ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.05.2024
Просмотров: 46
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
1) структурний (за скороченими відстанями між електронегативними атомами та характерними валентними кутами);
2) спектроскопічний (за низькочастотним зсувом та уширенням смуг поглинання в ІЧ спектрах, що відповідають зв'язкам E-H; за уширенням піків в 1H ЯМР спектрах).
В останні роки крім класичного водневого зв'язку виділяють слабкий водневий зв'язок, сильний водневий зв'язок та симетричний водневий зв'язок.
Жорсткість води визначають за кількістю солей кальцію і магнію в ній. Якщо вода містить значні кількості таких солей, то таку воду називають жорсткою, а коли цих солей зовсім немає, або вони містяться в незначних кількостях, то — м'якою.
Відрізняють тимчасову, або карбонатну, жорсткість води і сталу. Тимчасова жорсткість обумовлюється наявністю кислих карбонатів (гідрокарбонатів) кальцію і магнію: Ca(HCO3)2 і Mg(HCO3)2, а стала — наявністю сульфатів і хлоридів кальцію і магнію: CaSO4, MgSO4, CaCl2 і MgCl2. Загальна жорсткість води являє собою суму тимчасової і сталої жорсткості.
Жорстка вода непридатна майже для всіх галузей виробництва. Так, наприклад, жорстку воду не можна використовувати для прання білизни, миття шерсті і фарбування тканин, бо в ніймило втрачає свою мийну здатність. Це пояснюється тим, що розчинний у воді стеарат натрію С17Н35COONa, який становить головну складову частину мила, переходить у нерозчинний стеарат кальцію (або магнію), утворюючи так зване кальцієве (або магнієве) мило:
-
2С17Н35COONa + CaSO4 = Са(С17Н35СОО)2 ↓ + Na2SO4
При цьому мильна піна утворюється тільки після повного осадження іонів кальцію і магнію, на що непродуктивно витрачається багато мила. Крім того, утворюваний осад кальцієвого і магнієвого мила міцно осідає на волокнах тканин і забруднює їх, а при фарбуванні утворює плями.
Жорстка вода непридатна і для цілого ряду інших виробництв: паперового, шкіряного, крохмального, спиртового тощо. Вона непридатна і для паросилового господарства, бо при кип'ятінні води утворюється накип, який погано проводить тепло, внаслідок чого збільшується витрата палива. Накип викликає інтенсивне руйнування стінок котлів, що може призвести до аварії.
Для приготування їжі жорстку воду теж не вживають, бо в ній погано розварюються м'ясо і овочі. Для пиття вона теж непридатна.
Пом’якшення
Пом'якшення води (рос. смягчение воды; англ. water softening; нім. Wasserenthärtung f — обробка води, що надходить із природного джерела у різні технологічні процеси.
Мета пом'якшення води — видалення з неї йонів кальцію та магнію, що зумовлюють головним чином твердість води, яка може бути усунена методами осадження та катіонування. Осадження базується на переведенні кальцію та магнію в важкорозчинні сполуки, які випадають в осад, що може бути здійснено термічним або хімічним шляхом.
Термічне пом'якшення води базується на розпаді гідрокарбонатів кальцію та магнію при підігріванні води з утворенням важкорозчинних речовин СаСО3 та Mg(ОН)2.
Хімічне пом'якшення води базується на введені в неї реагентів, що збагачують її СО32- та ОН-, у результаті чого утворюються важкорозчинні речовини СаСО3 та Mg(ОН)2-: вода обробляється гідроксидом кальцію (вапном) та карбонатом натрію (содою) при температурі 80—90°С, а також або гідроксидом натрію, або розчином фосфатів.
Катіонування основане на фільтрації води через шар катіонітів, при якому проходить заміщення іонів кальцію та магнію на іони натрію, водню або амонію, що містяться в твердій фазікатіоніту. Як катіоніти в основному застосовують сульфовугілля, катіонообмінні смоли на основі кополімерів стиролу та дивінілбензолу, які оброблені сірчаною та хлорсульфоновою кислотами і підлягають потім окисному гідролізу.
10.
Розчини, їх характеристика. Насичені розчини. Способи вираження концентрації розчинів.
Поняття про розчини
Розчини є одним із різновидів дисперсних систем (від лат. disperse — розсіювати, розсипати). Усі дисперсні системи складаються з дисперсійного середовища (розчинника) та дисперсної фази (розчиненої речовини). Залежно ж від того, в якому агрегатному стані й у якому ступені роздрібнення (дисперсності) речовини входять до складу дисперсних систем, їх можна поділити на тверді, рідкі або газоподібні розчини, справжні, колоїдні розчини, суспензії, зависі тощо.
Насичення розчинів
Насичений розчин
У певній кількості води при даній температурі може розчинятися лише певна кількість речовини, а надлишок її залишається нерозчинним. Розчин, у якому взята речовина при даній температурі більше не розчиняється, називається насиченим.
При виготовленні насиченого розчину до розчинника додають звичайно таку кількість розчинюваної речовини, щоб частина її залишалася нерозчинною, скільки б розчин не розмішували і не збовтували. Однак у практиці звичайно користуються ненасиченими розчинами, тобто такими, в яких при даній температурі розчинювана речовина може ще розчинятися (до утворення насиченого розчину).
