Ներառված է ջրում չլուծվող աղ։ Կրկնակի աղեր ստանալը. Նյութերի լուծելիության վրա ազդող գործոններ

Աղերի, թթուների և հիմքերի լուծելիության աղյուսակը հիմքն է, առանց որի անհնար է քիմիական գիտելիքների լիարժեք զարգացումը։ Հիմքերի և աղերի լուծելիությունն օգնում է դասավանդել ոչ միայն դպրոցականներին, այլև պրոֆեսիոնալ մարդկանց։ Շատ թափոնների ստեղծումը չի կարող անել առանց այդ գիտելիքի:

Ջրում թթուների, աղերի և հիմքերի լուծելիության աղյուսակ

Ջրում աղերի և հիմքերի լուծելիության աղյուսակը ուղեցույց է, որն օգնում է տիրապետել քիմիական հիմունքներին: Հետևյալ նշումները կօգնեն ձեզ հասկանալ ստորև բերված աղյուսակը:

• P - ցույց է տալիս լուծելի նյութ;
• H - չլուծվող նյութ;
• M - նյութը փոքր-ինչ լուծելի է ջրային միջավայրում.
• RK - նյութը ունակ է լուծարվել միայն ուժեղ օրգանական թթուների ազդեցության դեպքում.
• Մի գծիկ կասի, որ այդպիսի արարած գոյություն չունի բնության մեջ.
• NK - չի լուծվում թթուների կամ ջրի մեջ;
• ? - հարցական նշանը ցույց է տալիս, որ մինչ օրս տվյալ նյութի լուծարման մասին ստույգ տեղեկություն չկա:

Հաճախ աղյուսակը օգտագործվում է քիմիկոսների և դպրոցականների, ուսանողների կողմից լաբորատոր հետազոտության համար, որի ընթացքում անհրաժեշտ է ստեղծել որոշակի ռեակցիաների առաջացման պայմաններ: Ըստ աղյուսակի՝ պարզվում է, թե ինչպես է իրեն պահելու նյութը հիդրոքլորային կամ թթվային միջավայրում, հնարավո՞ր է նստվածք։ Հետազոտությունների և փորձերի ընթացքում նստվածքը ցույց է տալիս ռեակցիայի անշրջելիությունը: Սա էական կետ է, որը կարող է ազդել բոլոր լաբորատոր աշխատանքների ընթացքի վրա:

Կատիոններ	Անիոններ
Զ -	Cl -	Բր -	Ես -	S 2-	NO 3 -	CO 3 2-	SiO 3 2-	SO 4 2-	PO 4 3-
Na +	Ռ	Ռ	Ռ	Ռ	Ռ	Ռ	Ռ	Ռ	Ռ	Ռ
K +	Ռ	Ռ	Ռ	Ռ	Ռ	Ռ	Ռ	Ռ	Ռ	Ռ
NH 4 +	Ռ	Ռ	Ռ	Ռ	Ռ	Ռ	Ռ	Ռ	Ռ	Ռ
Mg 2+	ՌՔ	Ռ	Ռ	Ռ	Մ	Ռ	Ն	ՌՔ	Ռ	ՌՔ
Ca 2+	Nc	Ռ	Ռ	Ռ	Մ	Ռ	Ն	ՌՔ	Մ	ՌՔ
Sr 2+	Nc	Ռ	Ռ	Ռ	Ռ	Ռ	Ն	ՌՔ	ՌՔ	ՌՔ
Ba 2+	ՌՔ	Ռ	Ռ	Ռ	Ռ	Ռ	Ն	ՌՔ	Nc	ՌՔ
Sn 2+	Ռ	Ռ	Ռ	Մ	ՌՔ	Ռ	Ն	Ն	Ռ	Ն
Pb 2+	Ն	Մ	Մ	Մ	ՌՔ	Ռ	Ն	Ն	Ն	Ն
Ալ 3+	Մ	Ռ	Ռ	Ռ	Գ	Ռ	Գ	Nc	Ռ	ՌՔ
Cr 3+	Ռ	Ռ	Ռ	Ռ	Գ	Ռ	Գ	Ն	Ռ	ՌՔ
Mn 2+	Ռ	Ռ	Ռ	Ռ	Ն	Ռ	Ն	Ն	Ռ	Ն
Fe 2+	Մ	Ռ	Ռ	Ռ	Ն	Ռ	Ն	Ն	Ռ	Ն
Fe 3+	Ռ	Ռ	Ռ	-	-	Ռ	Գ	Ն	Ռ	ՌՔ
Co 2+	Մ	Ռ	Ռ	Ռ	Ն	Ռ	Ն	Ն	Ռ	Ն
Նի 2+	Մ	Ռ	Ռ	Ռ	ՌՔ	Ռ	Ն	Ն	Ռ	Ն
Cu 2+	Մ	Ռ	Ռ	-	Ն	Ռ	Գ	Ն	Ռ	Ն
Zn 2+	Մ	Ռ	Ռ	Ռ	ՌՔ	Ռ	Ն	Ն	Ռ	Ն
CD 2+	Ռ	Ռ	Ռ	Ռ	ՌՔ	Ռ	Ն	Ն	Ռ	Ն
Hg 2+	Ռ	Ռ	Մ	Nc	Nc	Ռ	Ն	Ն	Ռ	Ն
Hg 2 2+	Ռ	Nc	Nc	Nc	ՌՔ	Ռ	Ն	Ն	Մ	Ն
Ag +	Ռ	Nc	Nc	Nc	Nc	Ռ	Ն	Ն	Մ	Ն

Լեգենդ:

P - նյութը շատ լուծելի է ջրի մեջ. M - մի փոքր լուծելի; H - գործնականում չի լուծվում ջրի մեջ, բայց հեշտությամբ լուծվում է թույլ կամ նոսր թթուներում; PK-ն ջրի մեջ անլուծելի է և լուծվում է միայն ուժեղ անօրգանական թթուներում. NK - անլուծելի է ոչ ջրում, ոչ թթուներում; D - ամբողջությամբ հիդրոլիզացված է լուծարվելուց և գոյություն չունի ջրի հետ շփման մեջ: Նկարը նշանակում է, որ նման նյութ ընդհանրապես գոյություն չունի։

Ջրային լուծույթներում աղերը ամբողջությամբ կամ մասամբ տարանջատվում են իոնների։ Թույլ թթուների և (կամ) թույլ հիմքերի աղերը ենթարկվում են հիդրոլիզի։ Աղերի ջրային լուծույթները պարունակում են հիդրատացված իոններ, իոնային զույգեր և ավելի բարդ քիմիական ձևեր, ներառյալ հիդրոլիզի արտադրանքները և այլն: Մի շարք աղեր լուծելի են նաև սպիրտներում, ացետոնում, թթվային ամիդներում և այլ օրգանական լուծիչներում:

Ջրային լուծույթներից աղերը կարող են բյուրեղանալ բյուրեղային հիդրատների, ոչ ջրային լուծույթներից՝ բյուրեղային լուծույթների տեսքով, օրինակ՝ CaBr 2 3C 2 H 5 OH։

Ջուր-աղ համակարգերում տեղի ունեցող տարբեր գործընթացների, դրանց համատեղ առկայության դեպքում աղերի լուծելիության, կախված ջերմաստիճանից, ճնշումից և կոնցենտրացիայից, պինդ և հեղուկ փուլերի բաղադրության վերաբերյալ տվյալներ կարելի է ստանալ՝ ուսումնասիրելով ջրաաղ համակարգերի լուծելիության դիագրամները: .

Աղերի սինթեզի ընդհանուր մեթոդներ.

1. Միջին աղերի ստացում.

1) մետաղ ոչ մետաղի հետ՝ 2Na + Cl 2 = 2NaCl

2) թթվով մետաղ՝ Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2

3) մետաղ ավելի քիչ ակտիվ մետաղի աղի լուծույթով Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu.

4) հիմնային օքսիդ թթվային օքսիդով` MgO + CO 2 = MgCO 3

5) հիմնային օքսիդ CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O թթուով.

6) հիմքեր թթվային օքսիդով Ba (OH) 2 + CO 2 = BaCO 3 + H 2 O.

7) թթվով հիմքեր՝ Ca (OH) 2 + 2HCl = CaCl 2 + 2H 2 O.

8) թթվով աղեր՝ MgCO 3 + 2HCl = MgCl 2 + H 2 O + CO 2.

BaCl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2HCl

9) հիմքային լուծույթ աղի լուծույթով. Ba (OH) 2 + Na 2 SO 4 = 2NaOH + BaSO 4.

10) երկու աղերի լուծույթներ 3CaCl 2 + 2Na 3 PO 4 = Ca 3 (PO 4) 2 + 6NaCl.

2. Թթվային աղերի արտադրություն.

1. Թթվի փոխազդեցությունը հիմքի բացակայության հետ: KOH + H 2 SO 4 = KHSO 4 + H 2 O

2. Հիմքի ռեակցիան թթվային օքսիդի ավելցուկով

Ca (OH) 2 + 2CO 2 = Ca (HCO 3) 2

3. Միջին աղի փոխազդեցությունը թթվի հետ Ca 3 (PO 4) 2 + 4H 3 PO 4 = 3Ca (H 2 PO 4) 2

3. Հիմնական աղերի ստացում.

1. Թույլ հիմքով և ուժեղ թթվով առաջացած աղերի հիդրոլիզ

ZnCl 2 + H 2 O = Cl + HCl

2. Փոքր քանակությամբ ալկալիների ավելացում (կաթիլային) միջին մետաղական աղերի լուծույթներին AlCl 3 + 2NaOH = Cl + 2NaCl.

3. Թույլ թթուների աղերի փոխազդեցությունը միջին աղերի հետ

2MgCl 2 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O = 2 CO 3 + CO 2 + 4 NaCl

4. Բարդ աղերի ստացում.

1. Աղերի ռեակցիաները լիգանդների հետ՝ AgCl + 2NH 3 = Cl

FeCl 3 + 6KCN] = K 3 + 3KCl

5. Կրկնակի աղերի արտադրություն.

1. Երկու աղերի համատեղ բյուրեղացում.

Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 24H 2 O = 2 + NaCl

4. Կատիոնի կամ անիոնի հատկությունների պատճառով օքսիդացման ռեդոքս ռեակցիաներ: 2KMnO 4 + 16HCl = 2MnCl 2 + 2KCl + 5Cl 2 + 8H 2 O

2. Թթվային աղերի քիմիական հատկությունները.

1. Ջերմային տարրալուծում միջին աղի առաջացմամբ

Ca (HCO 3) 2 = CaCO 3 + CO 2 + H 2 O

2. Փոխազդեցություն ալկալիների հետ. Միջին չափի աղի ձեռքբերում.

Ba (HCO 3) 2 + Ba (OH) 2 = 2BaCO 3 + 2H 2 O

3. Հիմնական աղերի քիմիական հատկությունները.

1. Ջերմային տարրալուծում. 2 CO 3 = 2CuO + CO 2 + H 2 O

2. Փոխազդեցություն թթվի հետ՝ միջին աղի առաջացում։

Sn (OH) Cl + HCl = SnCl 2 + H 2 O

4. Բարդ աղերի քիմիական հատկությունները.

1. Կոմպլեքսների ոչնչացում՝ վատ լուծվող միացությունների առաջացման պատճառով.

2Cl + K 2 S = CuS + 2KCl + 4NH 3

2. Լիգանդների փոխանակում արտաքին և ներքին ոլորտների միջև:

K 2 + 6H 2 O = Cl 2 + 2KCl

5. Կրկնակի աղերի քիմիական հատկությունները.

1. Փոխազդեցություն ալկալային լուծույթների հետ՝ KCr (SO 4) 2 + 3KOH = Cr (OH) 3 + 2K 2 SO 4.

