- •Міністерство освіти і науки України Донбаська національна академія будівництва і архітектури
- •Конспект лекцій
- •101 «Екологія», 133 «Галузеве машинобудування»,
- •192 «Будівництво та цивільна інженерія», 274 «Автомобільний транспорт»
- •Тема 2 Періодичний закон та періодична система д.І.Менделєєва……………………..15
- •1. Научные открытия, подтвердившие сложность строения атомов
- •Шрёдингер Эрвин
- •3. Квантовые числа
- •Гунд Фридрих
- •Паули Вольфганг
- •4.2 Правило Гунда
- •4. Строение многоэлектронных атомов
- •Тема № 2 _Периодический закон и периодическая система д.И.Мендилеева
- •Формулировка и физический смысл периодического закона.
- •Зависимость от положения в периодической системе энергии ионизации, сродства к электрону, относительной электроотрицательности.
- •4.Седения об элементах, получаемые из таблицы д.И.Менделеева.
- •-Высшую и низшую степени окисления элемента. Тема № 3 _Химическая связь
- •Химическая связь. Ее характеристики
- •3. Типы химической связи:
- •3. Квантово-химические методы описания химической связи.
- •Тема № 4 _Химическая термодинамика
- •Введение в химическую термодинамику.
- •1.1 Основные понятия термохимии.
- •1.2 Первый закон термодинамики для различных процессов.
- •2.Термодинамические функции состояния.
- •2.1.Энтальпия. Закон Гесса.
- •Закон Гесса .Следствия из закона Гесса.
- •2.2 Энтропия. Второй закон термодинамики.
- •2.3 Энергия Гиббса. Критерии самопроизвольного протекания реакции.
- •Тема 5. Кинетика химических реакций
- •1. Зависимость скорости реакции от концентрации.
- •2. Влияние температуры.
- •Химическое равновесие
- •Где: kр – константа химического равновесия;
- •Модуль 2
- •Змістовний модуль 1
- •Тема № 6
- •Растворы неэлектролитов
- •1. Понятие о растворах. Способы выражения концентрации.
- •2. Свойства растворов неэлектролитов.
- •1.Законы Рауля
- •2. Осмос. Осмотический закон Вант-Гоффа
- •Тема № 7 Растворы электролитов
- •1. Понятия растворов электролитов.
- •2 .Слабые электролиты.
- •Это закон разведения Оствальда
- •3. Сильные электролиты.
- •4. Произведение растворимости.
- •Тема № 8 Гидролиз солей. Обменные реакции в растворах электролитов
- •1. Реакции ионного обмена.
- •2.Гидролиз солей
- •Степень гидролиза(г):
- •3.Влияние различных факторов на смещение равновесия реакций гидролиза.
- •Тема № 9 Дисперсные системы, коллоидные растворы
- •1. Дисперсные системы
- •Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию.
- •2.Коллоидные растворы (золи).
- •2.1 Методы получения коллоидных растворов.
- •2.2 Методы очистки коллоидных систем.
- •2.3 Строение мицеллы.
- •2.4 Устойчивость коллоидных растворов
- •2.5 Седиментация.
- •2.6 Коагуляция и коагуляторы.
- •3. Электрокинетические и оптические свойства коллоидных систем.
- •Тема № 10
- •Ключевые слова и понятия
- •Структура темы:
- •Понятия об окислительно-восстановительных процессах.
- •Зависимость окислительно-восстановительных свойств веществ в зависимости от положения атомов элементов в периодической системе д.И.Менделеева.
- •Важнейшие восстановители и окислители:
- •Змістовний модуль 2
- •Тема № 11.
- •Электродные потенциалы
- •И электродвижущая сила гальванических элементов
- •1. Электроды. Обратимые и необратимые электроды. Электродные потенциалы. Скачки потенциалов на границе фаз.
- •2. Водородный электрод
- •3. Стандартные электродные потенциалы.
