Семинарское занятие №8 Электрохимия.

Союз электричества и химии является естественным, т.к. и в химических процессах и в электрических действуют одни и те же заряженные частицы: электроны и ионы (катионы и анионы).

Начало науки заложено в опытах Луиджи Гальвани и Алессандро Вольта (1790-е годы). Целью опытов этих итальянцев было получение генерация электрического тока в результате проведения химических реакций, а также обратная задача: используя электрический ток, получить из одних веществ другие.

Энергию, выделяющуюся в результате любой самопроизвольной окислительно-восстановительной реакции, можно непосредственно использовать для генерации электрического тока (выполнения любой электрической работы). Это осуществлено в гальваническом элементе: устройстве, в котором е обмениваются не между реагентами, а перетекают по внешней цепи.

ЭДС гальванического элемента — сила, которая заставляет перетекать электроны по внешней цепи,— зависит от того, какая реакция в нем протекает, от концентрации реагентов и продуктов, от температуры.

Коррозия металлов — окисление металлов под действием веществ из окружающей среды, в результате которого металл переходит в нежелательное соединение. 20 % железа, производимого ежегодно, идет на замену железных изделий, ставших негодными из-за ржавления.

Литература

1. Коровин, Н.В. Общая химия: Учебник для вузов /Н.В. Коровин.- М.: Высшая школа, 2002.-558 с.

2. Общая химическая технология и основы промышленной экологии / Ксензенко В.И., Кувшинников И.М., Скоробогатов В.С.и др.- М.: Колос, 2003.-328 с.

3. Семенов, И.Н. Химия: Учебник для вузов/ И.Н Семенов, И.Л.Перфилова.-СПб.: Химиздат, 2000.-470 с.

4. Угай, Я.А. О химии полупроводников. Соровский образовательный журнал. №6, 1997.

5. Шапник М.С. Комплексы в гальванотехнике. Соровский образовательный журнал. № 9, 1996.

Темы рефератов и докладов:

1. Устройство и предназначение гальванического элемента.

2. Качества гальванических элементов, применяемые на практике. Стоимость электроэнергии, произведенной химическими источниками тока.

3. Топливный элемент. Перспективы использования в автомобильной промышленности.

4. Химические источники тока многоразового использования.

5. Свинцовый и литиевый аккумуляторы — преимущества и недостатки.

6. Гальванотехника. Гальванопластика и гальваностегия.

7. Электролитические способы получения веществ.

8. Коррозия металлов. Виды коррозии и методы борьбы с ней.

Семинарское занятие №9 Химия растворов.

Вода покрывает 71 % земной поверхности.

Функции воды:

Терморегулирующая — в биосфере это один из факторов климатообразования, большие резервуары воды, как аккумуляторы теплоты, смягчают сезонные и суточные разности температур вследствие большой теплоемкости и большой теплоты испарения. Даже вблизи малых водоемов существует микроклимат. В промышленности осуществляют теплообмен (охлаждение и нагревание) при циркуляции горячей и холодной воды.

Транспортная — в круговороте ежегодно участвует 1,25*10¹⁴ т осадков. Речной сток переносит вещества, атмосферные осадки, паводки, грунтовые и поверхностные воды. В организме все вещества передвигаются в растворенном виде в воде. В промышленности большинство реагентов подается в реактор в растворенном виде. Транспорт леса и судов по воде.

Каталитическая — в отсутствии следов влаги практически не протекают некоторые обычные реакции.

Реагентная — вода источник водорода для фотосинтеза, щелочные металлы образуют щелочи, оксиды — щелочи и кислоты, активные металлы выделяют водород. Вода способна к комплексообразованию. Образуются координационные соединения: три типа присоединения воды к молекулам других веществ:

1. Ионный тип — взаимодействие с металлами и оксидами щелочных металлов. Вода называется конституционная.

2. Координационный тип — дипольные взаимодействия с металлами, в результате образуются кристаллогидраты или аквакомплексы, клатраты (соединения включения по принципу «гость» «хозяин»). Вода называется кристаллизационная.

3. Адсорбционный тип — межмолекулярные силы притяжения. Вода называется гигроскопическая.

Растворитель — универсальный лучший растворитель для большинства биоорганических соединений. Являясь внутриклеточной средой, вода обеспечивает быстрое протекание всех биохимических реакций в растворе.

Несимметричное распределение электрических зарядов обуславливает возникновение большого дипольного момента 1,84 Дебая. Благодаря этому возникают многочисленные электростатические взаимодействия между молекулами — водородные связи. Наиболее устойчивы у воды в жидком состоянии ассоциаты в виде сдвоенных молекул.

Водоподготовка — это обработка воды, поступающей из природного источника на питание паровых и водогрейных котлов или для различных технологических целей.