2. Կրճատում` KCr (SO 4) 2 + 2H ° (Zn, լուծ. H 2 SO 4) = 2CrSO 4 + H 2 SO 4 + K 2 SO 4

Մի շարք աղերի՝ քլորիդների, սուլֆատների, կարբոնատների, Na, K, Ca, Mg բորատների արդյունաբերական արտադրության համար հումք են հանդիսանում ծովի և օվկիանոսի ջուրը, դրա գոլորշիացման ժամանակ առաջացած բնական աղաջրերը և պինդ աղի հանքավայրերը։ Մի խումբ օգտակար հանածոների համար, որոնք կազմում են նստվածքային աղերի հանքավայրեր (Na, K և Mg-ի սուլֆատներ և քլորիդներ), օգտագործվում է «բնական աղեր» պայմանական անվանումը։ Կալիումի աղերի ամենամեծ հանքավայրերը գտնվում են Ռուսաստանում (Սոլիկամսկ), Կանադայում և Գերմանիայում, ֆոսֆատային հանքաքարերի հզոր հանքավայրերը՝ Հյուսիսային Աֆրիկայում, Ռուսաստանում և Ղազախստանում, NaNO3-ը՝ Չիլիում։

Աղերն օգտագործվում են սննդի, քիմիական, մետալուրգիական, ապակու, կաշվի, տեքստիլի, գյուղատնտեսության, բժշկության և այլնի մեջ։

Աղերի հիմնական տեսակները

1. Բորատներ (օքսոբորատներ), բորային թթուների աղեր՝ մետաբոլիկ HBO 2, օրթոբորային H 3 VO 3 և ազատ վիճակում չմեկուսացված պոլիբորաթթու։ Ըստ մոլեկուլում բորի ատոմների քանակի՝ դրանք բաժանվում են մոնո-, դի, տետրա-, հեքսաբորատների և այլն: Բորատները կոչվում են նաև ըստ դրանք կազմող թթուների և ըստ В 2 О 3 մոլերի քանակի. հիմնական օքսիդի 1 մոլի դիմաց: Այսպիսով, տարբեր մետաբոլիտներ կարող են կոչվել մոնոբորատներ, եթե դրանք պարունակում են B (OH) 4 անիոն կամ շղթայական անիոն (BO 2): n n -դիբորատներ - եթե դրանք պարունակում են կրկնակի շղթայական անիոն (В 2 О 3 (OH) 2) n 2n-տրիբորատներ - եթե դրանք պարունակում են օղակային անիոն (B 3 O 6) 3-.

Բորատի կառուցվածքները ներառում են բոր-թթվածնային խմբեր՝ «բլոկներ», որոնք պարունակում են 1-ից 6, իսկ երբեմն նաև 9 բորի ատոմ, օրինակ.

Բորի ատոմների կոորդինացիոն թիվը 3 է (բոր-թթվածին եռանկյունային խմբեր) կամ 4 (չորսանկյուն խմբեր)։ Բոր-թթվածնային խմբերը ոչ միայն կղզիների, այլև ավելի բարդ կառուցվածքների հիմքն են՝ շղթայական, շերտավոր և շրջանակային պոլիմերացված։ Վերջիններս առաջանում են հիդրատացված բորատների մոլեկուլներում ջրի վերացման և թթվածնի ատոմների միջոցով կամրջող կապերի ձևավորման արդյունքում; գործընթացը երբեմն ուղեկցվում է պոլիանիոնների ներսում B – O կապի խզմամբ: Պոլիանիոնները կարող են ավելացնել կողային խմբեր՝ բոր-թթվածնային քառասյուն կամ եռանկյուններ, դրանց դիմերներ կամ կողմնակի անիոններ։

Ամոնիումը, ալկալը, ինչպես նաև +1 օքսիդացման վիճակում գտնվող այլ մետաղները ամենից հաճախ ձևավորում են MBO 2 տիպի հիդրատացված և անջուր մետաբոլիտներ՝ տետրաբորատներ М 2 B 4 O 7, պենտաբորատներ МB 5 O 8 և դեկաբորատներ М 4 B 10 O 17: n H 2 O. Ալկալային հողը և օքսիդացման + 2 վիճակում գտնվող այլ մետաղները սովորաբար տալիս են հիդրատացված մետաբորատներ, տրիբորատներ M 2 B 6 O 11 և հեքսաբորատներ MB 6 O 10: ինչպես նաև անջուր մետա-, օրթո- և տետրաբորատներ: + 3 օքսիդացման վիճակում գտնվող մետաղների համար բնորոշ են հիդրատացված և անջուր օրթոբորատները MBO 3:

Բորատները անգույն ամորֆ նյութեր կամ բյուրեղներ են (հիմնականում ցածր սիմետրիկ կառուցվածքով՝ մոնոկլինիկ կամ ռոմբիկ)։ Անջուր բորատների համար հալման կետերը գտնվում են 500-ից 2000 ° C միջակայքում; Ամենաբարձր հալման կետերն են ալկալային մետաբորատները և հողալկալիական մետաղների օրթո- և մետաբորատները: Բորատների մեծ մասը հեշտությամբ ձևավորում է ապակիներ, երբ դրանց հալոցքը սառչում է: Հիդրատացված բորատների կարծրությունը Մոհսի սանդղակով 2-5 է, անջուր բորատների համար՝ մինչև 9։

Հիդրատացված մոնոբորատները կորցնում են բյուրեղացման ջուրը մինչև ~ 180 ° С, պոլիբորատները` 300-500 ° С ջերմաստիճանում; OH խմբերի պատճառով ջրի վերացում , Բորի ատոմների շուրջ կոորդինացված է մինչև ~ 750 ° C: Ամբողջական ջրազրկմամբ առաջանում են ամորֆ նյութեր, որոնք 500-800 ° C ջերմաստիճանում շատ դեպքերում ենթարկվում են «բորատների վերադասավորում»՝ բյուրեղացում, որն ուղեկցվում է (պոլիբորատների համար) մասնակի տարրալուծմամբ՝ В 2 О 3-ի արտազատմամբ։

Ալկալիական մետաղների, ամոնիումի և T1 (I) բորատները լուծելի են ջրում (հատկապես մետա– և պենտաբորատներ), հիդրոլիզվում են ջրային լուծույթներում (լուծույթներն ունեն ալկալային ռեակցիա)։ Բորատների մեծ մասը հեշտությամբ քայքայվում է թթուներով, որոշ դեպքերում CO 2-ի ազդեցությամբ; և SO 2;. Հողալկալիական և ծանր մետաղների բորատները փոխազդում են ալկալիների, կարբոնատների և ալկալային մետաղների հիդրոկարբոնատների լուծույթների հետ։ Անջուր բորատները քիմիապես ավելի կայուն են, քան հիդրատացված բորատները։ Որոշ սպիրտների, մասնավորապես գլիցերինի հետ, բորատները կազմում են ջրում լուծվող բարդույթներ։ Ուժեղ օքսիդանտների, մասնավորապես՝ H 2 O 2, կամ էլեկտրաքիմիական օքսիդացման ժամանակ բորատները վերածվում են պերոքսոբորատների. .

Հայտնի են մոտ 100 բնական բորատներ, որոնք հիմնականում Na, Mg, Ca, Fe աղեր են։

Ստացվում են հիդրատացված բորատներ՝ H 3 VO 3-ը մետաղական օքսիդներով, հիդրօքսիդներով կամ կարբոնատներով չեզոքացնելով; ալկալիական մետաղների բորատների, առավել հաճախ Na, փոխանակման ռեակցիաները այլ մետաղների աղերի հետ. Ալկալիական մետաղների բորատների ջրային լուծույթների հետ վատ լուծվող բորատների փոխադարձ փոխակերպման ռեակցիան. հիդրոթերմալ պրոցեսներ՝ օգտագործելով ալկալիական մետաղների հալոգենիդներ՝ որպես հանքայնացնող հավելումներ: Անջուր բորատները ստացվում են B 2 O 3 մետաղների օքսիդների կամ կարբոնատների հետ միաձուլման կամ սինթրման կամ հիդրատների ջրազրկման միջոցով. միայնակ բյուրեղները աճեցվում են հալված օքսիդներում բորատների լուծույթներում, օրինակ՝ Bi 2 O 3:

Բորատները օգտագործվում են. բորի այլ միացություններ ստանալու համար. որպես լիցքավորման բաղադրիչներ ապակու, ջնարակների, էմալների, կերամիկայի արտադրության մեջ. հրակայուն ծածկույթների և ներծծման համար; որպես մետաղների զտման, եռակցման և եռակցման համար հոսքերի բաղադրիչներ »: որպես գունանյութեր և լցոնիչներ ներկերի և լաքերի համար; Որպես ներկման համար դեղանյութեր, կոռոզիայի արգելակիչներ, էլեկտրոլիտների բաղադրիչներ, ֆոսֆորներ և այլն: Առավել լայնորեն օգտագործվում են բորակը և կալցիումի բորատները:

2. Հալոգեններ, հալոգենների քիմիական միացություններ այլ տարրերի հետ։ Հալիդները սովորաբար ներառում են միացություններ, որոնցում հալոգենի ատոմներն ավելի էլեկտրաբացասական են, քան մյուս տարրերը։ Նա, Նեն և Արը չեն առաջացնում հալոգենիդներ։ Պարզ կամ երկուական EH հալոգենիդների համար n (n- ամենից հաճախ ամբողջ թիվ 1-ից մոնոհալիդների համար մինչև 7-ը IF 7-ի և ReF 7-ի համար, բայց այն կարող է նաև լինել կոտորակային, օրինակ՝ 7/6 Bi 6 Cl 7-ի համար) ներառում է, մասնավորապես, հիդրոհալաթթուների և միջհալոգեն միացությունների աղերը ( օրինակ՝ հալոգեն ֆտորիդներ): Կան նաև խառը հալոգենիդներ, պոլիհալիդներ, հիդրոհալիդներ, օքսոհալիդներ, օքսիհալիդներ, հիդրօքսիհալիդներ, թիոհալիդներ և բարդ հալոգենիդներ։ Հալոգենների օքսիդացման վիճակը հալոգեններում սովորաբար -1 է։

Տարր-հալոգեն կապի բնույթով պարզ հալոգենիդները ստորաբաժանվում են իոնային և կովալենտային։ Իրականում կապերը խառը բնույթ են կրում՝ այս կամ այն ​​բաղադրիչի ներդրման գերակշռությամբ։ Ալկալիների և հողալկալիական մետաղների հալոգենիդները, ինչպես նաև այլ մետաղների բազմաթիվ մոնո- և դիհալիդներ, բնորոշ աղեր են, որոնցում գերակշռում է կապի իոնային բնույթը։ Նրանցից շատերը համեմատաբար հրակայուն են, ցածր ցնդող, ջրի մեջ հեշտությամբ լուծվող; ջրային լուծույթներում դրանք գրեթե ամբողջությամբ տարանջատվում են իոնների։ Աղերի հատկությունները օժտված են նաև հազվագյուտ հողային տարրերի տրիհալիդներով։ Իոնային հալոգենիդների ջրի լուծելիությունը յոդիդներից ֆտորիդների նվազման միտում ունի: Քլորիդները, բրոմիդները և յոդիդները Ag +, Cu +, Hg + և Pb 2+ վատ են լուծվում ջրում։

