fémek

Számos kémiai reakció egyszerű anyagokat, különösen fémeket tartalmaz. A különböző fémek azonban különböző aktivitást mutatnak a kémiai kölcsönhatásokban, és ez attól függ, hogy a reakció áramlik, vagy sem.

Minél nagyobb a fém aktivitása, az energikus, hogy más anyagokkal reagál. A tevékenység, minden fém lehet elhelyezni egy sorban, amely az úgynevezett számos fém aktivitását, vagy egy döntő tartományban a fémek, vagy több fém feszültségek, valamint elektrokémiai számú fémek feszültség. Ez a sorozat először kiemelkedő ukrán tudós M.M. Beketov, így ez a sorozat is nevezik közelében Beketov.

A biketov fém aktivitási sorozat ilyen jellegű (a leggyakoribb fémek jelennek meg):

K\u003e Ca\u003e Na\u003e Mg\u003e Al\u003e Zn\u003e Fe\u003e Ni\u003e SN\u003e PB \u003e\u003e H 2\u003e CU\u003e HG\u003e AG\u003e AU.

Ebben a sorban a fémek a tevékenységük csökkenésével vannak elhelyezve. A bemutatott fémek közül a legaktívabb kálium és a legkevésbé aktív - arany. Ezzel a sorozatsal meghatározhatja, hogy melyik fém aktívabb a másikból. A sorozatban is hidrogén van. Természetesen a hidrogén nem fém, de ebben a sorban aktivitása elfogadható a referenciapontra (sajátos nulla).

Fém kölcsönhatás vízzel

A fémek képesek a hidrogén, nem csak savas oldatok, hanem vízből is. Csakúgy, mint a savakkal, a fémek vízzel való kölcsönhatásának aktivitása balról jobbra nő.

A Magnéziumban lévő tevékenységek sorában lévő fémek normál körülmények között reagálhatnak vízzel. Ezen fémek kölcsönhatásában lúgok és hidrogén keletkezik, például:

Más fémek hidrogénnel szemben számos tevékenységben is kölcsönhatásba léphet a vízzel, de ez szigorúbb körülmények között fordul elő. A forró fém fűrészpor, túlmelegedett vízgőz. Ilyen körülmények között a hidroxidok nem létezhetnek, ezért a reakciótermékek a megfelelő fémelem és a hidrogén oxidja:

A fémek kémiai tulajdonságainak függése a helyről egy sorban

← a fém aktivitás növekszik

Squeeze hidrogént savakból

Ne helyezzen hidrogént a savakból

Ocope hidrogén a vízből, alkálifém

A hidrogén magas hőmérsékleten végzett vízből, oxidok formájában

3 víz nem léphet kapcsolatba

Lehetetlen a sót kiszorítani a vizes sóból

A sóoldatból vagy az oxidolvadékból aktívabb fémből állítható

Fém kölcsönhatás sókkal

Ha oldható só vízben, akkor egy fémelem atomja egy aktív elem egy atomja helyettesíthető. Ha merülne a szulfát Kupu (II), a vaslemez, majd egy idő után, akkor egy piros repülés formájában kiemeli a rézet:

De ha nincs ezüstlemez a dump (II) szulfát oldatába, akkor nem lesz reakció:

A cupups bármely fémből is kiegészíthető számos fém tevékenységben. Azonban a fémek, amelyek a sorban - nátrium, kálium, stb. - Ehhez nem megfelelő, mert olyan aktívak, hogy kölcsönhatásba lépnek a sóval, de vízzel, amelyben ezt a sót feloldjuk.

A fémekből származó fémek elmozdulását az aktívabb fémek számára nagyon széles körben használják a fémek kivonására.

Fém kölcsönhatás oxiddal

A fémelemek oxidjai képesek kölcsönhatásba lépni a fémekkel. További aktív fémek A kevésbé aktív oxidok kiszorítása:

De ellentétben a fémek sóval történő kölcsönhatásával, ebben az esetben az oxidokat meg kell olvasztani, hogy a reakció következtében. A termelés fém-oxid, bármilyen fém lehet használni, amely a területén található egy sorban a tevékenység a bal, akár a legaktívabb nátrium és kálium, mert az olvadt oxid víz nem tartalmazott.

Az oxiddal végzett fémek kölcsönhatását az iparban használják más fémek kivonására. A legtöbb praktikus fém - alumínium módszer erre a módszerre. Elterjedt a természetben és olcsó a termelésben. Használhat több aktív fémt (kalcium, nátrium, kálium), de először, elsősorban drágább alumínium, és másrészt az ultra-magas kémiai aktivitás révén nagyon nehéz fenntartani a gyárakat. Ez a módszer kitermelése fémek alumínium felhasználásával nevezzük aluminotherm.

Nyilvánvaló, hogy semmi sem érthető.

Elemezzük azokat a folyamatokat, amelyek akkor fordulhatnak elő, amelyek akkor fordulhatnak elő, ha a fémlemez felmerül az azonos fém sóoldatába, amelyből maga a lemezt gyártják, amelyek ilyen esetekben úgynevezett elektróda.

Két lehetőség lehetséges.

