26 Вопрос

Буферные растворы (англ. buffer, от buff — смягчать удар) — растворы с определённой устойчивой концентрацией водородных ионов; смесь слабой кислоты и её соли(напр., СН₃СООН и CH₃COONa) или слабого основания и его соли (напр., NH₃ и NH₄CI). Величина рН буферного раствора мало изменяется при добавлении небольших количеств свободной сильной кислоты или щёлочи, при разбавлении или концентрировании. Буферные растворы широко используют в различных химических исследованиях.

Буферные растворы имеют большое значение для протекания процессов в живых организмах. Например, в крови постоянство водородного показателя рН поддерживается буферными смесями, состоящими из карбонатов и фосфатов. Известно большое число буферных растворов (ацетатно-аммиачный буферный раствор, фосфатный буферныйраствор, боратный буферный раствор, формиатный буферный раствор и др.).

Значение pH буферного раствора можно рассчитать по формуле:  , где pK это отрицательный десятичный логарифм от константы диссоциации кислоты

27 вопрос

СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ в химической термодинамике, состояние системы, выбираемое как состояние отсчета при оценке термодинамич. величин. Необходимость выбора стандартного состояния обусловлена тем, что в рамках хим. термодинамики не м.б. рассчитаны абс. значения энергий Гиббса, хим. потенциалов, энтальпий и др. термодинамич. величин для данного в-ва; возможен расчет лишь относит. значений этих величин в данном состоянии в сравнении с их значением в стандартном состоянии.

Стандартное состояние выбирают из соображений удобства расчетов; оно может меняться при переходе от одной задачи к другой. Значения термодинамич. величин в стандартном состоянии называют стандартными и обозначают обычно нулем в верх. индексе, напр. G⁰, H⁰, ⁰-соотв. стандартные энергия Гиббса, энтальпия, хим. потенциал в-ва. Для хим. р-ции G⁰, H⁰, S⁰ равны изменениям соотв. G⁰, H⁰ и S⁰ реагирующей системы в процессе перехода от исходных в-в в стандартном состоянии к продуктам р-ции в стандартном состоянии.

Стандартное состояние характеризуется стандартными условиями: давлением p⁰, т-рой Т⁰, составом (молярная доля x⁰). КомиссияИЮПАК по термодинамике определила (1975) в качестве основного стандартного состояния для всех газообразных в-в чистое в-во (х⁰ = 1) в состоянии идеального газа с давлением р⁰ = 1 атм (1,01 · 10⁵ Па) при любой фиксир. т-ре. Для твердых и жидких в-в основное стандартное состояние-это состояние чистого (х⁰ = 1) в-ва, находящегося под внеш. давлением р⁰ = 1 атм. В определение стандартного состояния ИЮПАК Т⁰ не входит, хотя часто говорят о стандартной т-ре, равной 298,15 К.

Мн. газы при давлении 1 атм не могут рассматриваться как идеальный газ. Стандартное состояние в этих случаях не реальное, а некое гипотетич. состояние. Подобный искусств. выбор стандартного состояния объясняется простотой расчетов термодинамич. ф-ций дляидеального газа.

Для процесса образования хим. соединения из простых в-в в термодинамич. справочниках приводятся стандартные энергии Гиббса , энтальпии , энтропии

Для определения этих величин выбирают нек-рые простые в-ва, для к-рых, по определению, выполняются условия:   = 0,  =0,   = 0. В качестве стандартного состояния для простых в-в принимают устойчивое фазовое и хим. состояние элемента при данной т-ре. Это состояние не всегда совпадает с естественным; так, стандартное состояние простого в-ва фтора при всех т-рах-чистый идеальный газ при 1 атм, состоящий из молекул F₂; при этом не учитывается диссоциация F₂ на атомы. Стандартное состояние может быть разным в разл. температурных интервалах. Для Na, напр., в интервале от 0 до Т_пл (370,86 К) стандартное состояние простого в-ва-чистый металлич. Na при 1 атм; в интервале от Т_пл до T_кип (1156,15 К)-чистый жидкий Na при 1 атм; выше 1156,15 К-идеальный газ при 1 атм, состоящий исключительно из атомов Na. Т. обр., стандартная энтальпия образования твердого NaF ниже 370,86 К соответствует изменению энтальпии в р-ции Na (тв) + ¹/₂F₂ ⁼ = NaF (тв), а в интервале 370,86-1156,15 К соответствует изменению энтальпии в р-ции Na (жидк) + ¹/₂ F₂ = NaF(TB).

