый к герметической науке и не взявший на себя труд досконально её изучить, отзывается об алхимии следующим образом: Ars sine arte, cujus principium est mentiri, medium laborare et finis mendicare[57].

Рядом с такими учёными, запершимися в башне из слоновой кости, рядом с людьми пусть неоспоримых достоинств, но рабски преданными укоренившимся предрассудкам были и другие, кто признавал за древней наукой право на существование. Спиноза и Лейбниц верили в философский камень, в хрисопею. Паскаль испытывал в ней уверенность[58]. Ближе к нашему времени многие высокообразованные люди, в частности сэр Хэмфри Дэви, считали, что герметические изыскания способны привести к вполне достоверным результатам. Жан-Батист Дюма говорит в своих Уроках химической философии: «Можно ли признать существование простых изомерных веществ? Этот вопрос непосредственно связан с трансмутацией металлов. Положительный ответ на него способствовал бы успешному поиску философского камня… Надо обратиться к опыту, а опыт не исключает возможности трансмутации металлов… Он не позволяет отмести эту идею как нелепую, о чём свидетельствует современное состояние научных знаний». Франсуа-Венсан Распай был убеждённым алхимиком, и труды классиков герметической философии занимали среди его книг самое почётное место. Эрнест Боск[59] рассказывает со слов члена Академии наук Огюста Каура, что его «высокочтимый учитель Шеврёль питал глубокое уважение к нашим старым алхимикам и хранил в своей библиотеке почти все важнейшие их труды[60]. Кажется даже, что „декан французского студенчества“, как сам себя именовал Шеврёль, многое почерпнул из этих древних книжек и был им обязан немалой частью своих замечательных открытий. Знаменитый Шеврёль и впрямь умел вычитывать между строк то, мимо чего проходили другие». Один из известнейших химиков Марселей Вертело также не удовольствовался официальной точкой зрения. В противоположность большинству своих коллег, которые дерзко судят об алхимии, не имея о ней ни малейшего понятия, он посвятил более двадцати лет терпеливому разбору греческих и арабских оригинальных текстов. Долгое общение с Мастерами древности породило в нём уверенность, что «основы герметики в своей совокупности имеют такое же прочное обоснование, как и лучшие из современных теорий». Если бы нас не связывало обещание молчать, мы могли добавить сюда имена нескольких приобщившихся к искусству Гермеса знаменитейших учёных, чьё положение, однако, обязывает их заниматься этим искусством тайно.

Хотя в наши дни теория единства вещества (unit? de substance) — основа учения алхимиков — принята и закреплена официально, это не распространяется на идею трансмутации. Вещь удивительная, так как нельзя согласиться с одним, не признавая возможности другого. Ввиду большой древности герметических постулатов есть немалый резон полагать, что в течение веков им было найдено экспериментальное подтверждение. Впрочем, наши оппоненты, как правило, не придают значения подобным доводам. Им представляются подозрительными самые достоверные, подкреплённые документами свидетельства. Они либо не считаются с ними, либо вовсе оставляют без внимания. Чтобы нас не упрекнули в предвзятости, искажении их мыслей и чтобы дать читателю самому составить себе мнение, представим на его суд точку зрения современных учёных и философов об интересующем нас предмете. Жан Фино[61] обратился к людям компетентным со следующими вопросами: Возможна и достижима ли при современном состоянии науки трансмутация металлов? Можно ли считать её достижимой вообще, исходя из наших теперешних знаний? Ниже мы приводим полученные им ответы.

Доктор Макс Нордау: «Позвольте мне воздержаться от какого бы то ни было суждения о трансмутации материи. Я разделяю мнение (а таковое существует) о единстве вещества и распределении химических элементов по атомным весам — от самого лёгкого до самого тяжёлого. Принимаю даже теорию — неосмотрительно названную законом — периодичности Менделеева[62]. Я не отрицаю теоретическую возможность частично осуществить в лабораторных условиях искусственный переход одних элементов в другие, на который космические силы в природе затрачивают миллиарды, а то и биллионы лет, и превратить более лёгкие металлы в золото. Но я не думаю, что нынешний век станет свидетелем реализации мечты алхимиков».

Анри Пуанкаре: «Слова никогда не может и не должно быть в лексиконе науки. Не исключено, что когда-нибудь будет открыт принцип изготовления золота, но в настоящее время эта проблема вряд ли разрешима».

Госпожа М. Кюри: «В случае радиоактивных веществ действительно наблюдались спонтанные превращения атомов (в частности, неоспоримый факт — выделение этими веществами частиц гелия), но искусственной трансформации простого вещества с помощью специальной аппаратуры никто не проводил. Поэтому обсуждать сегодня последствия, какие может иметь изготовление золота, — напрасная трата времени».

Гюстав Ле Бон: «Превращение стали (acier) в золото возможно, как и урана в радий и гелий, однако лишь в количествах, равных миллиардным долям миллиграмма, так что более выгодно добывать золото из моря, где оно исчисляется тоннами».

Десять лет спустя один научно-популярный журнал[63], задавшись тем же вопросом, поместил высказывания ещё нескольких учёных на этот счёт.

Шарль Рише, профессор медицинского факультета, член Института Франции, лауреат Нобелевской премии: «Признаться, у меня нет мнения по этому поводу».

Юрбен и Жюль Перены: «Пока в корне не изменятся наши возможности в использовании природных сил, изготовление в промышленных масштабах искусственного золота — если само это золото не химера, — будет невыгодно».

Шарль Мурё: «Гипотеза об искусственном получении золота вовсе не нелепа! По-иному истинный учёный думать не может…учёный ничего не утверждаёт априори… Трансмутация — это факт, который мы наблюдаем ежедневно».

Этому смелому высказыванию человека острого ума, наделённого высоким научным духом и глубоким чувством правды, противопоставим слова Анри Ле Шателье, члена Института, профессора химии факультета точных наук. «Я отказываюсь наотрез, — пишет он, — давать интервью относительно синтетического золота. Считаю, что это просто мошенничество, как в случае пресловутых бриллиантов Лемуана».

Нельзя было более кратко и более грубо выразить своё презрение к Адептам прежних времён, учителям, почитаемым современными алхимиками. Для Ле Шателье, явно ни разу не открывавшего книги по герметике, трансмутация — синоним шарлатанства. Ученики почивших великих людей, мы, естественно, должны унаследовать их дурную репутацию. Ну и пусть, мы гордимся этой славой, единственной, впрочем, какой нас удостаивает дипломированное невежество, бахвалящееся своими крестами, грамотами, пальмовыми ветвями. Что ж, пусть ослы и дальше кичатся своей поклажей, мы же лучше возвратимся к нашему предмету.

Приведённые ответы — за исключением ответа Шарля Мурё — по сути своей сходны. Проникнутые академическим духом, они проистекают из одного источника. Наши уважаемые учёные признают теоретическую возможность трансмутации, но отказываются верить в её материальное воплощение. Они и «за», и «против». Их выжидательная позиция — превосходная уловка: и не скомпрометировали себя, и не закрыли себе пути к отступлению.

Можно ли в качестве доказательства сослаться на превращения атомов в молекулах некоторых веществ? Как признать эти процессы фактом, если они поддаются лишь косвенной проверке и подтверждаются лишь окольными путями? Простая ли тут уступка, какую современники делают древним авторам? Но герметической науке не подобает просить милостыню. Она достаточно богата наблюдениями и обладает достаточным количеством экспериментальных фактов, чтобы не стоять с протянутой рукой. Теоретические идеи, за которые ратуют сегодняшние химики, давно разработаны алхимиками. Это их достояние, и никто не в силах оспорить то очевидное положение, что они опередили своих оппонентов на пятнадцать веков. Именно алхимики первыми претворили в жизнь эти идеи, отталкиваясь от принципа единства вещества — непоколебимого основания их философии. Почему же современная наука с её разнообразным и мощным оснащением, точными методами, опирающимися на совершенную аппаратуру, до сих пор не признала истинность основного принципа герметики? Мы, со своей стороны, вправе заключить, что алхимики прежних времён с помощью весьма простых средств сумели представить прямое экспериментальное доказательство непреложности представлений о трансмутации металлов. Наши предшественники не были ни безумцами, ни обманщиками, и основной идее, которой они руководствовались в своих работах, просочившейся в научные круги, чужда изменчивость гипотетических положений.