Մետաղների հալոգեններում հալոգենի ատոմների քանակի ավելացումը կամ մետաղի լիցքի հարաբերակցությունը նրա իոնի շառավղին հանգեցնում է կապի կովալենտային բաղադրիչի ավելացման, ջրում լուծելիության նվազման և հալոգենիդների ջերմային կայունության, անկայունության բարձրացում, օքսիդացման, հիդրոլիզի ընդունակության և հակման բարձրացում: Այս կախվածությունները դիտվում են նույն ժամանակաշրջանի մետաղների հալոգենիդների և միևնույն մետաղի հալոգենների շարքում։ Նրանց կարելի է հեշտությամբ հետևել ջերմային հատկությունների օրինակով: Օրինակ, 4-րդ շրջանի մետաղների հալոգենիդների համար հալման և եռման կետերը համապատասխանաբար 771 և 1430 ° C են KC1-ի համար, 772 և 1960 ° C CaCl 2-ի համար, 967 և 975 ° C ScCl 3-ի, -24.1 և 136-ի համար: ° C TiCl 4-ի համար: UF 3-ի համար հալման ջերմաստիճանը ~ 1500 ° C է, UF 4-ը 1036 ° C է, UF 5 348 ° C, UF 6-ը 64,0 ° C է: ԵԿ միացումների շարքերում nանփոփոխ հետ nԿապի կովալենտությունը սովորաբար մեծանում է ֆտորիդներից քլորիդների անցնելիս և նվազում է վերջիններից բրոմիդներին և յոդիդներին անցնելիս: Այսպիսով, AlF 3-ի համար սուբլիմացիայի ջերմաստիճանը 1280 ° C է, A1C1 3-ը 180 ° C է, A1Br-ի եռման կետը 3 254,8 ° C է, իսկ AlI-ն 407 ° C է: ZrF 4, ZrCl 4 ZrBr 4, ZrI 4 սերիաներում սուբլիմացիայի ջերմաստիճանը համապատասխանաբար 906, 334, 355 և 418 ° C է։ ՄՖ շարքերում nև MC1 nորտեղ M-ը մեկ ենթախմբի մետաղ է, կապի կովալենտությունը նվազում է մետաղի ատոմային զանգվածի մեծացման հետ: Մետաղների ֆտորիդներն ու քլորիդները քիչ են, որոնք ունեն կապի իոնային և կովալենտային բաղադրիչների մոտավորապես նույն ներդրումը:

Տարր-հալոգենի կապի միջին էներգիան նվազում է ֆտորիդներից յոդիդների անցնելիս և մեծանալով n(տես աղյուսակը):

Շատ մետաղների հալոգենիդներ, որոնք պարունակում են մեկուսացված կամ կամրջող O ատոմներ (համապատասխանաբար՝ օքսո և օքսիհալիդներ), օրինակ՝ վանադիումի օքսոտրիֆտորիդ VOF 3, նիոբիումի երկօքսիդ NbO 2 F, վոլֆրամ դիօքսոդիումի յոդիդ WO 2 I 2։

Բարդ հալոգենիդները (մետաղների հալոգենիդները) պարունակում են բարդ անիոններ, որոնցում հալոգենի ատոմները լիգանդներ են, օրինակ՝ կալիումի հեքսաքլորպլատինատ (IV) K 2, նատրիումի հեպտաֆտորոտանտալատ (V) Na, լիթիումի հեքսաֆտորարսենատ (V) Li: Ֆտոր-, օքսոֆտոր- և քլորոմետալատներն ունեն ամենաբարձր ջերմային կայունությունը: Կապերի բնույթով NF 4 +, N 2 F 3 +, C1F 2 +, XeF + և այլն կատիոններով իոնային միացությունները մոտ են բարդ հալոգենիդներին։

Շատ հալոգենիդներ բնութագրվում են հեղուկ և գազային փուլերում կապակցման և պոլիմերացման միջոցով կամրջող կապերի ձևավորման հետ: Դրան առավել հակված են I և II խմբերի մետաղների հալոգենիդները, AlCl 3, Sb-ի պենտաֆտորիդները և անցումային մետաղները, MOF 4 բաղադրության օքսոֆտորիդները։ Մետաղ-մետաղ կապով հայտնի հալոգենիդներ, օրինակ. Cl-Hg-Hg-Cl.

Ֆտորիդներն իրենց հատկություններով զգալիորեն տարբերվում են այլ հալոգենիդներից։ Այնուամենայնիվ, պարզ հալոգեններում այս տարբերությունները ավելի քիչ են արտահայտված, քան բուն հալոգեններում, իսկ բարդ հալոգեններում՝ ավելի թույլ, քան պարզների մոտ:

Շատ կովալենտ հալոգենիդներ (հատկապես ֆտորիդներ) ուժեղ Լյուիս թթուներ են, օրինակ: AsF 5, SbF 5, BF 3, A1C1 3. Ֆտորիդները սուպերթթուների մի մասն են։ Ավելի բարձր հալոգենիդները կրճատվում են մետաղներով և ջրածնով, օրինակ.

5WF 6 + W = 6WF 5

TiCl 4 + 2 Mg = Ti + 2 MgCl 2

UF 6 + H 2 = UF 4 + 2HF

V-VIII խմբերի մետաղների հալոգենիդները, բացառությամբ Cr-ի և Mn-ի, H 2-ով վերածվում են մետաղների, օրինակ.

WF 6 + ЗН 2 = W + 6HF

Շատ կովալենտ և իոնային մետաղների հալոգենիդներ փոխազդում են միմյանց հետ՝ առաջացնելով բարդ հալոգենիդներ, օրինակ.

KC1 + TaCl 5 = K

Թեթև հալոգենները կարող են ավելի ծանր հալոգենները հեռացնել հալոգենիդներից: Թթվածինը կարող է օքսիդացնել հալոգենիդները C1 2, Br 2 և I 2 արտազատմամբ: Կովալենտ հալոգենիդների բնորոշ ռեակցիաներից է ջրի (հիդրոլիզ) կամ դրա գոլորշիների փոխազդեցությունը տաքացման ժամանակ (պիրոհիդրոլիզ), ինչը հանգեցնում է օքսիդների, թթվածնի կամ օքսոհալիդների, հիդրօքսիդների և ջրածնի հալոգենիդների առաջացմանը:

Հալոգենները ստացվում են անմիջապես տարրերից՝ ջրածնի հալոգենիդների կամ հիդրոհալաթթուների տարրերի, օքսիդների, հիդրօքսիդների կամ աղերի փոխազդեցությամբ, ինչպես նաև փոխանակման ռեակցիաներով։

Հալոգենները լայնորեն օգտագործվում են տեխնոլոգիայի մեջ՝ որպես հալոգենների, ալկալային և հողալկալիական մետաղների արտադրության ելանյութեր, որպես ապակիների և այլ անօրգանական նյութերի բաղադրիչներ. դրանք միջանկյալ արտադրանք են հազվագյուտ և որոշ գունավոր մետաղների՝ U, Si, Ge և այլն արտադրության մեջ։

Բնության մեջ հալոգենիդները կազմում են միներալների առանձին դասեր, որոնցում առկա են ֆտորիդներ (օրինակ՝ միներալները ֆտորիտ, կրիոլիտ) և քլորիդներ (սիլվին, կարնալիտ)։ Բրոմը և յոդը որոշ հանքանյութերում հայտնաբերված են որպես իզոմորֆ կեղտեր: Զգալի քանակությամբ հալոգենիդներ հանդիպում են ծովերի և օվկիանոսների ջրերում, աղի և ստորգետնյա աղի մեջ։ Որոշ հալոգենիդներ, ինչպիսիք են NaCl, KC1, CaCl 2, հանդիպում են կենդանի օրգանիզմներում։

3.Կարբոնատներ (լատ. Carbo, ցեղ. Case carbonis ածուխ), կարբոնաթթվի աղեր։ Կան միջին կարբոնատներ CO 3 2- անիոնով և թթվային, կամ բիկարբոնատներ (հնացած բիկարբոնատներ) անիոնով HCO 3 -: Կարբոնատները բյուրեղային նյութեր են։ +2 օքսիդացման վիճակում գտնվող միջին մետաղական աղերի մեծ մասը բյուրեղանում է վեցանկյունի: կալցիտի տիպի կամ արագոնիտի ռոմբիկ տիպի ցանց:

Միջին կարբոնատներից ջրի մեջ լուծվում են միայն ալկալային մետաղների, ամոնիումի և Тl (I) աղերը։ Զգալի հիդրոլիզի արդյունքում դրանց լուծույթները ալկալային են։ Ամենադժվար լուծվողը մետաղների կարբոնատներն են օքսիդացման + 2 վիճակում: Ընդհակառակը, բոլոր ածխաջրածինները հեշտությամբ լուծվում են ջրում: Մետաղների աղերի և Na 2 CO 3-ի միջև ջրային լուծույթներում փոխանակման ռեակցիաների ընթացքում ձևավորվում են միջին կարբոնատների նստվածքներ այն դեպքերում, երբ դրանց լուծելիությունը շատ ավելի ցածր է, քան համապատասխան հիդրօքսիդները: Սա վերաբերում է Ca, Sr-ին և նրանց անալոգներին՝ լանթանիդներին, Ag (I), Mn (II), Pb (II) և Cd (II): Մնացած կատիոնները հիդրոլիզի արդյունքում լուծված կարբոնատների հետ փոխազդելիս կարող են տալ ոչ թե միջին, այլ հիմնական կրաբոնատներ կամ նույնիսկ հիդրօքսիդներ։ Բազմապատկված լիցքավորված կատիոններ պարունակող միջին կրաբոնատները երբեմն կարող են նստել ջրային լուծույթներից CO 2-ի մեծ ավելցուկի առկայության դեպքում:

Կարբոնատների քիմիական հատկությունները պայմանավորված են թույլ թթուների անօրգանական աղերի դասին պատկանելությամբ։ Կարբոնատների բնութագրական առանձնահատկությունները կապված են նրանց վատ լուծելիության, ինչպես նաև ինչպես իրենց կրաբոնատների, այնպես էլ H 2 CO 3 ջերմային անկայունության հետ: Այս հատկությունները օգտագործվում են կրաբոնատների վերլուծության մեջ՝ հիմնված կա՛մ ուժեղ թթուներով դրանց տարրալուծման և ալկալային լուծույթով ազատված CO 2-ի քանակական կլանման վրա, կա՛մ լուծույթից CO 3 2- իոնի նստեցման վրա: BaCO 3. Երբ CO 2-ի ավելցուկը գործում է միջին կարբոնատի նստվածքի վրա, լուծույթում առաջանում է բիկարբոնատ, օրինակ՝ CaCO 3 + H 2 O + CO 2 = Ca (HCO 3) 2: Բնական ջրի մեջ ածխաջրածինների առկայությունը հանգեցնում է դրա ժամանակավոր կարծրության: Թեթևակի տաքացնելիս բիկարբոնատները վերածվում են միջին կարբոնատների, որոնք տաքացնելիս քայքայվում են օքսիդի և CO 2-ի: Որքան ակտիվ է մետաղը, այնքան բարձր է նրա կարբոնատի տարրալուծման ջերմաստիճանը։ Այսպիսով, Na 2 CO 3-ը հալվում է առանց տարրալուծման 857 ° C ջերմաստիճանում, իսկ կարբոնատների Ca, Mg և A1 հավասարակշռության տարրալուծման ճնշումները հասնում են 0,1 ՄՊա-ի համապատասխանաբար 820, 350 և 100 ° C ջերմաստիճաններում:

Բնության մեջ կարբոնատները շատ տարածված են, ինչը պայմանավորված է CO 2-ի և H 2 O-ի մասնակցությամբ օգտակար հանածոների առաջացման գործընթացներին։ կարբոնատները կարևոր դեր են խաղում մթնոլորտում գազային CO 2 , լուծված CO 2 գլոբալ հավասարակշռության մեջ.

