Химия - Фролов В.В.
Скачать (прямая ссылка):
Такие системы называют «жидкими кристаллами», они обладают очень интересными оптическими свойствами, благодаря которым находят себе широкое применение в современной технике'(радиоэлектроника, медицинская техника и т. д.).
Так, например, взаимная ориентация слоев молекул может измениться под действием ничтожно малой разности потенциалов, а это вызывает/или появление окраски «мезофазы», или ее изменение (табло счетных машин, часов и т. д.). Это интересное состояние вещества является объектом внимательного изучения.
Вопросы и задачи
1. Нарисуйте все плоскости симметрии для куба и октаэдра. Покажите оси 4-го и 2-го порядков.
2. Определите размеры ребра кристаллической ячейки KCl, если известно, что плотность кристаллов Q = 1,98 • 103 кг/м3, а в узлах кристаллической решетки находятся ионы К+ и С1~.
Ответ. 0,145 им.
3. Определите эффективный радиус атома W, принимая за радиус половину кратчайшего расстояния между атомами в решетке. Система решетки объемно центрированная кубическая, а плотность вольфрама у = 19.28 • 10й кг/м3.
Ответ. 0,137 им.
Г л а в а п я т а я
ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА И КАТАЛИЗ
5.1. ВВЕДЕНИЕ, ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ПОНЯТИЯ
Химическая кинетика изучает скорости химических реакций, а химическое взаимодействие заключается в перестройке связей в уже существующих молекулах и в образовании новых молекул с новыми связями, образующими новые вещества с новыми свойствами. Таким образом, процесс химической реакции и его скорость зависят от прочности уже сложившихся связей в молекулах реагирующих веществ, и чем легче они возбуждаются, тем вероятнее их перестройка и больше общая скорость химической реакции. Реагирующие системы содержат обычно громадные числа отдельных молекул, взаимодействующих между собой в данном объеме, и поэтому общая скорость реакции — понятие статистическое и зависит от величины энергии возбуждения одного моля реагирующих веществ.
Таким образом, химические реакции являются одной из форм движения материи во времени и пространстве, приводящей к качественным изменениям вещества.
Химические реакции могут совершаться медленно, в течение целых геологических периодов, как, например, выветривание горных пород, которое представляет собой превращения алюмосиликатов:
K2O.AI203-6S102 + С02 + Н,0~> К,,СО, + 4Si02 + AI203.2Si02.2H20
ортоклаз - молении поташ кпарц каолинит
штап
Химические реакции могут совершаться очень быстро, в микросекунды и их доли, как, например, разложение взрывчатых веществ:
CHRONO,,) CH2(ONQ2) -ч-20О2 + 2Н20 + N2
ДПППТроГПиН'Ш VIIIKO.'ll,
Поэтому любое химическое взаимодействие можно, как и всякий другой процесс, характеризовать скоростью. Скорость химической реакции определяется количеством превратившегося вещества в единицу времени, но, помимо времени, необходимо учитывать и количества веществ, принимающих участие в процессе, относя их к единице объема или к единице площади, если реакция совершается на поверхности твердого вещества. Чаще всего скорость химической реакции определяется следующим образом: скорость химической реакции измеряется изменением концентрации реагирующих веществ в единицу времени.
В каждой химической реакции какие-либо вещества получаются,
114
а другие исчезают, причем изменение их концентраций обратно по знаку. Скорость химической реакции можно измерять по изменению концентрации любого вещества, участвующего в реакции.
Докажем это положение на конкретном примере окисления иодоводорода иероксидом водорода в водном растворе. Пусть а — концентрация На02; Ь — концентрация Н1; х — концентрация иода. Тогда
Н2Оа -|- 2111 -к 1Я + 2Н20
((I А") 2 (ь-~) х
Измерим скорость реакции по возрастающей концентрации иода, используя для этого его реакцию с крахмалом. Значение средней скорости будет
а.^й-. (5Л)
Измеряем скорость реакции по уменьшающейся .концентрации Н202, которая сначала была равна а, но по мере появления продуктов реакции уменьшилась до (а—х). Учитывая уменьшение концентрации Н202, перед выражением скорости ставим знак минус:
......._ (а — я2) — (а—А-,) _ х2—Х\
т I, /2~/, ¦
Концентрация III (Ь) также уменьшается. Для получения 1 молекулы иода нужно 2.молекулы Н1, и концентрация через некоторое время < будет равна 2Ь-~х. Подставляя эти значения в уравнение (5.1), получаем
(2Ь—х„)—(2Ь—х,) х-,—х, ¦ш - — - —
т. е. то же самое выражение дли скорости. Это так и должно быть, так как процесс один и тот же, .
Скорость химической реакции — величина переменная во времени, так как количества веществ или их концентрации непрерывно изменяются.
Поэтому для оценки истинной, скорости химической реакции в данный момент времени должна быть взята первая производная от концентрации по времени:
—ж- • . (5'2)
Вещества вступают в химические реакции в массовых отношениях, пропорциональных массам их атомов или молекул. Поэтому концентрации реагирующих веществ следует измерять в молях на единицу объема (л, см3, м3). Все химические реакции можно систематизировать следующим образом:
реакции
гомогенные ^ гетерогенные