Поэтому мы без всякой предвзятости заявляем, что выдающиеся учёные, чьи мнения мы здесь привели, ошибаются, когда отвергают свидетельства об успешной трансмутации. Эти люди составили себе ложное понятие о строении и глубинных свойствах материи, хотя и полагают, что проникли во все её тайны. Увы, замысловатость их теорий, обилие слов, уготованных для объяснения необъяснимого, и особенно пагубное действие материалистического образования принуждают их всматриваться вдаль в поисках того, что лежит у них под ногами. В большинстве своём, овладевая математическими приёмами, они научаются логике и строгости мышления, но утрачивают простоту и здравый смысл. Они мечтают замкнуть природу в свои формулы, выразить жизнь через уравнения. Раз за разом сбиваясь с пути, они не осознают, что отдаляются от истины, оправдывая тем самым суровое евангельское изречение: «Имеют глаза и не видят, имеют рассудок и не разумеют!»

Можно ли вернуть этих людей к более простому восприятию вещей, привести их к свету духовности, которого они лишились? Попытаемся и прежде всего скажем всем, кто захочет за нами последовать: нельзя изучать живую природу вне сферы её жизнедеятельности. Исследование молекул и атомов ничего не даёт, оно не способно ответить на самый главный вопрос, стоящий перед учёными: какова сущность невидимой таинственной силы, оживляющей материю? Что на самом деле мы знаем о жизни, кроме того, что она выражается в движении? Но в нашем дольнем мире всё — жизнь, всё — движение. Жизненная сила, столь очевидная у животных и растений, проявляет себя и в минеральном царстве, только в этом случае от наблюдателя требуется большая проницательность. Металлы в действительности живые и чувствуют — свидетельством тому ртутный термометр, соли серебра, фториды и т. д. Что есть расширение и сжатие, как не результат действия силы, обретающейся в металле, как не два проявления минеральной жизни? Однако для Философа недостаточно отметить, что от тепла железный брусок увеличивается в размерах, Философу важно определить, какая тайная воля заставляет его это делать. Как известно, под влиянием тепловых лучей поры бруска укрупняются, молекулы раздвигаются, поверхность и объём возрастают. В каком-то смысле он распрямляется, как и мы сами под благотворными солнечными лучами. Нельзя, стало быть, отрицать, что такая реакция имеет глубокую нематериальную причину, иначе не понять, как кристаллическая структура утрачивает свою кажущуюся инертность. Наличие у металла воли и души со всей очевидностью доказано в одном из блестящих опытов г-на Ш.-Э. Гийома. Откалиброванный стальной прут подвергали действию непрерывно возрастающей силы растяжения, которую регистрировали динамографом. В какой-то момент прут поддавался и начинал сужаться в поперечном направлении, точную степень этого сужения отмечали. Затем растяжение прекращали, и прут восстанавливал свои первоначальные размеры. Когда опыт повторяли, сужение происходило уже в другом месте. Продолжая действовать таким образом, замечали, что все точки прута последовательно откликаются на растяжение. Если потом стальной прут калибровали снова и начинали всё сначала, для получения симптомов, предшествовавших разрыву, требовалось приложить большую, нежели в первый раз, силу. Из этих опытов Щ.-Э. Гийом вполне обоснованно заключил, что металл ведёт себя как органическое тело, последовательно укрепляя свои слабые места и целенаправленно увеличивая внутреннюю силу сцепления, чтобы сохранить целостность своей формы, поставленной под угрозу разрушения. К подобному же выводу приходишь, изучая кристаллические соли. Если повредить грань какого-нибудь кристалла, а потом погрузить его в исходный маточный раствор, кристалл не только сразу залечивает рану, но и увеличивается в размерах значительно быстрее, чем остававшиеся в растворе нетронутые кристаллы. Несомненное доказательство жизненной силы металла мы находим также в том факте, что в Америке с железнодорожными рельсами без видимой причины происходит нечто странное. Ни в какой другой стране составы не сходят с путей чаще, и катастрофы не бывают столь необъяснимыми. Инженеры, которым было поручено выявить причину многочисленных аварий, связывают её с «преждевременным старением» стали. Вероятно, под влиянием особых погодных условий металл слишком рано стареет, теряет упругость, гибкость, прочность. Вязкость металла и внутренняя сила сцепления уменьшаются, он становится хрупким и ломким. Впрочем, ухудшение металлических свойств наблюдаётся не только у рельсов, то же самое происходит и с обшивкой броненосцев, которые обычно выходят из строя после нескольких месяцев эксплуатации. Ко всеобщему удивлению, обшивка во время испытаний раскалывается от удара простым чугунным ядром. Ослабление жизненной энергии — характерная примета старости, дряхлости металла — предвещает его близкую гибель. Но смерть — венец всего живого — неизбежное следствие рождения, а значит, металлы и минералы подчиняются законам предопределения (pr?destination), управляющим всеми сотворёнными существами. Рождение, жизнь, смерть или превращение — три стадии единого цикла, составляющего основу физического существования, которое выражается прежде всего в обновлении, продлении своих функций и воспроизводстве путём порождения. Это наводит на мысль, что и металлы по примеру животных и растений обладают способностью к размножению своего вида.

Именно это основанное на аналогии представление претворяет в жизнь алхимия, и именно эту герметическую идею мы хотим выделить в первую очередь. Герметическая философия учит, а опыт подтверждает, что металлы, благодаря их собственному семени, можно подтолкнуть к самовоспроизведению и размножению. Об этом свидетельствует и Слово Божье. В Книге Бытия Создатель передаёт частичку своей энергии (activit?) созданиям, образованным из самой его сущности (de sa substance m?me): ведь божественный глагол плодитесь и размножайтесь обращён не только к человеку, но ко всякой твари.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

history.wikireading.ru

Тема V. «химия элементов»

Раздел 1. Галогены

Ответ к задаче 5.1

MnO2 + 4HCI = MnCI2 + 2 h3O + CI2↑

пиролюзит

Ответ к задаче 5.2

У F2 – в атмосфере фтора горят даже такие стойкие вещества, как вода и стекло.

Ответ к задаче 5.3

2Н2О + 2F2→4HF + O2

Это основной процесс. Однако при взаимодействии фтора с водой образуется атомарный кислород, благодаря которому идет побочный процесс: Н2О + F2→2HF + O О +О→ O2

О +О2→ O3 Н2О +О →Н2O2;

F2+ О → F 2O, Так, что образуются два простых вещества, но кислорода гораздо больше.

Ответ к задаче 5.4

Zn + 2HCI = ZnCI2 +h3↑

В приведенном уравнении реакции соляная кислота проявляет окислительные свойства в результате восстановления ионов водорода

(2Н+ + 2е→Н20)

Ответ к задаче 5.5

Самым сильным окислителем является HCIO. Объясняется это наименьшей устойчивостью аниона и, кроме того, решающее значение имеет атомарный кислород, выделяющийся при распаде хлорноватистой кислоты на свету: HCIO → HCI + O

Ответ к задаче 5.6

При нагревании:

3CI2 + 6КОН = 5 КCI + KCIO3 + 3 h3O

Ответ к задаче 5.7

I2+10HNO3(конц)=2HIO3+10NO2+4h3O

Ответ к задаче 5.8

  1. Можно воспользоваться окислительно –востановительными свойствами галогенид - ионов: йодит калия- сильный восстановитель и окисляется до йода под действием хлора:

2KI + CI2 = 2KCI + I2

Признак реакции – окрашивание раствора в темный цвет за счет йода. Хлорид натрия с хлором не реагирует.

  1. Качественная реакция на галогенид-ионы – выпадение осадков при действии раствора нитрата серебра:

AgNO3 + NaCI = AgCI↓ + NaNO3

AgNO3 +KI = AgI↓ + KNO3

AgCI –белый осадок;

AgI – ярко - желтый осадок.