և իոններ HCO 3 - և CO 3 2- հիդրոսֆերայում և պինդ աղեր լիթոսֆերայում: Ամենակարևոր հանքանյութերն են կալցիտը CaCO 3, մագնեզիտ MgCO 3, սիդերիտ FeCO 3, սմիթսոնիտ ZnCO 3 և մի քանի այլ հանքանյութեր, կրաքարը բաղկացած է հիմնականում կալցիտի կամ կալցիտի կմախքի օրգանիզմների մնացորդներից, հազվադեպ՝ արագոնիտից։ Հայտնի են նաև ալկալիական մետաղների բնական հիդրատացված կարբոնատները և Mg (օրինակ՝ MgCO 3 ZN 2 O, Na 2 CO 3 10H 2 O), կրկնակի կարբոնատները [օրինակ՝ դոլոմիտ CaMg (CO 3) 2, գահ Na 2 CO 3 NaHCO։ 3 2H 2 O] և հիմնական [մալաքիտ CuCO 3 Cu (OH) 2, հիդրոցերուսիտ 2PbCO 3 Pb (OH) 2]:

Առավել կարևոր են կալիումի կարբոնատը, կալցիումի կարբոնատը և նատրիումի կարբոնատը։ Շատ բնական կարբոնատներ շատ արժեքավոր մետաղական հանքաքարեր են (օրինակ՝ Zn, Fe, Mn, Pb, Cu) կարբոնատներ։ Հիդրոկարբոնատները կարևոր ֆիզիոլոգիական դեր են խաղում որպես բուֆերային նյութեր, որոնք կարգավորում են արյան pH-ի կայունությունը:

4. Նիտրատներ, HNO 3 ազոտական ​​թթվի աղեր. Հայտնի է գրեթե բոլոր մետաղներով; գոյություն ունեն որպես անջուր աղեր M (NO 3) n (n- մետաղի օքսիդացման վիճակ M) և բյուրեղային հիդրատների M (NO 3) տեսքով n x H 2 O ( X= 1-9): Սենյակային ջերմաստիճանին մոտ ջերմաստիճանի ջրային լուծույթներից անջուր բյուրեղանում են միայն ալկալիական մետաղների նիտրատները, մնացածը բյուրեղային հիդրատների տեսքով: Նույն մետաղի անջուր և հիդրատացված նիտրատի ֆիզիկաքիմիական հատկությունները կարող են շատ տարբեր լինել:

Գունավոր են d-տարրերի նիտրատների անջուր բյուրեղային միացությունները։ Պայմանականորեն, նիտրատները կարող են բաժանվել միացությունների՝ հիմնականում կովալենտային կապի (Be, Cr, Zn, Fe և այլ անցումային մետաղների աղեր) և գերակշռող իոնային կապի (ալկալիական և հողալկալային մետաղների աղեր): Իոնային նիտրատները բնութագրվում են ավելի բարձր ջերմային կայունությամբ, ավելի բարձր սիմետրիկությամբ բյուրեղային կառուցվածքների գերակշռությամբ (խորանարդ) և IR սպեկտրում նիտրատ իոնի շերտերի պառակտման բացակայությամբ: Կովալենտային նիտրատներն ունեն ավելի բարձր լուծելիություն օրգանական լուծիչներում, ցածր ջերմային կայունություն, նրանց IR սպեկտրները ավելի բարդ են. որոշ կովալենտ նիտրատներ ցնդող են սենյակային ջերմաստիճանում, և երբ լուծվում են ջրում, դրանք մասամբ քայքայվում են ազոտի օքսիդների արտազատմամբ:

Բոլոր անջուր նիտրատները ցուցադրում են ուժեղ օքսիդացնող հատկություններ NO 3 - իոնի առկայության պատճառով, մինչդեռ դրանց օքսիդացման ունակությունը մեծանում է իոնայինից կովալենտային նիտրատների անցման հետ մեկտեղ: Վերջիններս քայքայվում են 100-300°C-ի սահմաններում, իոնային՝ 400-600°C-ում (NaNO 3, KNO 3 և մի քանի այլ հալվում են տաքանալիս): Քայքայման արտադրանքները պինդ և հեղուկ փուլերում: հաջորդաբար նիտրիտներ են, օքսոնիտրատներ և օքսիդներ, երբեմն՝ ազատ մետաղներ (երբ օքսիդն անկայուն է, օրինակ՝ Ag 2 O), իսկ գազային փուլում՝ NO, NO 2, O 2 և N 2։ Քայքայման արտադրանքի բաղադրությունը կախված է մետաղի բնույթից և օքսիդացման վիճակից, տաքացման արագությունից, ջերմաստիճանից, գազային միջավայրի բաղադրությունից և այլ պայմաններից։ NH 4 NO 3-ը պայթում է, և արագ տաքացման ժամանակ այն կարող է քայքայվել պայթյունով, այս դեպքում ձևավորվում են N 2, O 2 և H 2 O; դանդաղ տաքացնելիս քայքայվում է N 2 O և H 2 O:

Ազատ իոն NO 3 - գազային փուլում ունի հավասարակողմ եռանկյան երկրաչափական կառուցվածք, որի կենտրոնում N ատոմ է, ONO անկյունները ~ 120 ° և N-O կապի երկարությունը 0,121 նմ: Բյուրեղային և գազային նիտրատներում NO 3 - իոնը հիմնականում պահպանում է իր ձևն ու չափը, ինչը որոշում է տարածությունները, նիտրատների կառուցվածքը: Ion NO 3 - կարող է հանդես գալ որպես մոնո-, երկ-, եռյակ կամ կամրջող լիգանդ, հետևաբար նիտրատները բնութագրվում են բյուրեղային կառուցվածքների բազմազան տեսակներով:

Անցումային մետաղներ բարձր օքսիդացման վիճակներում՝ ստերիկության պատճառով: դժվարությունները չեն կարող առաջացնել անջուր նիտրատներ, և դրանք բնութագրվում են օքսոնիտրատներով, օրինակ՝ UO 2 (NO 3) 2, NbO (NO 3) 3: Նիտրատները ներքին ոլորտում NO 3 իոնով առաջացնում են մեծ թվով կրկնակի և բարդ աղեր: Ջրային միջավայրում հիդրոլիզի արդյունքում անցումային մետաղների կատիոնները առաջացնում են փոփոխական բաղադրության հիդրոքսոնիտրատներ (հիմնական նիտրատներ), որոնք կարող են մեկուսացվել նաև պինդ վիճակում։

Հիդրատացված նիտրատները տարբերվում են անջուրից նրանով, որ իրենց բյուրեղային կառուցվածքով մետաղի իոնը շատ դեպքերում կապված է ջրի մոլեկուլների, այլ ոչ թե NO 3 իոնի հետ։ Հետևաբար, դրանք ջրի մեջ ավելի լավ են լուծվում, քան անջուր նիտրատները, բայց ավելի վատ օրգանական լուծիչներում, ավելի թույլ օքսիդացնող նյութերում, անհամապատասխան հալվում են բյուրեղացման ջրի մեջ 25-100 ° C միջակայքում: Երբ հիդրատացված նիտրատները տաքացվում են, անջուր նիտրատները, որպես կանոն, չեն ձևավորվում, բայց թերմոլիզը տեղի է ունենում հիդրոքսոնիտրատների, այնուհետև օքսոնիտրատների և մետաղական օքսիդների առաջացմամբ։

Իր շատ քիմիական հատկություններով նիտրատները նման են այլ անօրգանական աղերի: Նիտրատների բնորոշ առանձնահատկությունները պայմանավորված են ջրում նրանց շատ բարձր լուծելիությամբ, ցածր ջերմային կայունությամբ և օրգանական և անօրգանական միացություններ օքսիդացնելու ունակությամբ: Նիտրատները նվազեցնելիս առաջանում է NO 2, NO, N 2 O, N 2 կամ NH 3 ազոտ պարունակող արտադրանքների խառնուրդ՝ դրանցից մեկի գերակշռությամբ՝ կախված վերականգնող նյութի տեսակից, ջերմաստիճանից, միջավայրի ռեակցիայից։ , և այլ գործոններ:

Նիտրատների արտադրության արդյունաբերական մեթոդները հիմնված են NH 3-ի կլանման վրա HNO 3 լուծույթներով (NH 4 NO 3-ի համար) կամ ազոտային գազերի (NO + NO 2) կլանման վրա ալկալիների կամ կարբոնատների լուծույթներով (ալկալիների նիտրատների համար): մետաղներ, Ca, Mg, Ba), ինչպես նաև մետաղական աղերի տարբեր փոխանակման ռեակցիաների վրա HNO 3 կամ ալկալիական մետաղների նիտրատներով: Լաբորատորիայում անջուր նիտրատներ ստանալու համար օգտագործվում են անցումային մետաղների կամ դրանց միացությունների ռեակցիաները հեղուկ N 2 O 4-ի և դրա խառնուրդների օրգանական լուծիչների հետ կամ ռեակցիաները N 2 O 5-ով:

Նիտրատները Na, K (նատրիումի և կալիումի նիտրատ) հանդիպում են բնական նստվածքների տեսքով։

Նիտրատները օգտագործվում են բազմաթիվ ոլորտներում: Ամոնիումի նիտրիտը (ամոնիումի նիտրատ) ազոտ պարունակող հիմնական պարարտանյութն է. Որպես պարարտանյութ օգտագործվում են նաև ալկալիական մետաղների նիտրատները և կալցիումի նիտրատները։ Նիտրատներ - հրթիռային վառելիքի բաղադրիչներ, պիրոտեխնիկական կոմպոզիցիաներ, գործվածքներ ներկելու համար փորագրող լուծույթներ. օգտագործվում են մետաղների կարծրացման, սննդամթերքի պահպանման, որպես դեղամիջոցների, մետաղների օքսիդներ ստանալու համար։

Նիտրատները թունավոր են։ Դրանք առաջացնում են թոքային այտուց, հազ, փսխում, սրտանոթային սուր անբավարարություն և այլն: Մարդկանց համար նիտրատների մահացու չափաբաժինը 8-15 գ է, օրական թույլատրելի չափաբաժինը 5 մգ/կգ է: Na, K, Ca, NH3 MPC նիտրատների գումարի համար՝ ջրում 45 մգ/լ», հողում՝ 130 մգ/կգ (վտանգի դաս 3); բանջարեղենում և մրգերում (մգ/կգ)՝ 250 կարտոֆիլ, ուշ սպիտակ կաղամբ։ 500, ուշ գազար 250, ճակնդեղ 1400, սոխ 80, ցուկկինի 400, սեխ 90, ձմերուկ, խաղող, խնձոր, տանձ 60: Ագրոտեխնիկական առաջարկությունների չկատարումը, չափից ավելի պարարտացումը կտրուկ մեծացնում է գյուղատնտեսական մթերքների մակերևույթի նիտրատների պարունակությունը: (40-5500 մգ/լ), ստորերկրյա ջրեր։

5. Նիտրիտներ, ազոտաթթվային աղեր HNO 2. Նրանք օգտագործում են հիմնականում ալկալիական մետաղների և ամոնիումի նիտրիտներ, ավելի քիչ ալկալային հող և 3 դ-մետաղներ, Pb և Ag. Այլ մետաղների նիտրիտների մասին միայն հատվածական տեղեկություններ կան։

Մետաղական նիտրիտները +2 օքսիդացման վիճակում կազմում են բյուրեղային հիդրատներ մեկ, երկու կամ չորս ջրի մոլեկուլներով։ Նիտրիտները, օրինակ, առաջացնում են կրկնակի և եռակի աղեր: CsNO 2 AgNO 2 կամ Ba (NO 2) 2 Ni (NO 2) 2 2KNO 2, ինչպես նաև բարդ միացություններ, օրինակ Na 3:

Բյուրեղային կառուցվածքները հայտնի են միայն մի քանի անջուր նիտրիտներով: NO 2 անիոնն ունի ոչ գծային կոնֆիգուրացիա; ONO անկյունը 115 °, H-O կապի երկարությունը 0,115 նմ; М-NO 2 կապի տեսակը իոն-կովալենտ է։