1.opció . Az elektróda fémből készül, ami aktív redukálószer (nem "sajnálja, hogy az elektronokat adja meg), legyen szó, mondd, cink.

Miután a cinkelektróda az oldatban merül fel, az oldatban jelen lévő vízpótlók, elkezdnek egy bizonyos részét a cink atomok, amelyek az oldathoz hidratált ionok formájában továbbítják, de az elektronok elé állnak a felületen az elektróda.

Me 0 + mh 2 o → me n + · mh 2 o + ne - me 0 → me n + + ne -

Fokozatosan a cinkelektród felszíne egyre több "elhagyott" negatív elektronokat gyűjt, a cinkelektród negatív töltést szerez. Ezzel a folyamattal párhuzamosan a pozitív töltött cink-ionok mennyisége nőtt, ami elhagyta az elektródát. A cinkkationok negatív töltésű elektródát vonzanak, aminek következtében az úgynevezett elektródoldat alakul ki a határon. kettős elektromos réteg (Des).

2. lehetőség. Az elektróda fémből készül, ami gyenge redukálószer (ez egy "sajnálatos" az elektronokkal). Hagyja, hogy az ilyen fémjáték szerepe réz. Így az oldatban található rézionok erős oxidálószerek. Ha a rézelektróda az oldatba merül, a rézionok egy része az elektród felszínéről indul, és a rézben lévő szabad elektronok miatt helyreáll.

Nekem n + + ne - → me 0

Van egy folyamat, fordított verzió 1. Fokozatosan egyre több rézkation található az elektród felszínén. A visszaállítás, a kationok pozitívan töltik fel a rézlemezet, mivel a töltés egyre nagyobb a pozitív rézelektródát növeli, és inkább vonzza a negatív töltésű ionokat, így kettős elektromos réteget képez, de fordított polaritás, mint az 1. verzióban.

A határon alakult elektródoldat A potenciális különbséget hívják elektródpotenciál.

Az ilyen potenciál mérése nagyon nehéz. Ahhoz, hogy kijusson egy nehéz helyzetből, úgy döntöttek, hogy nem abszolút értékeket, de relatív, míg referenciaként úgy döntöttünk, hogy a hidrogén elektródának potenciálját veszi át, amely egyenlő nulla.

Egy adott fémelektród potenciálja az oldat fém, koncentrációja és hőmérséklete függvénye.

Mivel a lúgos és alkáliföldfémek vizes oldatokban vízzel reagálnak - elektródpotenciáljuk elméletileg kiszámításra kerül.

Minden fém készül a szabványos elektróda potenciáljának növelése érdekében - ilyen számot hívnak elektrokémiai fémfeszültségek:

Mi mutatja az elektródpotenciálját

Az elektróda potenciálja a fém azon képességének számszerű értékét tükrözi, hogy elektronjainak vagy visszaállítása más szavakkal beszéljen, tükrözi a fém kémiai aktivitását.

A bal oldali az elektrokémiai sorban a fém (lásd fent), annál könnyebben megadja az elektronjait, azaz aktívabb, más elemekkel is érvényesül.

Ha szélsőséges, akkor:

• a lítium a legerősebb redukálószer, és a lítiumion a leggyengébb oxidálószer;
• arany A leggyengébb redukálószer, és az arany ion a legerősebb oxidálószer.

A fémek elektrokémiai sorozatából eredő következménye:

• A fém az összes többi fémből áll a sókból álló sókból a jobb oldalán (amelyek gyengebb csökkentő ágensek);
• Az elektródpotenciál negatív értékével rendelkező fémek, azaz a hidrogén bal oldalán tartozó, azaz a savakból kiszorul;
• Az elektródpotenciál legalacsonyabb értékeivel rendelkező legaktívabb fémek (ezek a lítium-nátrium-metaliumok), vizes oldatokban, elsősorban vízzel reagálnak.

Meg kell jegyezni, hogy a fémek helyzete az időszakos táblázatban, és ugyanazon fémek helyzete az elektrokémiai stresszes sorban kissé eltérő. Ez a tény magyarázza, hogy az érték az elektród potenciálja nem csak attól függ a szükséges energiát a szétválasztása elektronok egy elszigetelt atom, de a szükséges energiát, hogy elpusztítsa a kristályrács + energia, amely megjelent során hidratációját ionok is tartalmaz.

Elektrokémiai rendszerek

Általános jellemzők

Elektrokémia - A szakasz a kémia, amely tanulmányozza a folyamatok a potenciális különbség, és az átalakítás a kémiai energia elektromos (galvanikus elemek), valamint a végrehajtása kémiai reakciók miatt a költségek a villamos energia (elektrolízis). Ez a két, közös természetű folyamatot széles körben használják a modern technikákban.

A galvanikus elemeket autonóm és kis energiaforrásokként használják gépek, rádióberendezések és vezérlőkészülékek számára. Elektrolízis segítségével különböző anyagokat kapunk, felületfelületek, a kívánt forma termékeit hoztuk létre.