Ответ к задаче 5.9

При нагревании KMnO4 разлагается:

0,06 0,003 0,03 0,03

2KMnO4 =K2MnO4 + MnO2 + O2

Масса смеси уменьшается за счет выделившегося кислорода:

ν(O2) = m/M=(22,12 – 21,16) / 32 = 0,03 моль.

В результате реакции также образовались 0,03 моль K2MnO4, 0,03 моль MnO2 и израсходовано 0,06 моль KMnO4. Перманганат калия разложился не весь. После реакции он остался в смеси в количестве ν (KMnO4)= 22,12 /158 – 0,06 = 0,08 моль.

Все три вещества, находящиеся в конечной смеси (KMnO4, K2MnO4, MnO2) – сильные окислители и при нагревании окисляют соляную кислоту до хлора:

0,08 0,64 0,2

2KMnO4 + 16 HCI = 5CI2 + 2KCI + 2MnCI2 +8h3O

0,03 0,24 0,06

K2MnO4 + 8 HCI = 2CI2 + 2KCI +MnCI2 +4h3O

0,03 0,12 0,03

MnO2 + 4 HCI = CI2 + MnCI2 +2h3O

Общее количество хлора, который выделился в этих трех реакциях, равно ν (CI2) = 0,08·5/2 + 0,03·2 +0,03=0,29 моль,а объем составляет V (CI2) =0,29·22,4=6,50 л

Количество израсходованного хлороводорода равно:

ν (НCI) =0,08·16/2 + 0,03·8 + 0,03·4= 1,0 моль,

m(НCI) = νM= 1,0·36,5= 36,5 г

m(р-ра НCI) = m(НCI) / w (НCI)=36,5 / 0,365=100,0 г

V(р-ра НCI) = m /ρ =100 / 1,18=84,7мл

Ответ:V(CI2)=6,50л, V(р-ра НCI) =84,7мл

Ответ к задаче 5.10

Общая формула неизвестной соли NaCIOx где Х= 1 : 4. Уравнение окисления йодида калия имеет общий вид:

0,0121x 0,012

NaCIOx + 2x KI + xh3SO4= NaCI +xI2 + xK2SO4 + x h3O

Количество вещества:

ν (I2)=m/M = 3,05 /254=0,012 моль

ν (NaCIOx)=0,012/х моль. С другой стороны:

ν (NaCIOx)= m/M = 0,543 / (23+35,5+16х) моль

Находим Х=2 Искомая соль хлорит натрия NaCIO2

Все кислородсодержащие соли хлора при сильном нагревании разлагаются на хлорид натрия и кислород:

t

NaCIO2= NaCI + O2↑

Из 1 моль NaCIO2( 90,5 г) образуется 1 моль NaCI (58,5г). Потеря массы составляет 32 г, или 32/ 90,5·100% = 35,4%

Ответ: NaCIO2 – потеря массы составила 35,4%.

studfiles.net

Блог химика » Химия в быту

  • Химия в комнате для стирки
  • Химия на кухне
  • Химия в ванной
  • Химия лекарственных препаратов
  • Скорее всего, с таким огромным количеством всевозможных химикатов, как в собственном доме, вы больше не сталкиваетесь нигде. В любой кухне можно найти моющие и чистящие средства, причем многие из них в пластиковой упаковке. В ванной также полно лекарств, мыла, зубной пасты и косметики. (Моя жена всегда рада иметь под рукой собственного химика, особенно когда нужно почистить серебро или найти растворитель для удаления клея.) И это не говоря о мириадах химических реакций, которые происходят во время приготовления пищи. Неудивительно, что химия потребительских товаров иногда называется «кухонной».В этой главе рассматривается несколько тем, относящихся к химии потребительских товаров. Вы узнаете, какие химические реакции применяются в производстве мыла, а также чистящих и моющих средств. Я немного расскажу о лекарствах, и средствах личной гигиены, перманенте, средствах для загара и духах. Надеюсь, вы по достоинству оцените роль химии в вашей жизни. (Обратите внимание на то, что многие химикаты в вашем доме представляют собой кислоты и основания. Поэтому прекрасным дополнением к данной теме является глава 12, «Кислое и горькое: кислоты и основания».)