- •4. Зависимость электродных потенциалов металлов от температуры и концентрации растворенного вещества. Уравнение Нернста
- •5. Классификация обратимых электродов
- •5.1 Электроды первого рода
- •5.2 Электроды второго рода
- •5.3 Ионоселективные электроды
- •6. Гальванические элементы.
- •6.1 Гальванические элементы с активными электродами
- •6.2 Гальванические элементы с пассивными электродами
- •6.3 Концентрационные гальванические элементы
- •7. Аккумуляторы.
- •Тема 12 Коррозия металлов. Методы защиты металлов от коррозии
- •1.Теоретический материал
- •1.1 Осноовные понятия темы
- •1.2 Методика составления схемы гальванического элемента
- •1.3 Методика расчета электродных потенциалов
- •Тема № 13 Элементы II группы. Кальций, магний и их соединения. Жесткость воды.
- •Входная информация
- •Структура темы:
- •1. Общая характеристика элементов II группы.
- •1.1. Физические свойства элементов II группы. Распространение их в природе.
- •2. Соединения щелочноземельных металлов.
- •1.2 Получение металлов II группы.
- •1.3 Химические свойства щелочноземельных металлов.
- •3. Жесткость воды и методы ее устранения.
- •3.1 Понятие о жесткости воды. Виды жесткости.
- •3.2 Методы устранения жесткости воды.
- •3.3 Методы определения жесткости воды.
- •Тема № 14
- •Структура темы:
- •1. Общая характеристика подгруппы алюминия.
- •2. Общая характеристика алюминия.
- •2.1 Физические свойства алюминия.
- •2.2 Химические свойства алюминия.
- •2.3 Получение и применение алюминия.
- •3. Соединения алюминия.
- •3.1 Оксид алюминия.
- •Разновидности и применение
- •Химические свойства оксида алюминия.
- •Получение оксида алюминия.
- •3.2 Гидроксид алюминия.
- •Химические свойства гидроксида алюминия
- •Получение гидроксида алюминия.
- •3.3 Соли алюминия.
- •4. Применение алюминия и его соединений
- •Тема № 15 Углерод, кремний и их соединения. Ключевые слова и понятия
- •Структура темы:
- •Общие сведения об углероде и кремнии.
- •2. Углерод (с).
- •2.1. Распространение в природе.
- •2.2. Химические свойства углерода.
- •2.3. Основные соединения углерода.
- •Соединения с кислородом:
- •2.3.3. Соли угольной кислоты.
- •3. Кремний (Si).
- •3.1. Распространение в природе.
- •3.2. Получение и применение.
- •3.3. Химические свойства кремния.
- •3.4. Соединения кремния.
- •3.4.1 Оксид кремния (lV) - SiO2
- •3.4.2 Кремниевые кислоты и силикаты.
- •3.4.3. Промышленные силикаты. Стекло.
- •3.4.4. Природные и искусственные силикаты, используемые в строительстве.
- •3. Тематическое содержание § 1. Классификация вяжущих веществ
- •§2. Физико-химические свойства вяжущих веществ
- •§ 2.1 Понятие о дисперсности. Значения степени дисперсности для вяжущих веществ
- •§ 2.2 Пластичность вяжущего теста и пластифицирующие поверхностно-активные добавки
- •§ 2.3 Процессы твердения вяжущих веществ
- •§3. Воздушные вяжущие вещества Воздушные вяжущие вещества (16.2) — известь, гипсовые вяжущие — применялись еще в глубокой древности.
- •§ 3.1 Воздушная известь
- •Получение извести
- •Твердение извести
- •Твердение гипса
- •§ 3.2 Магнезиальные вяжущие. Цемент Сореля. Применение.
- •§6. Стекло. Классификация стекол.
- •4. Критерии усвоения
- •§2. Получения портландцемента
- •§3. Минералогический состав клинкера портландцемента и их характеристика
- •§4. Регулирование сроков схватывания и твердения
- •§5. Гидравлические добавки
- •§6. Глиноземистый цемент
- •§7. Коррозия бетона
- •4. Критерии усвоения
- •5. Выход темы в другие дисциплины
- •Література основна
- •Додаткова література
2.3.3. Соли угольной кислоты.
