- •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
3.4.2 Кремниевые кислоты и силикаты.
Кислородные соединения кремния значительно устойчивее кислородных соединений углерода. Если угольная кислота может существовать только в водном растворе, то кремниевая известна и в свободном состоянии. Угольный ангидрид, соединяясь с водой, образует гидрат только одного состава – СО2·Н2О или Н2СО3; для кремниевого ангидрида SiO2 характерным является образование гидратов переменного состава, выражающихся общей формулой xSiO2•yH2O.
Свободная кремниевая кислота известна в виде нескольких форм:
H2SiO3 (H2O∙SiO2) – метакремниевая кислота
H4SiO4 (2H2O∙SiO2) – ортокремниевая кислота
H2Si2O5 (H2O∙2SiO2) – двуметакремниевая кислота
xSiO2∙yH2O – поликремниевые кислоты.
В лабораторных условиях при взаимодействии растворимых силикатов с концентрированной соляной кислотой образуется золь (9.6) кремневой кислоты:
К2SiO3 + 2НС1 = H2SiO3↓+ 2КС1
Важной особенностью кремневой кислоты является образование коллоидных растворов.
Кремниевые кислоты – слабые электролиты, на что указывают константы диссоциации (7.5):
I ступень: H2SiO3 ↔ Н+ + HSiO3- К1 = 2∙10-10
II ступень: HSiO3- ↔ Н+ + SiO32- К2 = 1∙10-12
Все силикаты подвергаются гидролизу и имеют щелочную реакцию, pH>7:
Na2SiO3 + НОН = NaHSiO3 + OHˉ
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!!! Кремниевые кислоты слабее угольной.
Кремниевая кислота вытесняется из растворов своих солей многими другими кислотами, в том числе и угольной.
Силикат натрия (Na2SiO3) и калия (K2SiO3) из-за растворимости в воде и внешнего сходства со стеклом получили название «жидкое стекло».
Жидкое стекло (15.7) - растворимое стекло в виде водных растворов силикатов натрия и калия.
Жидкое стекло применяется для изготовления кислотоупорного цемента и бетона, в качестве связующего для укрепления грунтов при строительных работах, для пропитки ткани, дерева и других материалов для придания им водонепроницаемости и огнестойкости.
3.4.3. Промышленные силикаты. Стекло.
Одной из отраслей силикатной промышленности является производство стекла.
Стекло (15.8) – прозрачный аморфный сплав, полученный при сплавлении силикатов с другими силикатами или с диоксидом кремния.
Физико-химические свойства стекла зависят от его химического состава, условий варки, формования и последующей термической и химической обработки.
Самым распространенным типом силикатного стекла является так называемое нормальное (оконное) стекло. Сырье для получения оконного стекла – белый песок, известняк и сода. Получают сплавлением сырьевой смеси при максимальной температуре 1500°C. При этом протекает следующая реакция:
Na2CO3 + CaCO3 + 6SiO2 = Na2O·CaO·6SiO2 + 2CO2
Состав оконного стекла выражается формулой: Na2O·CaO·6SiO2.
В обычном стекле содержится SiO2 (60-75%), оксидов щелочных металлов (10-13%), оксидов щелочноземельных металлов (10-15%).
Изменяя состав стекла, вводя определенные оксиды, можно получать различные стекла.
Стекло, изготовленное на основе калиевых солей, называется иенским; стекло, в состав которого входят оксиды калия и свинца, – свинцовым хрусталем; если стекло изготовлено из расплавленного кварца (не менее 99% SiO2) – кварцевым стеклом.