    Химия в комнате для стирки

    Случалось ли с вами такое, что вы впопыхах забывали положить в машинку стиральный порошок или принимали участие в испытаниях «волшебных» керамических дисков, предназначенных для стирки? Вряд ли после подобной стирки ваша одежда становилась чистой. Возможно, какая-то грязь с поверхности и была удалена, но жирные пятна остались на прежнем месте. А произошло это потому, что «подобное растворяет подобное». Жир и масло — это неполярные материалы, в то время как вода — вещество полярное, поэтому она их и не собирается растворять. (Если вам интересно, то вся эта тема полярного/неполярного подробно изложена в главе 7, «Ковалентные связи: поделимся по-братски».) Догадываюсь, что вы можете налить в стиральную машину немного бензина (неполярного материала), но, как мне кажется, это не будет хорошим решением проблемы. Правда, было бы прекрасно, если бы существовало нечто, способное ликвидировать разрыв между неполярными жиром и маслом и полярной водой? Это «нечто» существует и называется поверхностно-активным веществом (surfactant).Поверхностно-активные вещества уменьшают поверхностное натяжение воды и позволяют ей «смачивать» неполярные вещества, такие, например, как жир и масло. Это связанос тем, что молекулы поверхностно-активных веществ обладают одновременно полярной и неполярной частями.Неполярная часть называется гидрофобной (»боящейся воды»). Обычно она представляет собой длинную углеводородную цепь. (Если вы испытываете жажду знаний, то в главе 14, «Химия углерода: органическая химия», найдете исчерпывающую информацию об углеводородах.) Эта неполярная часть растворяется в неполярных жире и масле.Другая, полярная, часть молекулы поверхностно-активного вещества называется гидрофильной (»любящей воду»). Обычно она является ионной частью, которая обладает положительным, отрицательным зарядом или обоими сразу (тогда она называется соответственно анионной, катионной или амфотерной частью). Впрочем, существуют поверхностно-активные вещества, не имеющие заряда (неионные). (Более подробно об ионах, анионах и катионах можно узнать в главе 6, «Противоположности притягиваются: ионные связи».)Подавляющее большинство поверхностно-активных веществ, которые имеются в продаже, являются анионными, что обусловлено более низкой стоимостью их производства. Типичное анионное вещество показано на рис. 17.1.Гидрофобная часть (неполярная)Гидрофильная часть (полярная)2 2 2 2\о 222^ ^ о2 2Растворяется в жире и маслеРастворяется в водеРис. 17.1. Типичное анионное поверхностно-активное веществоПри добавлении поверхностно-активного вещества в воду гидрофобная часть его молекул растворяется в масле и жире, а гидрофильная — притягивается к полярным молекулам воды. Жир и масло расщепляются на крохотные капли, которые называются мицеллами, и гидрофобная (углеводородная) часть поверхностно-активного вещества проникает в каплю, а гидрофильная — в воду. В результате капля приобретает заряд (отрицательный, если поверхностно-активное вещество анионное). Эти заряженные капли масла и жира взаимно отталкиваются и не могут слиться друг с другом. Таким образом, заряженные мицеллы остаются рассредоточенными и при стирке постепенно вымываются водой.Любое поверхностно-активное вещество, используемое для чистки одежды, принадлежит к одному из двух общих видов, т.е. является мылом или моющим средством.Соблюдайте чистоту: мылоНаиболее известным поверхностно-активным веществом, используемым для чистки, является мыло. Оно используется уже около 5000 лет. При производстве мыла применяется специальная органическая реакция — щелочной гидролиз жиров или масел. Эта реакция обычно называется омылением. Ее продуктами являются глицерин и соль жирной кислоты. На рис. 17.2 приведена реакция гидролиза тристеарина с образованием стеарата натрия, т.е. мыла. (То же самое мыло, или поверхностно-активное вещество, показано на рис. 17.1.)Ch4(Ch3)16COO--Ch3 IHO-Ch3 |3 NaOH + Ch4(Ch3)16COO-1- 3 Ch4(Ch3)16COO-Na+ +HOCH|Ch4(Ch3)16COO--Ch3HO-Ch3ТристеаринСтеарат натрияГлицерин(мыло)Рис. 17.2. Производство мыла путем омыленияМоя бабушка варила мыло таким образом: брала животный жир, добавляла к нему воду и щелок (гидроксид натрия, NaOH), а затем кипятила все это в огромном железном котле. Щелок получали из древесной золы. Через несколько часов варки мыло всплывало на поверхность воды. Затем его собирали и формовали, получая таким образом куски готового мыла. Впрочем, бабушка не очень разбиралась в стехиометрии реакции. Она клала слишком много щелока, и мыло у нее получалось довольно едким.В настоящее время процесс производства мыла претерпел некоторые изменения. Гидролиз обычно осуществляется без использования щелока. К животному жиру еще добавляют кокосовое, пальмовое масло и масло семян хлопчатника. В состав готового мыла также может входить так называемый абразивный порошок, например пемза, для более эффективного удаления с кожи жиров и масел. Кроме того, в мыло могут добавляться душистые вещества, а также пузырьки воздуха, чтобы оно не тонуло.Впрочем, мыло имеет два существенных недостатка. Если его использовать в кислой воде (т.е. воде с низким значением pH), то оно превращается в жирные кислоты и теряет чистящую способность, а если в жесткой воде (содержащей ионы кальция, магния или железа) — образуется нерастворимый жирный осадок. Этот осадок обычно называется «кайма в ванной». И это очень плохо. Ведь нерастворимые соли образуются не только в ванной, но также появляются на одежде, посуде и т.п. Избежать его появления можно двумя способами: либо использовать смягчитель воды для всего дома (см. раздел «Смягчите ее, или Как сделать воду менее жесткой» далее в главе), либо приобрести синтетическое мыло, которое не приводит к возникновению осадков при взаимодействии с ионами жесткой воды. Такие разновидности синтетического мыла называются моющими средствами.Как избавиться от «каймы» в ванной: моющие средстваМоющие средства в основном имеют такое же строение, как и мыло (см. рис. 17.1). У них точно такая же гидрофобная часть, состоящая из длинной неполярной углеводородной цепи, которая растворяется в жире и масле, однако гидрофильная (ионная) часть уже другая. Вместо карбокси-группы (-COO-) в гидрофильной части может находиться сульфо- (-O-SO3-) или гидроксильная (OH-) группа либо какая-то другая полярная группа, которая в жесткой воде не будет приводить к возникновению осадков.Кроме поверхностно-активного вещества, в стиральных моющих средствах содержатся и другие соединения.S Построители. Эти соединения повышают эффективность поверхностно-активного вещества, смягчая воду (удаляя ионы жесткой воды). В стиральных моющих средствах, которые выпускались до недавнего времени, в качестве построителя использовался триполифосфат натрия. Он считался дешевым и безопасным компонентом. Впрочем, триполифосфат натрия также служил прекрасной пищей для водных растений и тем самым приводил к бурному росту водорослей в озерах и реках, вытесняя из них рыбу и другую воднуюживность. Чтобы справиться с этой проблемой, в Соединенных Штатах Америки начали запрещать использование фосфатов в моющих средствах. Вместо полифосфатов стали использовать карбонат натрия и цеолиты (комплексные алюмосиликаты — соединения, состоящие из алюминия, кислорода и кремния), но это недостаточно эффективные варианты. Сегодня пока еще не найдена достойная замена полифосфатным построителям, которая была бы эффективной, дешевой и неядовитой. В этой области до сих пор ведутся довольно активные исследования.S Наполнители. Представляют собой вещества (например, сульфат натрия, Na2SO4), которые добавляются к моющему средству для придания определенного объема и «плавучести».S Энзимы. Эти биологические катализаторы иногда добавляются, чтобы легче удалялись пятна белкового происхождения, например травяные и пятна крови.S Перборат натрия. Иногда, чтобы легче удалялись пятна, в качестве твердого отбеливателя добавляется NaBO3. Его действие основано на том, что в воде он образует перекись водорода. Перборат натрия является более мягким отбеливателем по сравнению с хлорным. Впрочем, его максимальная эффективность наблюдается в горячей воде, а это может быть проблемой для тех, кто любит стирать в прохладной воде.S Вещества-суспензии. Эти соединения добавляются для того, чтобы грязь с одежды во время стирки оставалась растворенной в воде и не оседала вновь на одежду.S Коррозионные ингибиторы. Эти соединения предотвращают появлениержавчины на металлических деталях стиральной машины.S Оптические отбеливатели. Благодаря этим соединениям белая одежда вы-глядит чистой и яркой. Оптические отбеливатели представляют собой очень сложные органические соединения, которые тонким слоем осаждаются на одежде. Принцип действия оптических отбеливателей основан на том, что они поглощают ультрафиолетовые лучи, испуская голубой свет из видимой части спектра. Этот процесс показан на рис. 17.3.Оптический отбеливатель

    Оптический отбеливательРис. 17.3. Оптический отбеливательКроме того, в состав стиральных моющих средств входят окрашивающие компоненты и душистые вещества (так называемые отдушки). Могу поспорить, что вы и не догадывались, что стирка одежды является такой сложной.Смягчите ее, или Как сделать воду менее жесткойИтак, один из способов решения проблемы жесткой воды и » каймы» в ванной — использование синтетических моющих средств. Другой способ состоит в том, чтобы перед тем, как вода попадет в дом, удалить из нее все катионы, содержание которых обусловливает ее жесткость. Это можно осуществить с помощью ионного обмена, или катионирования (рис. 17.4).Жесткая вода (со^е^жащаяFe2+хС1LИонообменная смолаРезервуар с концентрированным раствором NaCl, предназначенный для перезарядкиОчищенная вода (содержащая Na ) для хозяйственных нуждСпускное отверстиеРис. 17.4. Смягчитель воды для всего домаУстройство, служащее для уменьшения жесткости воды, состоит из большого бака, в котором содержится ионообменная смола. Эта смола заряжается, когда через нее проходит концентрированный раствор хлорида натрия. Ионы натрия за счет электростатических сил удерживаются благодаря полимерной структуре смолы. При прохождении через полимер жесткой воды происходит обмен ионов кальция, магния и железа на ионы натрия (отсюда появился термин ионообменная смола). Таким образом, смягченная вода содержит ионы натрия, а ионы, содержащиеся в жесткой воде, остаются в смоле. Через некоторое время смолу снова необходимо зарядить, добавив из резервуара новую порцию хлорида натрия. А сточные воды, содержащие Ca2+, Mg2+ и Fe2+, отводятся из бака со смолой.Откуда на озере пенаВ состав самых первых синтетических моющих средств входили такие компоненты, которые не могли разлагаться естественным путем, например с помощью бактерий. Другими словами, они не имели способности биоразложения. Таким образом, они накапливались в озерах и реках, образуя толстый слой пены. Вскоре возникшая проблема была решена: для этого было достаточно лишь изменить состав моющих средств.Если из-за повышенного кровяного давления вам следует ограничить потребление натрия, старайтесь не пользоваться смягченной водой, поскольку в ней высокая концентрация ионов натрия.Сделаем мир белее: отбеливателиОтбеливатели обесцвечивают ткани с помощью окислительно-восстановительных реакций (о них речь идет в главе 9, «Электрохимия: батарейки к чайникам»). Большинство отбеливателей являются окислителями. Самый распространенный отбеливатель, используемый в домашнем хозяйстве, — это 5%-ный раствор гипохлорида натрия. Его получают, пропуская газообразный хлор через раствор гидроксида натрия.2NaOH(р-р) + С12(г) — NaOClfc-р) + NaClfc-р) + h3O(ж)Хлор, входящий в состав гипохлоридных отбеливателей, может повредить структуру ткани. Кроме того, такие отбеливатели недостаточно эффективны для тканей из полиэстера.В настоящее время на рынке появились отбеливатели, которые в своем составе содержат перборат натрия и оказывают более мягкое воздействие на структуру тканей. Такие отбеливатели образуют перекись водорода, которая, в свою очередь, разлагается, и одним из продуктов этого разложения является кислород.2h3O2 – 2h3O« + O2(г)

    This entry was posted on Среда, июня 4, 2014 at 8:47 пп and is filed under Химия для чайников и не только. You can follow any responses to this entry through the RSS 2.0 feed. Both comments and pings are currently closed.

    izzik.org

    Химия - это... Что такое Химия?