K, Na, Ba նիտրիտները լավ են լուծվում ջրում, Ag, Hg, Cu նիտրիտները՝ վատ լուծվող։ Ջերմաստիճանի բարձրացման հետ նիտրիտների լուծելիությունը մեծանում է։ Գրեթե բոլոր նիտրիտները վատ են լուծվում սպիրտներում, եթերներում և ցածր բևեռականությամբ լուծիչներում։

Նիտրիտները ջերմային առումով անկայուն են. միայն ալկալիական մետաղների նիտրիտները հալվում են առանց տարրալուծման, այլ մետաղների նիտրիտները քայքայվում են 25-300 ° C ջերմաստիճանում: Նիտրիտների տարրալուծման մեխանիզմը բարդ է և ներառում է մի շարք զուգահեռ-հաջորդական ռեակցիաներ։ Գազային տարրալուծման հիմնական արգասիքներն են՝ NO, NO 2, N 2 և O 2, պինդները՝ մետաղի օքսիդը կամ տարրական մետաղը։ Մեծ քանակությամբ գազերի արտազատումը առաջացնում է որոշ նիտրիտների պայթյունավտանգ տարրալուծում, օրինակ՝ NH 4 NO 2, որը քայքայվում է N 2 և H 2 O։

Նիտրիտների բնորոշ հատկանիշները կապված են դրանց ջերմային անկայունության և նիտրիտի իոնի և՛ օքսիդացնող, և՛ վերականգնող նյութ լինելու ունակության հետ՝ կախված շրջակա միջավայրից և ռեակտիվների բնույթից: Չեզոք միջավայրում նիտրիտները սովորաբար վերածվում են NO-ի, թթվային միջավայրում՝ օքսիդացված՝ դառնալով նիտրատներ։ Թթվածինը և CO 2-ը չեն փոխազդում պինդ նիտրիտների և դրանց ջրային լուծույթների հետ: Նիտրիտները նպաստում են ազոտ պարունակող օրգանական նյութերի, մասնավորապես ամինների, ամիդների և այլն քայքայմանը: Օրգանական հալոգենիդներով RXH: արձագանքում են՝ առաջացնելով և՛ RONO նիտրիտներ, և՛ RNO 2 նիտրոմիացություններ:

Նիտրիտների արդյունաբերական արտադրությունը հիմնված է ազոտային գազի կլանման վրա (NO + NO 2 խառնուրդ) Na 2 CO 3 կամ NaOH լուծույթներով NaNO 2 հաջորդական բյուրեղացմամբ; Արդյունաբերության և լաբորատորիաներում այլ մետաղների նիտրիտները ստացվում են մետաղների աղերի փոխանակման ռեակցիայի միջոցով NaNO 2-ով կամ այդ մետաղների նիտրատների վերականգնմամբ:

Նիտրիտներն օգտագործվում են ազո ներկերի սինթեզի համար, կապրոլակտամի արտադրության մեջ, որպես օքսիդիչներ և վերականգնող նյութեր կաուչուկի, տեքստիլ և մետաղամշակման արդյունաբերության մեջ, որպես սննդամթերքի կոնսերվանտներ: Նիտրիտները, ինչպիսիք են NaNO 2-ը և KNO 2-ը, թունավոր են, առաջացնում են գլխացավ, փսխում, շնչառական դեպրեսիա և այլն: Երբ NaNO 2-ը թունավորվում է, արյան մեջ առաջանում է մետեմոգլոբին, վնասվում են էրիթրոցիտների թաղանթները։ NaNO 2-ից և ամիններից նիտրոզամինների ձևավորումը հնարավոր է անմիջապես ստամոքս-աղիքային տրակտում:

6. Սուլֆատներ, ծծմբաթթվի աղեր։ Հայտնի միջին սուլֆատներ SO 4 2 անիոնով - թթվային կամ հիդրոսուլֆատներ, HSO 4 - անիոնով հիմնային, որոնք պարունակում են SO 4 2 - OH անիոնների հետ միասին խմբեր, օրինակ՝ Zn 2 (OH) 2 SO 4: Կան նաև կրկնակի սուլֆատներ, որոնք պարունակում են երկու տարբեր կատիոններ։ Դրանք ներառում են սուլֆատների երկու մեծ խմբեր - շիբ , ինչպես նաև շենից M 2 E (SO 4) 2 6H 2 O , որտեղ M-ը միայնակ լիցքավորված կատիոն է, E-ն՝ Mg, Zn և այլ կրկնակի լիցքավորված կատիոններ: Հայտնի եռակի սուլֆատ K 2 SO 4 MgSO 4 2CaSO 4 2H 2 O (պոլիհալիտային միներալ), կրկնակի հիմնային սուլֆատներ, օրինակ՝ ալունիտ և յարոզիտ խմբերի հանքանյութեր M 2 SO 4 Al 2 (SO 4) 3 4Al (OH 3 և M 2 SO 4 Fe 2 (SO 4) 3 4Fe (OH) 3, որտեղ M-ը միայնակ լիցքավորված կատիոն է: Սուլֆատները կարող են լինել խառը աղերի մի մասը, օրինակ 2Na 2 SO 4 Na 2 CO 3 (հանքային բերկեիտ), MgSO 4 KCl: 3H 2 O (կաինիտ) ...

Սուլֆատները բյուրեղային նյութեր են, միջին և թթվային, շատ դեպքերում հեշտությամբ լուծվող ջրի մեջ: Կալցիումի, ստրոնցիումի, կապարի և մի քանի այլ սուլֆատները փոքր-ինչ լուծելի են, BaSO 4, RaSO 4 գործնականում անլուծելի են: Հիմնական սուլֆատները, որպես կանոն, փոքր-ինչ լուծելի են կամ գործնականում անլուծելի, կամ հիդրոլիզվում են ջրով։ Ջրային լուծույթներից սուլֆատները կարող են բյուրեղանալ բյուրեղային հիդրատների տեսքով։ Որոշ ծանր մետաղների բյուրեղային հիդրատները կոչվում են վիտրիոլ; պղնձի սուլֆատ CuSO 4 5H 2 O, երկաթի սուլֆատ FeSO 4 7H 2 O:

Ալկալիական մետաղների միջին սուլֆատները ջերմային կայուն են, մինչդեռ թթվային սուլֆատները տաքացնելիս քայքայվում են՝ վերածվելով պիրոսուլֆատների՝ 2KHSO 4 = H 2 O + K 2 S 2 O 7: Այլ մետաղների միջին սուլֆատները, ինչպես նաև հիմնական սուլֆատները, երբ տաքացվում են բավականաչափ բարձր ջերմաստիճաններում, որպես կանոն, քայքայվում են մետաղական օքսիդների ձևավորմամբ և SO 3-ի արտազատմամբ:

Բնության մեջ լայն տարածում ունեն սուլֆատները։ Հանդիպում են միներալների, օրինակ՝ գիպս CaSO 4 H 2 O, mirabilite Na 2 SO 4 10H 2 O, ինչպես նաև ծովի և գետի ջրի մաս են կազմում։

Շատ սուլֆատներ կարելի է ձեռք բերել H 2 SO 4-ի մետաղների, դրանց օքսիդների և հիդրօքսիդների փոխազդեցությամբ, ինչպես նաև ցնդող թթուների աղերի տարրալուծմամբ ծծմբաթթվի հետ։

Անօրգանական սուլֆատները լայնորեն կիրառվում են։ Օրինակ՝ ամոնիումի սուլֆատը ազոտային պարարտանյութ է, նատրիումի սուլֆատն օգտագործվում է ապակու, թղթի արդյունաբերության, վիսկոզայի արտադրության մեջ և այլն։ Բնական սուլֆատային հանքանյութերը հումք են տարբեր մետաղների միացությունների արդյունաբերական արտադրության համար, շինանյութեր և այլն։

7.Սուլֆիտներ,ծծմբաթթվի աղեր H 2 SO 3 . Տարբերակել միջին սուլֆիտները անիոն SO 3 2-ով և թթվային (հիդրոսուլֆիտներ) անիոնով HSO 3 - . Միջին սուլֆիտները բյուրեղային նյութեր են: Ամոնիումի և ալկալիական մետաղների սուլֆիտները հեշտությամբ լուծվում են ջրի մեջ. լուծելիություն (գ 100 գ-ում). (NH 4) 2 SO 3 40.0 (13 ° C), K 2 SO 3 106.7 (20 ° C): Ջրային լուծույթներում առաջանում են հիդրոսուլֆիտներ։ Երկրի ալկալային և որոշ այլ մետաղների սուլֆիտները գործնականում չեն լուծվում ջրում. լուծելիություն MgSO 3 1 գ 100 գ-ում (40 ° C): Հայտնի բյուրեղային հիդրատներ (NH 4) 2 SO 3 H 2 O, Na 2 SO 3 7H 2 O, K 2 SO 3 2H 2 O, MgSO 3 6H 2 O և այլն:

Անջուր սուլֆիտները, փակ անոթներում առանց օդի տաքացնելիս, անհամաչափ են սուլֆիդներին և սուլֆատներին, N 2 հոսքի մեջ տաքացնելիս կորցնում են SO 2, իսկ օդում տաքացնելիս հեշտությամբ օքսիդանում են սուլֆատների։ SO 2-ով ջրային միջավայրում միջին սուլֆիտները առաջացնում են հիդրոսուլֆիտներ: Սուլֆիտները համեմատաբար ուժեղ վերականգնող նյութեր են, դրանք քլորի, բրոմի, Н 2 О 2 և այլն լուծույթներում օքսիդացվում են սուլֆատների։ Նրանք քայքայվում են ուժեղ թթուներով (օրինակ՝ HC1)՝ SO 2 արտազատմամբ։

Բյուրեղային հիդրոսուլֆիտները հայտնի են K, Rb, Cs, NH 4+, անկայուն են։ Մնացած հիդրոսուլֆիտները գոյություն ունեն միայն ջրային լուծույթներում: NH 4 HSO 3-ի խտությունը 2,03 գ / սմ 3 է; լուծելիությունը ջրում (գ 100 գ-ում՝ NH 4 HSO 3 71,8 (0 ° C), KHSO 3 49 (20 ° C):

Երբ Na կամ K բյուրեղային հիդրոսուլֆիտները տաքացվում են կամ երբ SO 2-ը հագեցված է M 2 SO 3 մածուցիկ լուծույթով, ձևավորվում են պիրոսուլֆիտներ (հնացած մետաբիսուլֆիտներ) M 2 S 2 O 5 - պիրոսուլֆուրային թթվի H 2 S 2 O 5 անհայտ աղեր: ազատ վիճակում; բյուրեղներ, անկայուն; խտություն (գ / սմ 3). Na 2 S 2 O 5 1.48, K 2 S 2 O 5 2.34; ~ 160 ° С-ից բարձր քայքայվում է SO 2-ի արտազատմամբ; լուծել ջրի մեջ (քայքայվելով մինչև HSO 3 -), լուծելիությունը (գ 100 գ-ում)՝ Na 2 S 2 O 5 64.4, K 2 S 2 O 5 44.7; ձևավորել հիդրատներ Na 2 S 2 O 5 7H 2 O և ZK 2 S 2 O 5 2H 2 O; նվազեցնող նյութեր.

