630

14. ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ. ВЯЖУЩИЕ МАТЕРИАЛЫ. СТЕКЛО. КЕРАМИКА

ЛИТЕРАТУРА:[2].

Дисперсные системы – это гетерогенные системы, в которых дисперсная фаза (д.ф.) – мелкораздробленное вещество равномерно распределено в дисперсионной среде (д.с.) - однородном веществе, в котором распределена дисперсная фаза.

Обязательным условием получения дисперсных систем является взаимная нерастворимость диспергируемого вещества (д.ф.) и дисперсионной среды (д.с.).

Классификация дисперсных систем а) по размеру дисперсной фазы (частиц)

72

б) по агрегатному состоянию фазы и среды (обозначения т – твердое вещество, г – газ, ж - жидкость)

Предельновысокодисперсные системы – коллоидные растворы (гели, золи).

Коллоидные растворы отличаются от истинных не только размером частиц, но и тем, что это гетерогенные системы.

Различают 2 типа коллоидных систем:

лиофильные (гидрофильные) – дисперсионная среда вода. Обладают сродством к растворителю: желатин, крахмал, клей, белки, H2SiO3 и др.; в красках – дисперсионная среда олифа (ж), а дисперсная фаза пигменты (т2).

лиофобные – сродства к растворителю не обнаруживают: соли металлов, гидроксиды, сульфиды и др.

гранула

мицелла

Гранулы несут одноименный заряд (в данном случае отрицательный), поэтому отталкиваются и не смешиваются.

73

Слипание коллоидных частиц – коагуляция, а дальше это приводит к выпадению осадка – седиментации.

Коагуляцию вызывают добавление в коллоидный раствор электролита-коагулятора, который снимает одноименный заряд с коллоидных частиц, а также повышение температуры и другие факторы.

Лаки, краски, клеи – коллоидные системы. Низкодисперсные системы образуются, когда в твердую

дисперсионную среду могут быть диспергированы жидкости, газы или твердые вещества.

Системы т2-г2 – твердые пены: пенопласты, пенобетон, пемза, шлаки с включением газов и др.

Чтобы получить устойчивые пены, суспензии, эмульсии, необходимы стабилизаторы (мыло, эмульгаторы, ВМС, ПАВ). Без эмульгаторов эмульсии неустойчивы; стабилизаторы вызывают отвердевание – пенобетоны, пенопласты и др.

Твердые пены получают путем введения в пластмассы некоторых веществ (NaHCO3, мочевины CO(NH2)2), которые при температуре 150-180 С разлагаются, выделяя газообразные продукты, которые создают пористые структуры:

t 2NaHCO3 Na2CO3+CO2 +H2O;

t CO(NH2)2 NH3 .

Большое значение имеют дисперсионные системы типа т1-т2. К ним относятся важнейшие строительные материалы – бетон, металлокерамика, ситаллы, цветные стекла, эмаль и др.

Вопросы для самопроверки

1.Что такое дисперсная система?

2.Как классифицируются дисперсные системы: а) по размеру дисперсной фазы; б) по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды?

3.Что такое коллоидный раствор? Какова структура коллоидной частицы?

74

4.Дайте определение понятию коагуляция. Перечислите факторы, влияющие на коагуляцию.

5.Объясните механизм коагуляции под действием растворов электролитов.

6.Где встречаются коллоидные растворы в строительстве?

7.Низкодисперсные системы в строительстве.

8.Получение, химический состав, свойства наиболее распространенных строительных материалов (ответы найдите из рекомендуемой литературы и других источников).

15.ПОЛИМЕРЫ И ОЛИГОМЕРЫ

ЛИТЕРАТУРА: [2]

Ответы на вопросы по этой теме находите самостоятельно из литературы, рекомендуемой к этой теме, и других источников.