    Хи́мия (от араб. کيمياء‎‎, произошедшего, предположительно, от египетского слова km.t (чёрный), откуда возникло также название Египта, чернозёма и свинца — «черная земля»; другие возможные варианты: др.-греч. χυμος — «сок», «эссенция», «влага», «вкус», др.-греч. χυμα — «сплав (металлов)», «литье», «поток», др.-греч. χυμευσις — «смешивание») — одна из важнейших и обширных областей естествознания, наука о веществах, их свойствах, строении и превращениях, происходящих в результате химических реакций, а также фундаментальных законах, которым эти превращения подчиняются. Поскольку все вещества состоят из атомов, которые благодаря химическим связям способны формировать молекулы, то химия занимается в основном изучением взаимодействий между атомами и молекулами, полученными в результате таких взаимодействий. Предмет химии — химические элементы и их соединения, а также закономерности, которым подчиняются различные химические реакции. Химия[1] имеет много общего с физикой и биологией, по сути граница между ними условна. Современная химия является одной из самых обширных дисциплин среди всех естественных наук.

    История химии

    Зачатки химии возникли ещё со времён появления человека разумного. Поскольку человек всегда так или иначе имел дело с химическими веществами, то его первые эксперименты с огнём, дублением шкур, приготовлением пищи можно назвать зачатками практической химии. Постепенно практические знания накапливались, и в самом начале развития цивилизации люди умели готовить некоторые краски, эмали, яды и лекарства. Вначале человек использовал биологические процессы, такие, как брожение, гниение, но с освоением огня начал использовать процессы горения, спекания, сплавления. Использовались окислительно-восстановительные реакции, не протекающие в живой природе — например, восстановление металлов из их соединений.

    Такие ремёсла, как металлургия, гончарство, стеклоделие, крашение, парфюмерия, косметика, достигли значительного развития ещё до начала нашей эры. Например, состав современного бутылочного стекла практически не отличается от состава стекла, применявшегося в 4000 году до н. э. в Египте. Хотя химические знания тщательно скрывались жрецами от непосвящённых, они всё равно медленно проникали в другие страны. К европейцам химическая наука попала главным образом от арабов после завоевания ими Испании в 711 году. Они называли эту науку «алхимией», от них это название распространилось и в Европе.

    Известно, что в Египте уже в 3000 году до н. э. умели получать медь из её соединений, используя древесный уголь в качестве восстановителя, а также получали серебро и свинец. Постепенно в Египте и Месопотамии было развито производство бронзы, а в северных странах — железа. Делались также теоретические находки. Например, в Китае с XXII века до н. э. существовала теория об основных элементах (Вода, Огонь, Дерево, Золото, Земля). В Месопотамии возникла идея о противоположностях, из которых построен мир: огонь—вода, тепло—холод, сухость—влажность и т. д.

    В V веке до н. э. в Греции Левкипп и Демокрит развили теорию о строении вещества из атомов. По аналогии со строением письма они заключили, что как речь делится на слова, а слова состоят из букв, так и все вещества состоят из определённых соединений (молекул), которые в свою очередь состоят из неделимых элементов (атомов).

    В V веке до н. э. Эмпедокл предложил считать основными элементами (стихиями) Воду, Огонь, Воздух и Землю. В IV веке до н. э. Платон развил учение Эмпедокла: каждому из этих элементов соответствовал свой цвет и своя правильная пространственная фигура атома, определяющая его свойства: огню — красный цвет и тетраэдр, воде — синий и икосаэдр, земле — зелёный и гексаэдр, воздуху — жёлтый и октаэдр. По мнению Платона, именно из комбинаций этих «кирпичиков» и построен весь материальный мир. Учение о четырёх превращающихся друг в друга было унаследовано Аристотелем.

    Алхимия

    Культура Египта, как известно, обладала хорошо развитыми технологиями, что демонстрируют объекты и сооружения, создание которых возможно только при наличии теоретической и практической базы. Подтверждение развития первичных теоретических знаний в Египте наука получает в последнее время. Тем не менее, на такое происхождение указывает, в большей степени эзотерическую, концептуальную принадлежность имеющие подобия теоретических — традиционные источники алхимии — этого причудливого и цветистого «симбиоза» искусства и, в определённой степени — примата одного из основных разделов естествознания — химии, только формально берущей начало в этом комплексе знаний и опыта. Среди таких источников в первую очередь следует назвать — «Изумрудную скрижаль» (лат. «Tabula smaragdina») Гермеса Трисмегиста, как и ряд других трактатов «Большого алхимического свода».[2][3]

    Имел место ещё в IV—III веках до н. э. на Востоке (в Индии, Китае, в арабском мире) ранний «прототип» алхимии. В этот и последующие периоды были найдены новые способы получения таких элементов как ртуть, сера, фосфор, охарактеризованы многие соли, уже были известны и использовались кислота HNO3 и щёлочь NaOH. С раннего Средневековья получает развитие то, что сейчас принято понимать под алхимией, в которой традиционно соединились, наряду с вышеназванными наукообразными компонентами (в смысле современного понимания методологии науки), философские представления эпохи и новые для того времени ремесленные навыки, а также магические и мистические представления; последними, впрочем, и была наделена в отдельных своих проявлениях и особенностях философская мысль той поры. Известными алхимиками того времени были Джабир ибн Хайян (Гебер), Ибн Сина (Авиценна) и Абу Бакр ар-Рази. Ещё в античности, благодаря интенсивному развитию торговли, золото и серебро становятся всеобщим эквивалентом производимых товаров. Трудности, с которыми связано получение этих сравнительно редких металлов, побудили к попыткам практического использования натурфилософских воззрений Аристотеля о преобразовании одних веществ в другие; возникновение учения о «трансмутации», вместе с уже названным Гермесом Трисмегистом, традиция алхимической школы связывала и с его именем. Представления эти претерпели мало изменений вплоть до XIV века.[2][3]

    Алхимики в поисках философского камня

    В VII веке н. э. алхимия проникла в Европу. В то время, как и на протяжении всей истории, у представителей господствовавших слоёв общества особой «популярностью» пользовались предметы роскоши, в особенности — золото, поскольку именно оно являлось, как уже отмечено, эквивалентом торговой оценки. Алхимиков, в числе прочих вопросов, продолжали интересовать способы получения золота из других металлов, а также проблемы их обработки. Вместе с тем, к тому времени арабская алхимия стала отдаляться от практики и утратила влияние. Из-за особенностей технологий, обусловленных, в числе прочего — системой герметических взглядов, различием знаковых систем, терминологии и сугубо корпоративного распространения знаний «алхимическое действо» развивалось очень медленно. Наиболее известными европейскими алхимиками считаются Никола Фламель, Альберт Великий, Джон Ди, Роджер Бэкон и Раймонд Луллий. Эпоха алхимиков ознаменовала получение многих первичных веществ, разработку способов их получения, выделения и очистки. Только в XVI веке, с развитием различных производств, в том числе металлургии, а также фармацевтики, обусловленным возрастанием её роли в медицине, начали появляться исследователи, чья деятельность выразилась существенными преобразованиями в этой науке, которые приблизили становление хорошо осмысленных и актуальных практических методов этой дисциплины. Среди них, прежде всего, следует назвать Георгия Агриколу и Теофраста Бомбаста Парацельса.[2][3]

    Химия как наука

    Химия как самостоятельная дисциплина определилась в XVI—XVII веках, после ряда научных открытий, обосновавших механистическую картину мира, развития промышленности, создания фабрик, появления буржуазного общества. Однако из-за того, что химия, в отличие от физики, не могла быть выражена количественно, существовали споры, является ли химия количественной воспроизводимой наукой или это некий иной вид познания. В 1661 году Роберт Бойль создал труд «Химик-скептик», в котором объяснил разность свойств различных веществ тем, что они построены из разных частиц (корпускул), которые и отвечают за свойства вещества. Ван Гельмонт, изучая горение, ввёл понятие газ для вещества, которое образуется при нём, открыл углекислый газ. В 1672 году Бойль открыл, что при обжиге металлов их масса увеличивается, и объяснил это захватом «весомых частиц пламени».