Ալկալիական մետաղների միջին սուլֆիտները ստացվում են M 2 CO 3 (կամ MOH) ջրային լուծույթի SO 2-ի հետ փոխազդեցությամբ, իսկ MSO 3 - SO 2-ը MCO 3-ի ջրային կախույթի միջով անցնելով; հիմնականում օգտագործում են SO 2 կոնտակտային ծծմբաթթվի արտադրության թափոնների գազերից: Սուլֆիտներն օգտագործվում են գործվածքների սպիտակեցման, ներկման և տպագրության, մանրաթելերի, հացահատիկի պահպանման համար նախատեսված կաշվի, կանաչ կերերի, արդյունաբերական կերերի թափոնների համար (NaHSO 3,

Na 2 S 2 O 5): CaSO 3 և Ca (НSO 3) 2 ախտահանիչներ են գինու և շաքարավազի արդյունաբերության մեջ: NaНSO 3, MgSO 3, NH 4 НSO 3 - սուլֆիտային լիկյորի բաղադրիչները pulping-ի ժամանակ; (NH 4) 2 SO 3 - SO 2 կլանող; NaHSO 3-ը արդյունաբերական թափոնների գազերից H 2 S-ի կլանիչ է, ծծմբային ներկերի արտադրության մեջ նվազեցնող նյութ: K 2 S 2 O 5 - լուսանկարչության մեջ թթվային ֆիքսատորների բաղադրիչ, հակաօքսիդիչ, հակասեպտիկ:

Տարանջատման մեթոդներ

Զտում, անհամասեռ համակարգերի տարանջատում հեղուկ-պինդ մասնիկներ (կասեցումներ) և գազ՝ պինդ մասնիկներ՝ օգտագործելով ծակոտկեն զտիչ փեղկեր (FP), որոնք թույլ են տալիս հեղուկի կամ գազի միջով անցնել, բայց պահպանում են պինդ մասնիկները: Գործընթացի շարժիչ ուժը ճնշման տարբերությունն է FP-ի երկու կողմերում:

Կախոցները բաժանելիս պինդ մասնիկները սովորաբար FP-ի վրա կազմում են թաց տիղմի շերտ, որը, անհրաժեշտության դեպքում, լվանում է ջրով կամ այլ հեղուկով, ինչպես նաև ջրազրկվում է օդ կամ այլ գազ փչելով դրա միջով: Զտումն իրականացվում է մշտական ​​ճնշման տարբերությամբ կամ պրոցեսի մշտական ​​արագությամբ w(ֆիլտրատի քանակությունը մ 3-ում, որն անցնում է FP մակերեսի 1 մ 2-ով մեկ միավոր ժամանակում): Մշտական ​​ճնշման տարբերության դեպքում կախոցը սնվում է ֆիլտրին վակուումի կամ գերճնշման ազդեցության տակ, ինչպես նաև մխոցային պոմպով. Կենտրոնախույս պոմպ օգտագործելիս ճնշման տարբերությունը մեծանում է, և գործընթացի արագությունը նվազում է:

Կախված կախոցների կոնցենտրացիայից, առանձնանում են ֆիլտրման մի քանի տեսակներ. 1%-ից ավելի կոնցենտրացիայի դեպքում զտումը տեղի է ունենում նստվածքի առաջացմամբ, իսկ 0,1%-ից պակաս կոնցենտրացիայի դեպքում՝ FP ծակոտիների խցանմամբ (հեղուկների պարզաբանում)։ Եթե ​​FP-ի վրա բավականաչափ խիտ նստվածքային շերտ չի ձևավորվում, և պինդ մասնիկները մտնում են ֆիլտրատ, դրանք զտվում են՝ օգտագործելով նուրբ օժանդակ նյութեր (դիատոմիտ, պեռլիտ), որոնք նախկինում կիրառվել են FP-ի վրա կամ ավելացվել են կախոցի մեջ: 10%-ից պակաս նախնական կոնցենտրացիայի դեպքում հնարավոր է կախոցների մասնակի բաժանում և խտացում:

Տարբերակել շարունակական և պարբերական գործողության ֆիլտրերը: Վերջիններիս համար աշխատանքի հիմնական փուլերն են ֆիլտրացումը, նստվածքի լվացումը, ջրազրկելը և բեռնաթափելը։ Միևնույն ժամանակ, կիրառելի է օպտիմալացում՝ ըստ ամենաբարձր կատարողականի և նվազագույն արժեքի չափանիշների: Եթե ​​լվացումը և ջրահեռացումը չի կատարվում, և միջնորմի հիդրավլիկ դիմադրությունը կարող է անտեսվել, ապա ամենաբարձր ցուցանիշը ձեռք է բերվում, երբ ֆիլտրման ժամանակը հավասար է օժանդակ գործողությունների տևողությանը:

Կիրառելի են բամբակյա, բրդյա, սինթետիկ և ապակյա գործվածքներից պատրաստված ճկուն FP, ինչպես նաև բնական և սինթետիկ մանրաթելերից պատրաստված ոչ հյուսված FP և ոչ ճկուն՝ կերամիկական, կերամիկական և փրփուր: Ֆիլտրատի շարժման ուղղությունները և ծանրության ուժը կարող են լինել հակադիր, համընկնող կամ փոխադարձ ուղղահայաց։

Զտիչների դիզայնը բազմազան է: Ամենատարածվածներից մեկը պտտվող թմբուկի վակուումային ֆիլտրն է (սմ.Նկ.) շարունակական գործողության, որի դեպքում ֆիլտրատի շարժման ուղղությունները և ծանրության ուժը հակադիր են։ Անջատիչ սարքերի հատվածը միացնում է I և II գոտիները վակուումային աղբյուրով, իսկ III և IV գոտիները՝ սեղմված օդի աղբյուրով: I և II գոտիներից զտող և լվացող հեղուկը մտնում է առանձին ընդունիչներ: Լայն տարածում է գտել նաև հորիզոնական խցիկներով ավտոմատացված խմբաքանակային զտիչ մամլիչը, անվերջանալի գոտու տեսքով զտիչ կտորը և տիղմը սեղմելով ջրազրկելու համար առաձգական թաղանթները։ Կատարում է խցիկները կախոցով լցնելու, տիղմը զտելու, լվանալու և ջրազրկելու, հարակից խցիկները առանձնացնելու և տիղմը հեռացնելու փոփոխական գործողություններ։

Դինամիկ կտրվածքային լարվածության, արդյունավետ և պլաստիկ մածուցիկության որոշում նորմալ ջերմաստիճանում

Բարձր ջերմաստիճաններում դինամիկ կտրվածքային սթրեսի, արդյունավետ և պլաստիկ մածուցիկության որոշում

Փորձ 2. Ֆոսֆորաթթվի աղերի հատկությունների ստացում և ուսումնասիրություն.

Ջուրը մեր մոլորակի հիմնական քիմիական միացություններից մեկն է։ Նրա ամենահետաքրքիր հատկություններից է ջրային լուծույթներ առաջացնելու ունակությունը։ Իսկ գիտության և տեխնիկայի շատ ոլորտներում ջրի մեջ աղի լուծելիությունը կարևոր դեր է խաղում:

Լուծելիությունը հասկացվում է որպես տարբեր նյութերի՝ հեղուկների՝ լուծիչների հետ համասեռ (միատարր) խառնուրդներ ստեղծելու ունակություն։ Այն նյութի ծավալն է, որն օգտագործվում է լուծարելու և հագեցած լուծույթ ձևավորելու համար, որը որոշում է դրա լուծելիությունը, որը համեմատելի է այս նյութի զանգվածային մասի կամ դրա քանակի հետ խտացված լուծույթում:

Աղերը դասակարգվում են ըստ իրենց լուծարման ունակության հետևյալի.

• լուծելի նյութերը ներառում են նյութեր, որոնք կարող են լուծվել 100 գ ջրի մեջ 10 գ-ից ավելի.
• վատ լուծվող են նրանք, որոնց քանակությունը լուծիչում չի գերազանցում 1 գ-ը.
• 100 գ ջրի մեջ չլուծվողի կոնցենտրացիան 0,01-ից պակաս է։

Երբ տարրալուծման համար օգտագործվող նյութի բևեռականությունը նույնն է, ինչ լուծիչի բևեռականությունը, այն լուծելի է: Տարբեր բևեռություններում, ամենայն հավանականությամբ, հնարավոր չէ նոսրացնել նյութը:

Ինչպե՞ս է տեղի ունենում տարրալուծումը:

Եթե ​​խոսենք այն մասին, թե արդյոք աղը լուծվում է ջրի մեջ, ապա աղերի մեծամասնության համար սա ճիշտ հայտարարություն է: Գոյություն ունի հատուկ աղյուսակ, որի համաձայն կարող եք ճշգրիտ որոշել լուծելիության արժեքը։ Քանի որ ջուրը ունիվերսալ լուծիչ է, այն լավ խառնվում է այլ հեղուկների, գազերի, թթուների և աղերի հետ։

Ջրի մեջ պինդ նյութի լուծարման ամենավառ օրինակներից մեկը գրեթե ամեն օր կարելի է տեսնել խոհանոցում՝ ճաշատեսակներ պատրաստելիս՝ օգտագործելով կերակրի աղ: Այսպիսով, ինչու է աղը լուծվում ջրի մեջ:

Դպրոցական քիմիայի դասընթացից շատերը հիշում են, որ ջրի և աղի մոլեկուլները բևեռային են: Սա նշանակում է, որ նրանց էլեկտրական բևեռները հակառակ են, ինչը հանգեցնում է բարձր դիէլեկտրական հաստատունի: Ջրի մոլեկուլները շրջապատում են մեկ այլ նյութի իոնները, օրինակ, ինչպես մեր դեպքում՝ NaCl: Այս դեպքում ձևավորվում է հեղուկ, որն իր հետևողականությամբ միատարր է։

Ջերմաստիճանի ազդեցությունը

Կան մի քանի գործոններ, որոնք ազդում են աղերի լուծելիության վրա: Առաջին հերթին սա լուծիչի ջերմաստիճանն է։ Որքան բարձր է այն, այնքան մեծ է հեղուկում մասնիկների դիֆուզիայի գործակիցը, և զանգվածի փոխանցումն ավելի արագ է։

Թեև, օրինակ, նատրիումի քլորիդի (NaCl) լուծելիությունը ջրում գործնականում կախված չէ ջերմաստիճանից, քանի որ դրա լուծելիության գործակիցը 35,8 է 20 ° С-ում և 38,0 78 ° С-ում: Բայց պղնձի սուլֆատը (CaSO4) ջերմաստիճանի բարձրացմամբ: ջուրը ավելի վատ է լուծվում:

Այլ գործոններ, որոնք ազդում են լուծելիության վրա, ներառում են.

1. Լուծվող մասնիկների չափը - փուլերի տարանջատման ավելի մեծ տարածքի դեպքում տարրալուծումը տեղի է ունենում ավելի արագ:
2. Խառնման պրոցես, որը ինտենսիվորեն կատարելիս նպաստում է զանգվածի ավելի արդյունավետ փոխանցմանը:
3. Կեղտերի առկայությունը. ոմանք արագացնում են տարրալուծման գործընթացը, իսկ մյուսները, դժվարացնելով դիֆուզիան, նվազեցնում են գործընթացի արագությունը:

Տեսանյութ աղի լուծարման մեխանիզմի մասին

Առօրյա կյանքում մարդիկ հազվադեպ են հանդիպում առարկաների մեծ մասը նյութերի խառնուրդներ են:

Լուծումը այն լուծումն է, որի բաղադրիչները հավասարապես խառնվում են: Մասնիկների չափերով դրանք մի քանի տեսակներ կան՝ կոպիտ ցրված համակարգեր, մոլեկուլային լուծույթներ և կոլոիդային համակարգեր, որոնք հաճախ կոչվում են սոլ։ Այս հոդվածը վերաբերում է մոլեկուլային (կամ ջրի մեջ նյութերի լուծելիությունը միացությունների ձևավորման վրա ազդող հիմնական պայմաններից մեկն է։

Նյութերի լուծելիություն. ինչ է դա և ինչու է դա անհրաժեշտ

Այս թեման հասկանալու համար անհրաժեշտ է իմանալ նյութերի լուծելիությունը: Պարզ ասած՝ սա նյութի կարողությունն է՝ միավորվել մյուսի հետ և միատարր խառնուրդ ստեղծել։ Գիտական ​​տեսանկյունից կարելի է ավելի բարդ սահմանում համարել. Նյութերի լուծելիությունը միատարր (կամ տարասեռ) բաղադրություններ ստեղծելու նրանց կարողությունն է՝ մեկ կամ մի քանի նյութերով բաղադրիչների ցրված բաշխմամբ։ Կան նյութերի և միացությունների մի քանի դասեր.