Соли угольной кислоты могут быть получены действием диоксида углерода на щелочи или путем обменных реакций между растворимыми солями угольной кислоты и солями других кислот, например:
CO2 + NaOH = NaHCO3
NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O
Na2CO3 + BaCl2 = BaCO3↓ + 2NaCl
Гидрокарбонаты щелочных металлов при нагревании переходят в карбонаты по уравнению:
2NaHCO3 = Na2CO3 + CO2↑ + H2O
При нагревании все карбонаты, кроме солей щелочных металлов, разлагаются с выделением СО2. Разложение СаСО3 имеет большое применение в практике. Обжигом известняка получают строительную известь:
СаСО3 = СаО + СО2↑
Большинство гидрокарбонатов, а также карбонаты калия, натрия, рубидия, аммония растворимы в воде; карбонаты других металлов в воде нерастворимы. Карбонаты, в присутствии свободной углекислоты (углекислого газа) способны превращаться в гидрокарбонаты:
CaCO3 + H2O +CO2 ↔ Ca(HCO3)2
Вследствие чего, мел, мрамор, известняк в присутствии углекислоты растворяются в воде.
Карбонаты и гидрокарбонаты подвергаются гидролизу (8.3).
ЗАПОМНИТЕ!!! Водные растворы солей угольной кислоты имеют щелочную реакцию (водородный показатель pH>7(7.6)):
Na2CO3 + Н2О ↔ NaНCO3 + NaOH pH>7
Из солей угольной кислоты наиболее применяемы:
Na2CO3 – техническое название – сода (каустическая сода), используется в производстве стекла, для умягчения воды, получения красок.
NaНCO3 – сода питьевая, используется в медицине, кондитерской промышленности.
K2CO3 – поташ, используется в производстве огнеупорного стекла, жидкого мыла.
CaCO3 – карбонат кальция, в виде известняка используют для получения стекла, негашеной (СаО) и гашеной (Са(ОН)2) извести, при производстве цементов, в качестве мрамора, как отделочный материал
CaCO3∙MgCO3 – доломит, используется в производстве воздушных вяжущих.
Pb(OH)2∙PbCO3 – свинцовые белила, которые используются в противокоррозионных материалах.
3. Кремний (Si).
Кремний является ближайшим аналогом углерода.
Подобно углероду, кремний может как отдавать, так и принимать электроны. Однако способность присоединять электроны, а следовательно и неметаллические свойства, у него выражены слабее, чем у углерода.
3.1. Распространение в природе.
После кислорода кремний относится к наиболее распространенным элементам на Земле (27, 6% массы земной коры). Если углерод можно рассматривать как основной элемент для построения молекул всех органических веществ, то кремний играет подобную роль по отношению к твердой земной коре, так как основная ее масса состоит из силикатных пород, представляющих собой соединения кремния с кислородом и другими элементами (полевые шпаты, слюды, гнейсы, тальк, асбест и др.). В отличие от углерода, кремний существует в виде одной устойчивой модификации.
3.2. Получение и применение.
В промышленности кремний получают восстановлением SiO2 коксом в электропечах при температуре 1900°C в соответствии с уравнением реакции:
SiO2 + 2C = Si + 2CO
Для получения аморфного кремния в качестве восстановителя используют активные металлы:
SiO2 + 2Mg = 2MgO + Si
Кремний растворяется в расплавленных металлах. При медленном охлаждении растворов Si в Zn или Al, кремний выделяется в кристаллическом состоянии (кристаллы имеют октаэдрическую форму, слабый металлический блеск, структуру, подобную алмазу).
Кремний применяют в металлургии для раскисления сталей и повышения их коррозионной стойкости и в полупроводниковой технике (в виде сплава с железом - ферросилиций).