    М. В. Ломоносов уже в первой известной своей работе, именно к данной области естествознания отношение имеющей — «Элементы математической химии» (1741), в отличие от большинства химиков своего времени, считавших эту сферу деятельности искусством, классифицирует её как науку, начиная труд свой словами[4]:

    Химия — наука об изменениях, происходящих в смешанном теле, поскольку оно смешанное. ...Не сомневаюсь, что найдутся многие, которым это определение покажется неполным, будут сетовать на отсутствие начал разделения, соединения, очищения и других выражений, которыми наполнены почти все химические книги; но те, кто проницательнее, легко усмотрят, что упомянутые выражения, которыми весьма многие писатели по химии имеют обыкновение обременять без надобности свои исследования, могут быть охвачены одним словом: смешанное тело. В самом деле, обладающий знанием смешанного тела может объяснить все возможные изменения его, и в том числе разделение, соединение и т. д.

    Тепло и флогистон. Газы

    В начале XVIII века Шталь сформулировал теорию флогистона — вещества, удаляющегося из материалов при их горении.

    В 1749 году М. В. Ломоносов написал «Размышления о причине теплоты и холода» (замысел работы относится к 1742—1743 годам — см. его же «Заметки по физике и корпускулярной философии»). Высочайшую оценку этому труду дал Л. Эйлер (письмо 21 ноября 1747 года). В 1848 году профессор Д. М. Перевощиков, обстоятельно излагая важнейшие идеи М. В. Ломоносова, подчёркивает, что его теория теплоты опередила науку на полстолетия («Современник», январь 1848, т. VII, кн. 1, отд. II, с. 41—58) — с мнением этим, до того и в дальнейшем, согласуется мнение многих других исследователей.[4]

    В 1754 году Блэк открыл углекислый газ, Пристли в 1774 — кислород, а Кавендиш в 1766 — водород.

    В период 1740—1790 годов Лавуазье и Ломоносов[4] химически объяснили процессы горения, окисления и дыхания, доказали, что огонь — не вещество, а следствие процесса. Пруст в 1799—1806 годах сформулировал закон постоянства состава. Гей-Люссак в 1808 открыл закон объёмных отношений (закон Авогадро). Дальтон в труде «Новая система химической философии» (1808—1827) доказал существование атомов, ввёл понятие атомный вес, элемент — как совокупность одинаковых атомов.

    Реинкарнация атомарной теории вещества

    В 1811 году Авогадро и предложил гипотезу о том, что молекулы элементарных газов состоят из двух одинаковых атомов; позднее на основе этой гипотезы Канниццаро осуществил реформу атомно-молекулярной теории.

    В 1869 году, Д. И. Менделеев открыл периодический закон химических элементов и создал периодическую систему химических элементов. Он объяснил понятие химический элемент и показал зависимость атомной массы от свойств элемента. Открытием этого закона он основал химию как количественную науку, а не только как описательную и качественную.

    Радиоактивность и спектры

    Важную роль в познании структуры вещества сыграли открытия XIX века. Исследование тонкой структуры эмиссионных спектров и спектров поглощения натолкнуло учёных на мысль о их связи со строением атомов веществ. Открытие радиоактивности показало, что некоторые атомы нестабильны (изотопы) и могут самопроизвольно превращаться в новые атомы (радон — «эманация»).

    Квантовая химия

    Основные понятия

    Элементарная частица

    Основная статья: Элементарная частица

    Это все частицы, не являющиеся атомными ядрами или атомами (протон — исключение). В узком смысле — частицы, которые нельзя считать состоящими из других частиц (при заданной энергии воздействия/наблюдения). Элементарными частицами также являются электроны (-) и позитроны (+).

    Атом

    Основная статья: Атом

    Наименьшая частица химического элемента, обладающая всеми его свойствами. Атом состоит из ядра и «облака» электронов вокруг него. Ядро состоит из положительно заряженных протонов и нейтральных нейтронов. Взаимодействуя, атомы могут образовывать молекулы.

    Атом — предел химического разложения любого вещества. Простое вещество (если оно не является одноатомным, как, например, гелий He) разлагается на атомы одного вида, сложное вещество — на атомы разных видов.

    Атомы неделимы химическим путём.

    Молекула

    Молекулярная структура изображает связи и относительное положение атомов в молекуле. На иллюстрации показана молекула паклитаксела (номенклатурное название: (2α,4α,5β,7β,10β,13α)-4,10-бис(ацетилокси)-13-{[(2R,3S)- 3-(бензоиламино)-2-гидрокси-3-фенилпропаноил]окси}- 1,7-дигидрокси-9-оксо-5,20-эпокситакс-11-ен-2-ил бензоат).

    Частица, состоящая из двух или более атомов, которая может самостоятельно существовать. Имеет постоянный качественный и количественный состав. Её свойства зависят от атомов, входящих в её состав, и от характера связей между ними, от молекулярной структуры и от пространственного расположения (изомеры). Может иметь несколько разных состояний и переходить от одного состояния к другому под действием внешних факторов. Свойства вещества, состоящего из определённых молекул, зависят от состояния молекул и от свойств молекулы.

    Вещество

    Основная статья: Вещество

    В соответствии с классическими научными воззрениями различаются две физические формы существования материи — вещество и поле. Вещество — это форма материи, обладающая массой покоя (масса покоя не равна нулю). Химия изучает большей частью вещества, организованные в атомы, молекулы, ионы и радикалы. Те, в свою очередь, состоят из элементарных частиц: электронов, протонов, нейтронов и т. д.

    Простые и сложные вещества. Химические элементы

    Среди чистых веществ принято различать простые (состоящие из атомов одного химического элемента) и сложные (образованы из атомов нескольких химических элементов) вещества.

    Простые вещества следует отличать от понятий «атом» и «химический элемент».

    Химический элемент — это вид атомов с определённым положительным зарядом ядра. Все химические элементы указаны в Периодической системе элементов Д. И. Менделеева; каждому элементу отвечает свой порядковый (атомный) номер в Периодической системе. Значение порядкового номера элемента и значение заряда ядра атома того же элемента совпадают, то есть химический элемент — это совокупность атомов с одинаковым порядковым номером.

    Основная статья: Химический элемент

    Простые вещества представляют собой формы существования химических элементов в свободном виде; каждому элементу соответствует, как правило, несколько простых веществ (аллотропных форм), которые могут различаться по составу, например атомный кислород O, кислород O2 и озон O3, или по кристаллической решетке, например алмаз и графит для элемента углерод C. Очевидно, что простые вещества могут быть одно- и многоатомными.

    Сложные вещества иначе называются химическими соединениями. Этот термин означает, что вещества могут быть получены с помощью химических реакций соединения из простых веществ (химического синтеза) или разделены на элементы в свободном виде (простые вещества) с помощью химических реакций разложения (химического анализа).

    Простые вещества представляют собой конечные формы химического разложения сложных веществ. Сложные вещества, образующиеся из простых веществ, не сохраняют химические свойства составляющих веществ.

    Суммируя всё сказанное выше, можно записать:

    , гдеE — простые вещества (элементы в свободном виде),C — сложные вещества (химические соединения),S — синтез,A — анализ.

    В настоящее время понятия «синтез» и «анализ» химических веществ используются в более широком смысле. К синтезу относят любой химический процесс, который приводит к получению необходимого вещества и при этом существует возможность его выделения из реакционной смеси. Анализом считается любой химический процесс, позволяющий определить качественный и количественный состав вещества или смеси веществ, то есть установить, из каких элементов составлено данное вещество и каково содержание каждого элемента в этом веществе. Соответственно различают качественный и количественный анализ — две составные части одной из химических наук — аналитической химии.

    Металлы и неметаллы

    Все химические элементы по их свойствам, то есть свойствам свободных атомов и свойствам образуемых элементами простых и сложных веществ, делят на металлические и неметаллические элементы. Условно к неметаллам относят элементы He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn, F, Cl, Br, I, At, O, S, Se, N, P, C и H. К полуметаллам относят B, Si, Ge, As, Sb, Te, иногда — Po. Остальные элементы считаются металлами.