• լուծելի;
• մի փոքր լուծելի;
• անլուծելի.

Ի՞նչ է ասում նյութի լուծելիության չափը:

Հագեցած խառնուրդում նյութի պարունակությունը նրա լուծելիության չափանիշն է: Ինչպես նշվեց վերևում, այն տարբեր է բոլոր նյութերի համար: Լուծելի են նրանք, որոնք կարող են 100 գրամ ջրի դիմաց նոսրացնել ավելի քան 10 գրամ: Երկրորդ կատեգորիան նույն պայմաններում 1 գ-ից պակաս է: Գործնականում անլուծելի են նրանք, որոնցում բաղադրամասի 0,01 գ-ից պակաս խառնուրդ է անցնում: Այս դեպքում նյութը չի կարող իր մոլեկուլները փոխանցել ջրին։

Որքա՞ն է լուծելիության գործակիցը

Լուծելիության գործակիցը (k) ցուցիչ է նյութի առավելագույն զանգվածի (g), որը կարող է լուծվել 100 գ ջրի կամ այլ նյութի մեջ։

Լուծիչներ

Այս գործընթացը ներառում է լուծիչ և լուծվող նյութ: Առաջինը տարբերվում է նրանով, որ ի սկզբանե այն նույն ագրեգացման վիճակում է, ինչ վերջնական խառնուրդը: Որպես կանոն, այն ընդունվում է ավելի մեծ քանակությամբ։

Այնուամենայնիվ, շատերը գիտեն, որ ջուրը քիմիայի մեջ առանձնահատուկ տեղ ունի։ Դրա համար կան առանձին կանոններ։ Այն լուծույթը, որում առկա է H 2 O, կոչվում է ջրային: Նրանց մասին խոսելիս հեղուկը արդյունահանող է նույնիսկ այն դեպքում, երբ այն ավելի փոքր քանակությամբ է լինում։ Օրինակ՝ ազոտաթթվի 80%-անոց լուծույթը ջրի մեջ։ Այստեղ համամասնությունները հավասար չեն:Թեև ջրի մասնաբաժինը թթվից փոքր է, սակայն նյութը ազոտաթթվի մեջ ջրի 20% լուծույթ անվանելը ճիշտ չէ:

Կան խառնուրդներ, որոնցում բացակայում է H 2 O, դրանք կրելու են ոչ ջրային անվանումը։ Նման էլեկտրոլիտային լուծույթները իոնային հաղորդիչներ են: Դրանք պարունակում են մեկ կամ արդյունահանող նյութերի խառնուրդ: Դրանք կազմված են իոններից և մոլեկուլներից։ Դրանք օգտագործվում են այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են բժշկությունը, կենցաղային քիմիկատները, կոսմետիկան և այլ ոլորտներ: Նրանք կարող են միավորել մի քանի ցանկալի նյութեր տարբեր լուծելիությամբ: Արտաքին օգտագործվող շատ ապրանքների բաղադրիչները հիդրոֆոբ են: Այսինքն՝ ջրի հետ լավ չեն փոխազդում։ Սրանք կարող են լինել անկայուն, ոչ անկայուն և համակցված: Առաջին դեպքում օրգանական նյութերը լավ են լուծում ճարպերը։ Ցնդող նյութերը ներառում են սպիրտներ, ածխաջրածիններ, ալդեհիդներ և այլն։ Նրանք հաճախ հանդիպում են կենցաղային քիմիկատներում: Քսուքների արտադրության համար առավել հաճախ օգտագործվում են ոչ ցնդող: Սրանք ճարպային յուղեր, հեղուկ պարաֆին, գլիցերին և այլն: Համակցված - ցնդող և ոչ ցնդող խառնուրդ, օրինակ, էթանոլը գլիցերինի հետ, գլիցերինը դիմեքսիդի հետ: Նրանք կարող են նաև ջուր պարունակել:

Լուծումների տեսակները՝ ըստ հագեցվածության աստիճանի

Հագեցած լուծույթը քիմիական նյութերի խառնուրդ է, որը պարունակում է մեկ նյութի առավելագույն կոնցենտրացիան լուծիչում որոշակի ջերմաստիճանում: Ավելին, այն չի ամուսնալուծվի: Պինդ նյութի պատրաստման ժամանակ նկատելի են տեղումներ, որոնք նրա հետ դինամիկ հավասարակշռության մեջ են։ Այս հայեցակարգը նշանակում է մի վիճակ, որը պահպանվում է ժամանակի ընթացքում իր միաժամանակյա հոսքի պատճառով երկու հակադիր ուղղություններով (առաջ և հակադարձ ռեակցիաներ) նույն արագությամբ:

Եթե ​​նյութը դեռ կարող է քայքայվել հաստատուն ջերմաստիճանում, ապա այս լուծույթը չհագեցված է։ Նրանք դիմացկուն են։ Բայց եթե շարունակեք դրանցում որևէ նյութ ավելացնել, ապա այն կնոսրացվի ջրի մեջ (կամ այլ հեղուկի մեջ), մինչև հասնի առավելագույն կոնցենտրացիայի։

Մեկ այլ տեսակետ գերհագեցած է. Այն պարունակում է ավելի շատ լուծված նյութ, քան կարող է լինել հաստատուն ջերմաստիճանում: Շնորհիվ այն բանի, որ դրանք գտնվում են անկայուն հավասարակշռության մեջ, բյուրեղացումը տեղի է ունենում նրանց վրա ֆիզիկական ազդեցությամբ:

Ինչպե՞ս տարբերակել հագեցած լուծույթը չհագեցածից:

Սա բավականին պարզ է անել: Եթե ​​նյութը պինդ է, ապա հագեցած լուծույթում կարելի է տեսնել նստվածք։ Այս դեպքում արդյունահանողը կարող է թանձրանալ, ինչպես, օրինակ, հագեցած բաղադրության մեջ, որի մեջ շաքարավազ է ավելացվել։
Բայց եթե փոխեք պայմանները, բարձրացնեք ջերմաստիճանը, ապա այն կդադարի հագեցած համարվել, քանի որ ավելի բարձր ջերմաստիճանում այս նյութի առավելագույն կոնցենտրացիան տարբեր կլինի:

Լուծումների բաղադրիչների փոխազդեցության տեսություններ

Խառնուրդում տարրերի փոխազդեցության վերաբերյալ երեք տեսություն կա՝ ֆիզիկական, քիմիական և ժամանակակից: Առաջինի հեղինակներն են Սվանտե Ավգուստ Արրենիուսը և Վիլհելմ Ֆրիդրիխ Օստվալդը։ Նրանք ենթադրում էին, որ դիֆուզիայի շնորհիվ լուծիչի և լուծվող նյութի մասնիկները հավասարաչափ բաշխվել են խառնուրդի ծավալով, սակայն դրանց միջև փոխազդեցություն չի եղել։ Դմիտրի Իվանովիչ Մենդելեևի առաջ քաշած քիմիական տեսությունը դրա հակառակն է։ Ըստ նրա՝ դրանց միջև քիմիական փոխազդեցության արդյունքում առաջանում են հաստատուն կամ փոփոխական բաղադրության անկայուն միացություններ, որոնք կոչվում են սոլվատներ։

Ներկայումս օգտագործվում է Վլադիմիր Ալեքսանդրովիչ Կիստյակովսկու և Իվան Ալեքսեևիչ Կաբլուկովի համակցված տեսությունը։ Այն համատեղում է ֆիզիկական և քիմիական: Ժամանակակից տեսությունն ասում է, որ լուծույթում կան ինչպես նյութերի չփոխազդող մասնիկներ, այնպես էլ դրանց փոխազդեցության արգասիքներ՝ սոլվատներ, որոնց գոյությունն ապացուցել է Մենդելեևը։ Այն դեպքում, երբ արդյունահանողը ջուրն է, դրանք կոչվում են հիդրատներ։ Երևույթը, որի ժամանակ առաջանում են սոլվատներ (հիդրատներ), կոչվում է սոլվացիա (հիդրացիա): Այն ազդում է բոլոր ֆիզիկաքիմիական գործընթացների վրա և փոխում է խառնուրդի մոլեկուլների հատկությունները: Լուծումը տեղի է ունենում այն ​​պատճառով, որ լուծույթի շերտը, որը բաղկացած է դրան սերտորեն կապված արդյունահանողի մոլեկուլներից, շրջապատում է լուծված նյութի մոլեկուլը:

Նյութերի լուծելիության վրա ազդող գործոններ

Նյութերի քիմիական կազմը.«Նմանը գրավում է նմանին» կանոնը վերաբերում է նաև ռեագենտներին: Ֆիզիկական և քիմիական հատկություններով նման նյութերը կարող են փոխադարձաբար ավելի արագ լուծվել: Օրինակ, ոչ բևեռային միացությունները լավ են աշխատում ոչ բևեռայինների հետ: Բևեռային մոլեկուլներով կամ իոնային կառուցվածքով նյութերը նոսրացվում են բևեռայիններում, օրինակ՝ ջրում։ Նրա մեջ քայքայվում են աղերը, ալկալիները և այլ բաղադրիչներ, իսկ ոչ բևեռները՝ ընդհակառակը։ Պարզ օրինակ կարելի է բերել. Ջրի մեջ շաքարավազի հագեցած լուծույթ պատրաստելու համար անհրաժեշտ կլինի ավելի շատ նյութ, քան աղի դեպքում։ Ինչ է դա նշանակում? Պարզ ասած, դուք կարող եք շատ ավելի շատ շաքար նոսրացնել ջրի մեջ, քան աղը:

Ջերմաստիճանը.Հեղուկներում պինդ նյութերի լուծելիությունը բարձրացնելու համար անհրաժեշտ է բարձրացնել արդյունահանողի ջերմաստիճանը (գործում է շատ դեպքերում): Օրինակ կարելի է ցույց տալ. Մի պտղունց նատրիումի քլորիդ (աղ) սառը ջրի մեջ դնելը կարող է երկար ժամանակ տևել։ Եթե ​​դուք նույնն անեք տաք միջավայրի հետ, ապա տարրալուծումը շատ ավելի արագ կանցնի: Դա պայմանավորված է նրանով, որ ջերմաստիճանի բարձրացման պատճառով ավելանում է կինետիկ էներգիան, որի զգալի մասը հաճախ ծախսվում է պինդ մարմնի մոլեկուլների և իոնների միջև կապերի ոչնչացման վրա: Սակայն, երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է լիթիումի, մագնեզիումի, ալյումինի և ալկալիի աղերի դեպքում, դրանց լուծելիությունը նվազում է։

Ճնշում.Այս գործոնը ազդում է միայն գազերի վրա: Նրանց լուծելիությունը մեծանում է ճնշման բարձրացման հետ: Չէ՞ որ գազերի ծավալը նվազում է։

Տարրալուծման արագության փոփոխություն

Այս ցուցանիշը չպետք է շփոթել լուծելիության հետ: Իրոք, տարբեր գործոններ են ազդում այս երկու ցուցանիշների փոփոխության վրա։

Լուծված նյութի մասնատման աստիճանը.Այս գործոնը ազդում է հեղուկներում պինդ նյութերի լուծելիության վրա: Ամբողջական (փոքր) վիճակում բաղադրությունը նոսրացնելու համար ավելի երկար է տևում, քան փոքր կտորների բաժանվածը: Օրինակ բերենք. Աղի պինդ կտորը ջրի մեջ լուծելու համար շատ ավելի երկար ժամանակ կպահանջվի, քան ավազի աղը:

Հարման արագություն.Ինչպես գիտեք, այս գործընթացը կարող է կատալիզացվել խառնելով: Նրա արագությունը նույնպես կարևոր է, քանի որ որքան բարձր լինի, այնքան նյութն ավելի արագ կլուծվի հեղուկի մեջ։

Ինչու՞ պետք է իմանալ ջրի մեջ պինդ նյութերի լուծելիությունը:

Քիմիական հավասարումները ճիշտ լուծելու համար առաջին հերթին անհրաժեշտ են նման սխեմաներ։ Լուծելիության աղյուսակը պարունակում է բոլոր նյութերի լիցքերը: Դուք պետք է իմանաք դրանք ռեագենտների ճիշտ գրանցման և քիմիական ռեակցիայի հավասարումը կազմելու համար: Ջրի լուծելիությունը ցույց է տալիս, թե արդյոք աղը կամ հիմքը կարող են տարանջատվել: Հոսանք անցկացնող ջրային միացությունները պարունակում են ուժեղ էլեկտրոլիտներ։ Կա նաև մեկ այլ տեսակ. Նրանք, որոնք վատ են անցկացնում, համարվում են թույլ էլեկտրոլիտներ: Առաջին դեպքում բաղադրիչները ջրի մեջ ամբողջությամբ իոնացված նյութեր են։ Մինչդեռ թույլ էլեկտրոլիտները ցույց են տալիս այս ցուցանիշը միայն փոքր չափով:

Քիմիական ռեակցիայի հավասարումներ

Կան մի քանի տեսակի հավասարումներ՝ մոլեկուլային, լրիվ իոնային և կարճ իոնային։ Փաստորեն, վերջին տարբերակը մոլեկուլային կրճատված ձևն է: Սա վերջնական պատասխանն է։ Ամբողջական հավասարումը պարունակում է ռեակտիվներ և ռեակցիայի արտադրանքներ: Այժմ հերթը հասնում է նյութերի լուծելիության աղյուսակին։ Նախ պետք է ստուգել՝ արդյոք ռեակցիան իրագործելի է, այսինքն՝ բավարարված է արդյոք ռեակցիան իրականացնելու պայմաններից մեկը։ Դրանցից ընդամենը 3-ն է՝ ջրագոյացում, գազի էվոլյուցիա, տեղումներ։ Եթե ​​առաջին երկու պայմանները չկատարվեն, ապա պետք է ստուգեք վերջինը։ Դա անելու համար դուք պետք է նայեք լուծելիության աղյուսակը և պարզեք, թե արդյոք ռեակցիայի արտադրանքներում կա չլուծվող աղ կամ հիմք: Եթե ​​դա լինի, ուրեմն դա կլինի նստվածքը։ Այնուհետև, աղյուսակից կպահանջվի գրել իոնային հավասարումը: Քանի որ բոլոր լուծվող աղերը և հիմքերը ուժեղ էլեկտրոլիտներ են, դրանք կքայքայվեն կատիոնների և անիոնների: Այնուհետև, չկապված իոնները չեղարկվում են, և հավասարումը գրվում է կարճ ձևով: Օրինակ:

1. K 2 SO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 ↓ + 2HCl,
2. 2K + 2SO 4 + Ba + 2Cl = BaSO 4 ↓ + 2K + 2Cl,
3. Ba + SO4 = BaSO 4 ↓:

Այսպիսով, նյութերի լուծելիության աղյուսակը իոնային հավասարումների լուծման առանցքային պայմաններից է։

Մանրամասն աղյուսակն օգնում է ձեզ պարզել, թե որքան բաղադրիչ պետք է ընդունեք հարուստ խառնուրդ պատրաստելու համար:

Լուծելիության աղյուսակ

Ահա թե ինչ տեսք ունի ծանոթ թերի աղյուսակը. Կարևոր է, որ այստեղ նշված լինի ջրի ջերմաստիճանը, քանի որ դա այն գործոններից մեկն է, որը մենք արդեն քննարկել ենք վերևում:

Ինչպե՞ս օգտագործել նյութերի լուծելիության աղյուսակը:

Ջրում նյութերի լուծելիության աղյուսակը քիմիկոսի հիմնական օգնականներից է։ Այն ցույց է տալիս, թե ինչպես են տարբեր նյութեր և միացություններ փոխազդում ջրի հետ: Հեղուկի մեջ պինդ մարմինների լուծելիությունը ցուցիչ է, առանց որի հնարավոր չէ շատ քիմիական մանիպուլյացիաներ:

Սեղանը շատ հեշտ է օգտագործել։ Առաջին տողը պարունակում է կատիոններ (դրական լիցքավորված մասնիկներ), երկրորդը՝ անիոններ (բացասական լիցքավորված մասնիկներ)։ Աղյուսակի մեծ մասը զբաղեցնում է յուրաքանչյուր բջիջում հատուկ նիշերով ցանց: Սրանք «P», «M», «H» տառերն են և «-» և «?» նշանները:

• «P» - միացությունը լուծվում է;
• «M» - մի փոքր լուծարվում է;
• «N» - չի լուծվում;
• «-» - կապը գոյություն չունի;
• «? - կապի առկայության մասին տեղեկություն չկա։

Այս աղյուսակում կա մեկ դատարկ բջիջ՝ սա ջուր է:

Պարզ օրինակ

Հիմա ինչպես աշխատել նման նյութի հետ: Ենթադրենք, դուք պետք է պարզեք, թե արդյոք աղը լուծելի է ջրի մեջ՝ MgSo 4 (մագնեզիումի սուլֆատ): Դա անելու համար դուք պետք է գտնեք Mg 2+ սյունակը և իջնեք այն դեպի SO 4 2- տող: Նրանց խաչմերուկում կա P տառը, ինչը նշանակում է, որ միացությունը լուծելի է:

Եզրակացություն

Այսպիսով, մենք ուսումնասիրել ենք ջրի մեջ նյութերի լուծելիության հարցը և ոչ միայն։ Անկասկած, այս գիտելիքը օգտակար կլինի քիմիայի հետագա ուսումնասիրության համար: Չէ՞ որ այնտեղ կարեւոր դեր է խաղում նյութերի լուծելիությունը։ Այն օգտակար է քիմիական հավասարումների և տարբեր խնդիրների լուծման համար։

31. Հավասարակշռություն վատ լուծվող աղերի հագեցած լուծույթներում: Վատ լուծվող աղի լուծելիության հաշվարկ. Վատ լուծվող աղերի լուծելիության բարձրացման մեթոդներ.

Վատ լուծվող աղերի լուծելիության և հավասարակշռության տեղաշարժի վրա ազդող գործոններ.
1) ջերմաստիճան
2) համանուն իոնը
3) աղի ազդեցություն
4) թթվայնություն (pH)
5) հիդրոլիզ
Հավասարակշռությունը փոխելու համար կարելի է տաքացնել, ավելացնել համանուն իոնը, ավելացնել աղի, թթվի լավ լուծույթ։
Լուծելիությունը հաշվարկվում է նրա Pr-ի հիման վրա (ակտիվ կոնցենտրացիաների արտադրանքը կայուն ջերմաստիճանում վատ լուծվող էլեկտրոլիտի հագեցած լուծույթում)

10) աղերի լուծելիությունը ջրում. Հագեցած և գերհագեցած լուծույթներ.
Լուծելիությունը նյութի կոնցենտրացիան իր հագեցած լուծույթում որոշակի պայմաններում՝ ջերմաստիճան և ճնշում:
Հագեցած լուծույթ - լուծույթ, որում, տվյալ պայմաններում, լուծվող նյութի կոնցենտրացիան ճիշտ նույնն է, ինչ լուծվող նյութի կոնցենտրացիան լուծույթում, որը թերմոդինամիկական հավասարակշռության մեջ է առանձին լուծվող նյութի հետ նույն պայմաններում:
Գերհագեցած - լուծույթ, նյութի կոնցենտրացիան, որի մեջ ավելի մեծ է, քան հագեցած լուծույթում: ավելցուկային նյութը հեշտությամբ նստում է: Սովորաբար, գերհագեցած լուծույթը ստացվում է ավելի բարձր ջերմաստիճանում հագեցած լուծույթը սառեցնելու միջոցով:
Չհագեցած - լուծույթ, որի կոնցենտրացիան ավելի քիչ է, քան հագեցած լուծույթում: և որի մեջ տվյալ պայմաններում կարելի է լուծարել դրա մի մասը։

Ինչպե՞ս է տեղի ունենում տարրալուծումը: Ջրի մոլեկուլը իր բարձր բևեռականության պատճառով (էլեկտրական լիցքերի տարանջատման արդյունքում) ունի էլեկտրական դաշտ, որն ընդունակ է գրավել այլ նյութերի մոլեկուլները։ Ջրի հետ շփվելիս նյութի բյուրեղային ցանցը կազմող իոնները (նկ. 1.10) շրջապատված են ջրի բևեռային մոլեկուլներով, որոնք բյուրեղային կառուցվածքից պոկված իոնների շուրջ կազմում են հիդրացիոն թաղանթ։

Շատ նյութեր իրենց բյուրեղային ցանցում պարունակում են որոշակի քանակությամբ ջրի մոլեկուլներ, որոնք, սակայն, բավարար չեն նյութն ամբողջությամբ լուծելու համար։ Նման նյութերը կոչվում են բյուրեղային հիդրատներ։ Դրանք ներառում են սոդա Na2CO3 x 10H2O, ալյումինի սուլֆատ Al2SO4 x 18H2O և շատ ուրիշներ: Կարբոնատները՝ ածխաթթվի կալցիումի և մագնեզիումի աղերը, ունեն նվազագույն լուծելիություն։ Սեղանի աղ NaCl-ը շատ լավ է լուծվում, ուստի այն շատ է ծովի ջրում:
Որոշ աղերի լուծելիությունը կախված է ջերմաստիճանից:
11) Վատ լուծվող միացություններ. Վատ լուծվող միացությունների լուծելիությունը փոխելու մեթոդներ.

Երբ գործընթացներն ընթանում են նույն արագությամբ, համակարգում հավասարակշռություն է հաստատվում.
CaCO3 ---> Ca (2+) + CO3 (2-)

<----

պինդ լուծում
փուլ

Լուծելիության արտադրանք

Վատ լուծվող էլեկտրոլիտի հագեցած լուծույթում իոնների կոնցենտրացիայի արտադրյալը հաստատուն արժեք է տվյալ ջերմաստիճանում։
Այն կոչվում է լուծելիության արտադրյալ և նշվում է PR նշանով։

Վատ լուծվող աղի լուծելիության հաշվարկ.

Օրինակ:

PRCaCO3 = 4,8 * 10 ^ -9 (^ նշանակում է իշխանության մեջ)

Լուծելիության նվազեցման կամ ավելացման մեթոդներ.

Ջերմաստիճանի ազդեցությունը... Եթե ​​նյութի տարրալուծումը էկզոթերմիկ գործընթաց է, ապա ջերմաստիճանի բարձրացման հետ նրա լուծելիությունը նվազում է (օրինակ՝ Ca (OH) 2 ջրում) և հակառակը։ Աղերի մեծ մասը բնութագրվում է տաքացման ժամանակ լուծելիության բարձրացմամբ:
Գրեթե բոլոր գազերը լուծվում են ջերմության արտանետմամբ: Հեղուկներում գազերի լուծելիությունը նվազում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ, իսկ ջերմաստիճանի նվազման հետ՝ մեծանում:

Ճնշման ազդեցությունը... Ճնշման աճով հեղուկներում գազերի լուծելիությունը մեծանում է, իսկ նվազման հետ՝ նվազում։