75

ЧАСТЬ II. ЗАДАНИЯ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ ПО ХИМИИ

Каждый студент согласно учебному плану выполняет контрольную работу в соответствии с вариантом задания, определяемого по двум последним цифрам шифра из таблиц на страницах 77-78. Например, шифр студента 374, последние цифры, следовательно, 74, его вариант контрольной работы содержит следующие задачи: 6, 15, 30, 33, 41, 64, 84, 97, 108, 112, 129, 135, 144, 157, 167.

Условия однотипных задач даны в свободных таблицах. Основное изложение в таких случаях представлено под общим номером, например, 1 – 10 (с. 79). Вопросы с 1 до 10 имеют общее условие, а конкретный цифровой материал необходимо взять из таблицы в графе, соответствующей вашему варианту.При оформлении контрольной работы следует переписать условие задачи и составить ответ. Ответы нужно давать без излишних подробностей, но четко, ясно и по существу. Описываемые свойства соединений следует иллюстрировать примерами соответствующих реакций. Для окисли- тельно-восстановительных реакций нужно приводить уравнения электронного баланса. Ход решения следует пояснять и указывать размерность всех величин.

Работа должна быть аккуратно оформлена. Для замечаний рецензента оставляются поля. В конце работы следует указать использованную литературу, поставить подпись и дату выполнения работы.

При получении контрольной работы нужно внимательно ознакомиться с замечаниями рецензента и сделать соответствующие исправления и дополнения.

Если вам возвращена контрольная работа с пометкой «на доработку», то при ее доработке правильно решенные задачи не переписывайте заново. Вы должны выслать на повторное рецензирование эту же работу, в конце которой сделайте дополнения или приведете исправленные части решения к задачам в соответствии с замечаниями рецензента. Не следует делать мелкие исправления прямо в тексте задач – рецензент может их не обнаружить.

Студент, не сдавший контрольную работу, до экзамена не допускается.

76

ЗАДАНИЯ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ

1. Классы неорганических соединений

1-10. На примере соединений охарактеризуйте химические свойства класса. Подтвердите уравнениями реакций.

2. Строение атома и периодическая система элементов

11 – 20. Напишите электронные формулы атомов указанных элементов. Укажите их возможные валентные состояния. Приведите формулы их оксидов, гидроксидов. Укажите их характер (кислотный, основной, амфотерный). Укажите также свойства водородных соединений (если они имеются).

3. Химическая связь и строение молекул

21 – 25. Перечислите виды химических связей. Сравните их между собой по способу образования. Укажите характер связи (на основе графического изображения) между всеми атомами в молекулах веществ, названия которых даны в таблице.

26 – 30. Перечислите основные свойства ковалентной связи. На основе метода валентных связей постройте схемы перекрывания электронных облаков при образовании молекул.

4. Энергетика химических процессов. Химическая термодинамика

31-40. 1. На основании расчета изменения энергии Гиббса укажите, какая из реакций может протекать самопроизвольно при стандартных условиях. Учтите коэффициенты при расчете.

2. Вычислите температуру, при которой установится равновесие в данной системе.

78

3. Вычислите количество теплоты, поглощенной или выделенной при реакции. Расчет производите с учетом коэффициентов. Укажите, какой является реакция: экзотермической или эндотермической.

31.1. а) Н2О2(ж)→ Н2О(ж) + О2(г) б) Н2(г) + N2(г) → NH3(г)

в) N2O4(г) → NO2(г)

2. Fe2O3(к) + Н2(г) → Fe(к) + Н2О(г), если ∆Н0 = +96,61 кДж/моль 3. оксида кальция с водой.

32. 1. а) HCl(г) + О2(г) → Н2О(г) + Cl2(г) б) СН4(г) + Н2S(г) → СS2(г) + Н2(г)

в) Н2О(ж) → Н2О(г)

2.BaO(к) + СО2(г) → ВаСО3(к), если S0 = - 189,8 Дж/моль∙К

3.растворения 34 г аммиака в воде.