    Чистые вещества и смеси веществ

    Индивидуальное чистое вещество обладает определённым набором характеристических свойств. От чистых веществ следует отличать смеси веществ, которые могут состоять из двух или большего числа чистых веществ, сохраняющих присущие им свойства.

    Смеси веществ делятся на гомогенные (однородные) и гетерогенные (неоднородные).

    Различные примеры возможных смесей веществ в разных агрегатных состояниях Агрегатное состояние составных частей

    (до образования смеси)

    Гомогенная смесь

    (гомогенная система)

    Гетерогенная смесь

    (гетерогенная система)

    Твёрдое — твёрдое Твёрдые растворы, сплавы (например латунь, бронза) Горные породы (например гранит, минералосодержащие руды и др.)
    Твёрдое — жидкое Жидкие растворы (например, водные растворы солей) Твёрдое в жидком — суспензии или взвеси (например, частицы глины в воде, коллоидные растворы)
    Жидкое в твёрдом — жидкость в пористых телах (например, почвы, грунты)
    Твёрдое — газообразное Хемосорбированный водород в платине, палладии, сталях Твёрдое в газообразном — порошки, аэрозоли, в том числе дым, пыль, смог
    Газообразное в твёрдом — пористые материалы (например, кирпич, пемза)
    Жидкое — твёрдое Твёрдые жидкости (например, стекло — твёрдое, но всё же жидкость) Может принимать разную форму и фиксировать её (например, посуда — разной формы и цвета)
    Жидкое — жидкое Жидкие растворы (например, уксус — раствор уксусной кислоты в воде) Двух- и многослойные жидкие системы, эмульсии (например, молоко — капли жидкого жира в воде)
    Жидкое — газообразное Жидкие растворы (например, раствор диоксида углерода в воде) Жидкое в газообразном — аэрозоли жидкости в газе, в том числе туманы
    Газообразное в жидком — пены (например, мыльная пена)
    Газообразное — газообразное Газовые растворы (смеси любых количеств и любого числа газов), напр. воздух. Гетерогенная система невозможна

    В гомогенных смесях составные части нельзя обнаружить ни визуально, ни с помощью оптических приборов, поскольку вещества находятся в раздробленном состоянии на микроуровне. Гомогенными смесями являются смеси любых газов и истинные растворы, а также смеси некоторых жидкостей и твёрдых веществ, например сплавы.

    В гетерогенных смесях либо визуально, либо с помощью оптических приборов можно различить области (агрегаты) разных веществ, разграниченные поверхностью раздела; каждая из этих областей внутри себя гомогенна. Такие области называются фазой.

    Гомогенная смесь состоит из одной фазы, гетерогенная смесь состоит из двух или большего числа фаз.

    Гетерогенные смеси, в которых одна фаза в виде отдельных частиц распределена в другой, называются дисперсными системами. В таких системах различают дисперсионную среду (распределяющую среду) и дисперсную фазу (раздробленное в дисперсионной среде вещество).

    С помощью физических методов разделения можно провести разделение смесей на их составные части, то есть на чистые вещества.

    Обзор известных физических методов разделения смесей веществ, используемых в химии и химической технологии Агрегатное состояние составных частей смеси Физическое свойство, используемое для разделения Метод разделения
    Твёрдое — твёрдое Плотность Отстаивание, седиментация
    Смачиваемость Флотация, пенная флотация
    Размер частиц Просеивание
    Растворимость Экстракция, выщелачивание
    Магнетизм Магнитная сепарация
    Твёрдое — жидкое Плотность Седиментация, декантация (сливание жидкости с осадка), центрифугирование
    Температура кипения жидкости Выпаривание, дистилляция, осушка
    Размер частиц Фильтрование
    Растворимость твёрдого вещества Кристаллизация
    Твёрдое — газообразное Плотность Седиментация, центробежная сепарация
    Размер частиц Фильтрование
    Электрический заряд Электрофильтрование
    Жидкое — жидкое Плотность Отстаивание (в делительной воронке, в маслоотделителе), центрифугирование
    Температура кипения Дистилляция
    Растворимость Экстракция
    Жидкое — газообразное Плотность Седиментация, центробежная сепарация
    Растворимость газа Отгонка газа (путём повышения температуры), промывание с помощью другой жидкости
    Газообразное — газообразное Температура конденсации Конденсация
    Абсорбируемость Абсорбция (поглощение объёмом сорбента)
    Адсорбируемость Адсорбция (поглощение поверхностью сорбента)
    Размер частиц Диффузия
    Масса Центрифугирование

    Чистыми веществами называются вещества, которые при проведении физических методов не разделяются на два или более других веществ и не изменяют своих физических свойств.

    В природе не существует абсолютно чистых веществ. Например, так называемый особо чистый алюминий ещё содержит 0,001 % примесей других веществ. Таким образом, абсолютно чистое вещество — это абстракция. Правда, когда речь идет о каком-либо веществе, то химия пользуется этой абстракцией, то есть считает, что вещество истинно чистое, хотя практически берется вещество с некоторым содержанием примесей. Конечно, химик должен стремиться использовать в своей практике по возможности чистые вещества, содержащие минимальное количество примесей. Следует учитывать, что даже незначительное содержание примесей может существенно изменить химические свойства вещества.

    Различия между смесями веществ и сложными веществами Смесь Сложное вещество
    Образуется с помощью физического процесса (смешивание чистых веществ) Образуется с помощью химической реакции (синтез из простых веществ)
    Свойства чистых веществ, из которых составлена смесь, остаются неизменными Свойства простых веществ, из которых получено сложное вещество, в последнем не сохраняются
    Чистые вещества (простые и сложные) могут находиться в смеси в любом массовом соотношении Элементы, входящие в состав сложного вещества, всегда находятся в определённом массовом отношении
    Может быть разделена на составные части (чистые вещества) с помощью физических методов Может быть разложено на составные части (элементы в виде простых веществ) только с помощью химической реакции (анализ)

    Ион

    Основная статья: Ион

    Это заряженная частица, атом или молекула, которая имеет неодинаковое количество протонов и электронов. Если у частицы больше электронов, чем протонов, то она заряжена отрицательно и называется анион. Например — Cl−. Если в частице электронов меньше, чем протонов, значит, она заряжена положительно и называется катион. Например — Na+.

    Радикал

    Это частица (атом или молекула), содержащая один или несколько неспаренных электронов. В большинстве случаев химическая связь образуется при участии двух электронов. Частица, имеющая неспаренный электрон, очень активна и легко образует связи с другими частицами. Поэтому время жизни радикала в среде, как правило, очень мало.

    Химическая связь

    удерживает атомы или группы атомов друг около друга. Различают несколько видов химической связи: ионную, ковалентную (полярную и неполярную), металлическую, водородную.

    Периодический закон

    Открыт Д. И. Менделеевым 1 марта 1869 года. Современная формулировка: Свойства элементов, а также образуемых ими соединений находятся в периодической зависимости от зарядов ядер их атомов.

    Химические реакции

    Процессы, протекающие в химическом веществе, или в смесях различных веществ, представляют собой химические реакции. При протекании химических реакций всегда образуются новые вещества.

    В сущности это процесс изменения структуры молекулы. В результате реакции количество атомов в молекуле может увеличиваться (синтез), уменьшаться (разложение) или оставаться постоянным (изомеризация, перегруппировка). В ходе реакции изменяются связи между атомами и порядок размещения атомов в молекулах.

    Химические реакции выявляют и характеризуют химические свойства данного вещества.

    Исходные вещества, взятые для проведения химической реакции, называются реагентами, а новые вещества, образующиеся в результате химической реакции, — продуктами реакции. В общем виде химическая реакция изображается так:

    Реагенты → Продукты

    Химия изучает и описывает эти процессы как в макромасштабе, на уровне макроколичеств веществ, так и в микромасштабе, на атомно-молекулярном уровне. Внешние проявления химических процессов, протекающих в макромасштабе, нельзя непосредственно перенести на микроуровень взаимодействия веществ и однозначно их интерпретировать, однако такие переходы возможны при правильном использовании специальных химических законов, присущих только микрообласти (атомам, молекулам, ионам, взятым в единичных количествах).