Властивості
Розчини характеризуються також рядом певних властивостей, відмінних від властивостей їх складових частин. Зокрема, вони відрізняються від своїх складових частин густиною, температурою замерзання і кипіння і іншими властивостями. Існує ряд властивостей розчинів, які залежать від концентрації, але не від природи розчинених речовин, такі властивості називаються колігативними. Розчини можуть бути в рідкому, твердому і газоподібному стані. Прикладом перших можуть служити розчини цукру, солі і спирту у воді. Тверді розчини — це різні металічні сплави: міді або срібла в золоті, нікелю в міді тощо. Газоподібними розчинами є суміші різних газів, наприклад повітр
Способи вираження концентрації розчинів.
Найчастіше застосовують наступні способи:
масова частка;
об’ємна частка;
молярна концентрація;
мольна частка;
моляльна концентрація;
титр розчину.
Масовачастка–це відношення маси розчиненої речовини до маси розчину. Виражається в частці від 1 або в %:
W=m(розч.реч-ни)/m(р-ну)100%
Об’ємна частка -це відношення об’єму розчиненої речовини до об’єму розчину. Виражається в частці від 1 або в %:
WV=Vреч/Vзаг100%
У фармації застосовують іноді масово-об’ємну частку – це відношення маси розчиненої речовини до об’єму розчину.
W=mреч/Vрозч100%
Молярність(молярна концентрація) – це число молів розчиненої речовини в 1 л розчину. Виражається в моль/л:
(М)СМ=n(реч, моль)/Vроз – ну (моль/л)
нормальність (нормальна концентрація) -це число еквівалентів розчиненої речовини в 1л розчину. Нормальність позначають N і вимірюють в молях на літр: N, моль/л.
N=n(еквів)/Vр-ну, моль/л
Доповнення до закону еквівалентів: якщо дві речовини 1 і 2 взаємодіють між собою, то для їх розчинів з концентраціями N1 і N2 характерна рівність:
N1 V1 = N2 V2
Де N1 і N2 – нормальності розчинів речовин 1 і 2, які взаємодіють між собою;
V1 і V2 – об’єми розчинів речовин 1 і 2.
Знаючи, нормальність і об’єм однієї речовини, а також об’єм іншої речовини, що вступає в реакцію з першою, можна розрахувати її нормальність:
N2=N1V1/V2
Мольначастка– це відношення числа молів розчиненої речовини до загального числа молів розчину (розчинника і розчиненої речовини). Якщорозчин складається з двох компонентів – розчиненої речовини і розчинника, то мольна частка розчиненої речовини:
Х1=n1/n1+n2
Де n1, n2 – кількості молів розчиненої речовини у розчині і розчинника відповідно.
Моляльнаконцентрація (моляльність)– це кількість молів розчиненої речовини в 1 кг розчинника. Позначається :
m=n(реч)/Vр-ну, (г/мл, г/л)
Титр розчину – це число грамів розчиненої речовини в 1 мл розчину
Т =m(реч)/Vр-ну, (г/мл, г/л).
11.
Розчинність. Осмотичний тиск. Дифузія.
Розчинністю речовини називають здатність її розчинятися в тому чи іншому середовищі. Мірою розчинності або коефіцієнтом розчинності служить кількість грамів речовини, яка при даній температурі розчиняється в 100 г води з утворенням насиченого розчину
Загальна характеристика
Міра розчинності речовини у даному розчиннику – концентрація його насиченого розчину при певних температурі та тиску. Розчинність газів залежить від температури та тиску, розчинність рідких та твердих тіл від тиску практично не залежить. Розчинність обумовлюється фізичною і хімічною спорідненістю молекул розчинника і розчинюваної речовини (виконується принцип: “подібне розчиняється у подібному”). Деякі рідини можуть необмежено розчинятися в інших, тобто змішуються у будь-яких пропорціях (наприклад, спирт і вода). Інші взаєморозчиняються тільки до певної межі (наприклад, при перемішуванні пари “вода–ефір” утворюється два шари: верхній насичений розчин води в ефірі, нижній — насичений розчин ефіру у воді).
Осмоти́чний ти́ск (або дифу́зний ти́ск) — термодинамічний параметр, що характеризує прагнення розчину понизити свою концентрацію при зіткненні з чистим розчинником внаслідок зустрічної дифузії молекул розчинника та розчиненої речовини.
Якщо розчин відділений від чистого розчинника напівпроникною мембраною, то можлива лише одностороння дифузія — осмотичне всмоктування розчинника крізь мембрану в розчин. У цьому випадку осмотичний тиск стає доступною для прямого вимірювання величиною, що дорівнює надлишковому тиску, що треба прикласти з боку розчину для вирівнювання кількості розчинника з обох боків напівпроникної мембрани при осмотичній рівновазі. Осмотичний тиск зумовлений зниженням хімічного потенціалу розчинника в присутності розчиненої речовини.
Тенденція системи вирівнювати хімічні потенціали у всіх частинах свого об'єму та переходити до стану з нижчим рівнем вільної енергії викликає осмотичний (дифузійний) перенос речовин.
Осмотичний тиск в ідеальних та сильно розбавлених розчинах не залежить від природи розчинника та розчинених речовин; при постійній температурі він визначається тільки числом «кінетичних елементів» — іонів, молекул, асоціатів або колоїдних часток — в одиниці об'єму розчину.
Перші виміри осмотичного тиску провів В. Пфефер у 1877 році, досліджуючи водні розчини очеретяного цукру. Його дані дозволили Я. Г. Вант-Гоффу встановити (у 1887 р.) залежність осмотичного тиску від концентрації розчиненої речовини, яка збігаєтся за формою з законом Бойля-Маріотта для ідеальних газів. Виявилось, що осмотичний тиск чисельно дорівнює тиску, який би завдавала розчинена речовина, якщо б вона при даній температурі знаходилось в стані ідеального газу та займала об'єм, що дорівнює об'єму розчину.