33.1. а) NO(г) + О2(г) → NO2(г)

б) HI(г) → H2(г) + I2(г)

в) HI(г) → H2(г) + I2(к)

2.CH4(г) + СО2(г) → СО(г) + Н2(г), если ∆Н0 = 247,37 кДж/моль.

3.восстановления 80 г оксида железа (III) водородом до сво-

бодного металла.

34. 1. а) CH4(г) + Н2О(г) → СО2(г) + Н2(г)

б) NH3(г) → Н2(г) + N2(г)

в) СаСО3(к) → СаО(к) + СО2(г)

2. СО(г) + Н2(г) → СН3ОН(ж), если ∆Н0 = - 128,05 кдж/моль.

3. разложения 17 г перекиси водорода (Н2О2(ж)) на воду и кислород.

35. 1. а) Н2(г) + S(к) → Н2S(г)

б) Н2О(г) + Cl2(г) → HCl(г) + О2(г)

в) Н2О(ж) + Cl2(г) → HCl(ж) + О2(г)

2.CаО(к) + СО2(г) → СаСО3(к), если ∆Н0 = -177,49 кДж/моль.

3.разложение 1 л воды под действием электрического тока.

36.1. а) Н2О(г)→ Н2(г) + О2(г)

б) Н2О(ж)→ Н2(г) + О2(г)

в) Cr2O3(к) + Al(к) → Al2O3(к) + Cr(к)

2. NH3(г) + Н2О(ж) → NH4OH(ж), если S0 = -82,56 Дж/моль∙К.

3. взаимодействия 31 г оксида натрия с оксидом углерода

(IV).

79

37. 1. а) С(к) + СО2(г) → СО(г)

б) NH3(г) → N2(г) + Н2(г)

в) NO2(г) → N2O4(г)

2. Fe(к) + Н2О(г) → Н2(г) + Fe2O3(к), если ∆Н0 = - 47.9 кДж/моль. 3. горения 96 г серы.

38. 1. а) С2Н2(г) + О2(г) → СО2(г) + Н2О(г) б) С2Н4(г) + О2(г) → СО2(г) + Н2О(г)

в) Na2CO3(к) → Na2O(к) + СО2(г)

2.SO2(г) + О2(г) → SO3(г), если S0 = - 205,03 Дж/моль∙К.

3.образования 10 г хлорида натрия из простых веществ.

39.1. а) NH3(г) + Н2О(ж) → NH4OH(ж)

б) PbS(к) + O2(г) → PbO(к) + SO2(г)

в) СО(г) + Н2(г) → СН4(г) + СО2(г)

2. FeO(к) + Н2(г) → Fe(к) +Н2О(г), если ∆Н0 = 21,84 кДж/моль. 3. разложения 50 г карбоната бария.

40. 1. а) Н2(г) + Cl2(г) → НСl(г)

б) СН4(г) + Н2S(г) → СS2(г) + Н2(г) в) С(к) + СО2(г) → СО(г)

2.СаСО3(к) → СаО(к) + СО2(г), если ∆Н0 = 177,49 кДж/моль.

3.взаимодействия 160 г оксида магния с оксидом углерода

(IV).

5.Скорость химической реакции. Химическое равновесие

41 – 45. Дайте определения понятия «скорость реакции». Что такое «константа скорости»? Пользуясь законом действия масс, запишите выражение для скорости гомогенной реакции, протекающей в газовой фазе по указанной схеме. Определите, как изменится скорость реакции при увеличении давления в 2 раза? При увеличении концентрации угарного газа в 3 раза?

80

46–50. Как влияет температура на скорость реакции? Сформулируйте правило Вант Гоффа. Пользуясь этим правилом, по данным таблицы найдите скорость реакции (V t2) при температуре t2.

51–55. Какое состояние системы называется химическим равновесием? Что можно сказать о положении равновесия, зная величину константы равновесия? Найдите константу равновесия для данного процесса по величинам равновесных концентраций в таблице.

56-60.Сформулируйте принцип Ле Шателье. Как изменится равновесие в системах, указанных ниже, при увеличении температуры или давления?

81