    Номенклатура

    Это свод правил наименования химических соединений. Поскольку общее число известных соединений больше 20 млн, и их число принципиально неограниченно, необходимо пользоваться чёткими правилами при их наименовании, чтобы по названию можно было воспроизвести их структуру. Существует несколько вариантов наименования органических и неорганических соединений, но стандартом считается номенклатура IUPAC.

    Разделы химии

    Современная химия — настолько обширная область естествознания, что многие её разделы по существу представляют собой самостоятельные, хотя и тесно взаимосвязанные научные дисциплины.

    По признаку изучаемых объектов (веществ) химию принято делить на неорганическую и органическую. Объяснением сущности химических явлений и установлением их общих закономерностей на основе физических принципов и экспериментальных данных занимается физическая химия, включающая квантовую химию, электрохимию, химическую термодинамику, химическую кинетику. Самостоятельными разделами являются также аналитическая и коллоидная химия (см. ниже перечень разделов).

    Технологические основы современных производств излагает химическая технология — наука об экономичных методах и средствах промышленной химической переработки готовых природных материалов и искусственного получения химических продуктов, не встречающихся в окружающей природе.

    Сочетание химии с другими смежными естественными науками представляют собой биохимия, биоорганическая химия, геохимия, радиационная химия, фотохимия и др.

    Общенаучные основы химических методов разрабатываются в теории познания и методологии науки.

    • Агрохимия
    • Аналитическая химия занимается изучением веществ с целью получить представление об их химическом составе и структуре, в рамках этой дисциплины ведётся разработка экспериментальных методов химического анализа.
    • Биоорганическая химия
    • Биохимия изучает химические вещества, их превращения и явления, сопровождающие эти превращения в живых организмах. Тесно связана с органической химией, химией лекарственных средств, нейрохимией, молекулярной биологией и генетикой.
    • Вычислительная химия
    • Геохимия — наука о химическом составе Земли и планет (космохимия), законах распределения элементов и изотопов, процессах формирования горных пород, почв и природных вод.
    • Квантовая химия
    • Коллоидная химия
    • Компьютерная химия
    • Косметическая химия
    • Космохимия
    • Математическая химия
    • Материаловедение
    • Металлоорганическая химия
    • Нанохимия
    • Неорганическая химия изучает свойства и реакции неорганических соединений. Чёткой границы между органической и неорганической химии нет, напротив, существуют дисциплины на стыке этих наук, например, металлоорганическая химия.
    • Органическая химия выделяет в качестве предмета изучения вещества, построенные на основе углеродного скелета.
    • Нейрохимия своим предметом имеет изучение медиаторов, пептидов, белков, жиров, сахара и нуклеиновых кислот, их взаимодействия и роли, которую они играют в формировании, становлении и изменении нервной системы.
    • Нефтехимия
    • Общая химия
    • Препаративная химия
    • Радиохимия
    • Супрамолекулярная химия
    • Фармацевтика
    • Физическая химия изучает физический и фундаментальный базис химических систем и процессов. Важнейшие области исследования включают химическую термодинамику, кинетику, электрохимию, статистическую механику и спектроскопию. Физическая химия имеет много общего с молекулярной физикой. Физическая химия предполагает использование инфинитезимального метода. Физическая химия является отдельной дисциплиной от химической физики.
    • Фотохимия
    • Химия высокомолекулярных соединений
    • Химия одноуглеродных молекул
    • Химия полимеров
    • Химия почв
    • Теоретическая химия своей задачей ставит теоретическое обобщение и обоснование знаний химии через фундаментальные теоретические рассуждения (как правило, в области математики или физики).
    • Термохимия
    • Токсикологическая химия
    • Электрохимия
    • Экологическая химия; химия окружающей среды
    • Ядерная химия изучает ядерные реакции и химические последствия ядерных реакций.

    Химическая технология

    Методы физико-химического анализа

    См. сравнение и полную классификацию методов анализа в основной статье Аналитическая химия, а также в частности:

    См. также

    Примечания

    1. ↑ Философия науки под ред. А. И. Липкина М.: Эксмо, 2007
    2. ↑ 1 2 3 Возникновение и развитие химии с древнейших времён до XVIII века. Всеобщая история химии. М.: Наука. 1989
    3. ↑ 1 2 3 Рабинович В. Л. Алхимия как феномен средневековой культуры. М.: Наука. 1979
    4. ↑ 1 2 3 Михаил Васильевич Ломоносов. Избранные произведения. В двух томах. Т. 1. Естественные науки и философия. — М.: Наука. 1986

    Литература

    • Менделеев Д. И. Периодический закон: В 3 т. на сайте Руниверс
    • Некрасов Б. В. Основы общей химии, т. 1. — М.: «Химия», 1973
    • Химическая энциклопедия, п. ред. Кнунянц И. Л., т. 5. — М.: «Советская энциклопедия», 1988
    • Химия: Справ. изд./ В. Шретер, К.-Х. Лаутеншлегер, Х. Бибрак и др.: Пер. с нем. — М.: Химия, 1989
    • Джон Мур. Химия для чайников = Chemistry For Dummies. — М.: «Диалектика», 2011. — 320 с. — ISBN 978-5-8459-1773-7
    • Н. Л. Глинка. Общая химия. — М.: Интеграл-Пресс, 2008. — С. 728. — ISBN 5-89602-017-1
    • Дубинская А. М., Призмент Э. Л. Химические энциклопедии, в кн.: Химический энциклопедический словарь. — М., 1983
    • Потапов В. М., Кочетова Э. К. Химическая информация. Где и как искать химику нужные сведения. — М., 1988
    • Кузнецов В. И. Общая химия: тенденции развития. М.: Высшая школа, 1989.

    Ссылки

    Разделы химии

     

    biograf.academic.ru

    Химия онлайн

    Дорогие  друзья!

    Добро пожаловать на сайт Химия онлайн.

    Сайт  о  красоте и логике органической химии, об открытиях ученых, об удивительных структурах, которые невероятным образов пригрезились в 19 веке, а были синтезированы только  во второй  половине  20 века;  о синтезах воспроизводящих то, что было сотворено природой, о синтезах «выдуманных».

    Химия окружает нас повсюду. Каждый день мы наблюдаем и осуществляем химические реакции, зачастую сами того не подозревая. Вокруг можно увидеть огромное количество предметов, созданных с помощью химии. Косметика и парфюмерия,  пластик, резина, металлы и всевозможные полимеры, из которых изготовлены мебель и техника, таблетки и вакцины. Не обходятся без нее и такие отрасли как сельское хозяйство, пищевая, а также тяжелая и легкая промышленность. Даже испытываемое людьми чувство любви есть не что иное, как набор своеобразных химических реакций, протекающих в нашем организме.

    Все живое состоит из химических реакций. Уже в 18 веке русский ученый М.В.Ломоносов писал: «Широко распростирает химия руки свои в дела человеческие. Куда не посмотрим, куда не оглянемся – везде перед очами нашими успехи её применения». В 20 веке профессор Российской Академии Естествознания М.И. Бармин продолжил мысль гениального ученого: «Химия- жизнь, а жизнь- химия!» Действительно, все, что есть на Земле, появилось в результате различных химических реакций. Все крутится вокруг неё — химии.

    Материал сайта Химия онлайн,  познакомит вас  со многими природными, а также  искусственными веществами   и материалами, делающие нашу повседневную жизнь более удобной и комфортной. Вы узнаете  о некоторых  важнейших явлениях происходящих с этими веществами и материалами, о многих фундаментальных понятиях огромной «химической мозаики».

    Сайт Химия онлайн может быть использован как для базового, так и для углубленного изучения химии учащимися школ и специальных учебных заведений, студентами, абитуриентами, будет полезен преподавателям химии, рекомендуется всем, кто интересуется органической химией.

    Контент сайта регулярно пополняется.

    На странице  Карта сайта  вы можете выбрать интересующую вас тему. Темы написаны простым и доступным языком, многие из них подкреплены видеоматериалами.

    На странице Видеоопыты  представлены видеоматериалы с описанием каждого  эксперимента.

    Надеемся, что вы найдете для себя интересную и полезную информацию.

    himija-online.ru