Стандартное состояние иона в водном р-ре вводится для возможности пересчета экспериментально определяемых энтальпийрастворения _aqН⁰ (Н₂О) в энтальпии образования хим. соединения. Так, если известна стандартная энтальпия растворения в водеКСl, а Н⁰_обр [К⁺, р-р] и   [Сl^-, р-р]-соотв. энтальпии образования ионов К⁺ и Сl в стандартном состоянии в водном р-ре, то стандартная энтальпия образования КСl м. б. рассчитана по ур-нию:  [КСl, тв] = = - _aqH⁰(Н₂0) + [К⁺, р-р] + [Сl^-, р-р].

В качестве стандартного состояния иона в водном р-ре, согласно рекомендациям ИЮПАК, принимают состояние данного иона в гипотетич. одномоляльном водном р-ре, в к-ром для рассматриваемого иона энтальпия равна его энтальпии в бесконечно разб. р-ре. Кроме того, принимают, что энтальпия образования иона Н⁺ в стандартном состоянии, т.е.  [Н⁺, р-р, Н₂О] равна нулю. В результате появляется возможность получения относительных стандартных энтальпий образования др. ионов в р-ре на основе наиб. надежных (ключевых) значений энтальпий образования хим. соединений. В свою очередь, полученные значения энтальпий образованияионов в р-ре служат для определения неизвестных энтальпий образования хим. соед. в тех случаях, когда стандартные энтальпиирастворения измерены.

Стандартное состояние компонентов двух- и многокомпонентных систем вводится как состояние отсчета при расчетах термодинамич.активностей, энергий Гиббса, энтальпий, энтропии смешения (последние три величины в стандартном состоянии равны нулю). Возможен т. наз. симметричный выбор стандартного состояния, при к-ром в качестве стандартного состояния компонента используется его основное стандартное состояние, определенное согласно ИЮПАК. Если многокомпонентная система является жидкой, то и в качестве стандартного состояния компонентов берется их жидкое состояние. Альтернативой служит антисимметричный выбор стандартного состояния, когда для р-рителя сохраняется стандартное состояние, выбранное согласно рекомендациям ИЮПАК, а для растворенного в-ва А в качестве стандартного состояния выбирается его состояние в р-ре единичной концентрации, обладающим св-вами бесконечно разб. р-ра. Выбор стандартного состояния в этом случае связан с определенной концентрац. шкалой (молярная доля,молярность, моляльность). Антисимметричный выбор стандартного состояния удобен в тех случаях, когда растворенное в-во не существует в данной фазе в чистом виде (напр., НС1 не существует в виде жидкости при комнатной т-ре).

Норма́льные усло́вия — стандартные физические условия, с которыми обычно соотносят свойства веществ (при нормальных условиях, при н. у., англ. Standard temperature and pressure, STP). Нормальные условия определены IUPAC (Международным союзом практической и прикладной химии) следующим образом^[1]:

• Атмосферное давление 101325 Па = 760 мм рт. ст..

• Температура воздуха 273,15 K = 0° C.

При нормальных условиях объём одного моля идеального газа составляет 22,413 996(39) дм³^[2] (следствие из закона Авогадро), а количество молекул в 1 см³ составляет 2,6867774(47)×10^19[3] (постоянная Лошмидта).

Стандартные условия (англ. Standard Ambient Temperature and Pressure, SATP):

• давление 1 Бар = 10⁵ Па = 750,06 мм рт. ст.;

• температура 298,15 К = 25 °С.

28 вопрос

А́том (от др.-греч. ἄτομος — неделимый) — наименьшая химически неделимая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств^[1]. Атом состоит из атомного ядра и электронов. Ядро атома состоит из положительно заряженных протонови незаряженных нейтронов. Если число протонов в ядре совпадает с числом электронов, то атом в целом оказывается электрически нейтральным. В противном случае он обладает некоторым положительным или отрицательным зарядом и называется ионом. Атомы классифицируются по количеству протонов и нейтронов в ядре: количество протонов определяет принадлежность атома некоторому химическому элементу, а число нейтронов — изотопу этого элемента.

Атомы различного вида в разных количествах, связанные межатомными связями, образуют молекулы.

Содержание   [убрать]  1 История становления понятия 2 Модели атомов 3 Квантово-механическая модель атома 4 Строение 4.1 Субатомные частицы 4.2 Электроны в атоме 5 Свойства 5.1 Масса 5.2 Размер 5.3 Радиоактивный распад 5.4 Магнитный момент 5.5 Энергетические уровни 5.6 Валентность 6 См. также 7 Примечания 8 Литература 9 Ссылки