Elektrokémiai folyamatok nem mindig olyan személyre, és nem ritkán nagy kárt okozva megerősített korrózió és megsemmisítése fémszerkezetek. Ahhoz, hogy ügyesen használjanak az elektrokémiai folyamatok és a nemkívánatos jelenségek kezelésére, meg kell vizsgálni és képesek állítani.

Ennek oka a előfordulása elektrokémiai jelenségek az átmenet az elektronok vagy változás az oxidáció mértékét az atomok az érintett anyagok elektrokémiai folyamatokban, hogy van, oxidatív-redukáló reakciók előforduló heterogén rendszerek. Oxidatív-redukáló reakciókban az elektronok közvetlenül kapcsolódnak a redukálószertől az oxidálószerig. Ha az oxidáció és helyreállítás folyamata térben megosztott, és az elektronokat a fémvezeték küldi, akkor egy ilyen rendszer galvanikus elem lesz. A galvanikus elemben lévő elektromos áram előfordulásának és áramlásának oka a potenciálok különbsége.

Elektródpotion. Elektródpotenciál mérése

Ha az előírtnál egy tányér minden fém és elhagyható vízbe, majd a felületi réteg ionok hatására poláros vízmolekulák szakadt és hidratáljuk a folyadékot. Az ilyen átmenet következtében a folyadék pozitívan tölti, és a fém negatív, mivel felesleges elektronok. A fém ionok felhalmozódása a folyadékban elkezdi lassítani a fém feloldódását. A szerelt egyensúlyt telepítik

Tudok 0 + mn 2 o \u003d i n + × m h 2 o + ne -

Az egyensúlyi állapot mind a fém aktivitásától, mind az ionjainak koncentrációjától függ az oldatban. Abban az esetben, az aktív fémek egy sorban a feszültségek a hidrogén, a kölcsönhatás poláros vízmolekulák végei egy elválasztása felületén a pozitív fémionok és az átmenet a hidratált ionok az oldathoz (ábra. B). A fémek negatívan töltődnek. A folyamat oxidáció. Mivel az ionok koncentrációja nő, a felület valószínűleg a fordított folyamat - az ionok helyreállítása. Az oldatban lévő kationok elektrosztatikus vonzereje és a felületen lévő felesleges elektronok kettős elektromos réteget képeznek. Ez egy bizonyos potenciális különbség előfordulásához vezet a fém és a folyadék határain, vagy a potenciális ugrás között. A fém és környező vízi környezet közötti potenciális különbséget hívják elektródpotion. Ha a fém a fém sóoldatába merül, az egyensúly eltolódik. A fém ionjainak koncentrációjának növelése az oldatban megkönnyíti az oldatból származó tranzitionok feldolgozását egy fémbe. Fémek, amelyek ionjaik jelentősen képesek az oldatra való áttéréshez, és ilyen oldatban pozitívan, de kisebb mértékben, mint a tiszta vízben.

Inaktív fémek esetében a fémionok egyensúlyi koncentrációja az oldatban nagyon kicsi. Ha egy ilyen fém a fém sóoldatában merül fel, akkor pozitívan feltöltött ionokat kiemelnek fémen, nagyobb sebességgel, mint az ionok fémből való átmenete az oldatba. A fém felülete pozitív töltést kap, és az oldat negatív, a felesleges só anionok miatt. És ebben az esetben a határon, a fém - a megoldás kettős elektromos réteg következik be, ezért bizonyos potenciálok különbsége (B ábra). A figyelembe vett esetekben az elektródpotenciál pozitív.

Ábra. A fém fémből való átmenet folyamata a megoldásba:

a - egyensúly; B - feloldódás; letétbe helyezés

Az egyes elektródok potenciálja a fém természetétől függ, az ionok koncentrációja oldatban és hőmérsékleten. Ha a fém elhagyjuk oldatba annak sóját, amely egy fém-mól 1 dm 3 (aktivitását, amely 1), az elektród potenciál lesz állandó érték hőmérsékleten 25 o C és nyomása 1 atm. Ezt a potenciált hívják szabványos elektromos potenciál (E).

Fémionok, amelyek pozitív töltéssel vannak behatolva az oldatba, és mozognak a fémoldat szakasz potenciális területén, energiát töltenek. Ezt az energiát kompenzálják az izotermikus bővítés működése az ionok nagyobb koncentrációjából a felszínre kisebb megoldásra. Pozitív ionok felhalmozódnak a közeli felszínre a koncentrációig tól től ról ről majd menjen egy olyan megoldásra, ahol az ingyenes ionok koncentrációja tól től. Az ENF elektromos mező működése megegyezik az RTLN expanzió izotermikus működésével (o / c). A munka mindkét kifejezésének megegyezése eltávolítható a potenciál összegét

EN F \u003d RTLN (O / C), -E \u003d RTLN (C / CO) / NF,

ahol e a fém potenciálja; R jelentése univerzális gáz-konstans, J / MOL; T - hőmérséklet, K; N - az ion díja; F - Faraday száma; C az ingyenes ionok koncentrációja;

c o az ionok koncentrációja a felszíni rétegben.

Közvetlenül mérje meg a potenciál összegét, mivel nem lehet kísérletileg meghatározni az O. Az elektródpályák értékeit a másik elektród nagyságához viszonyítva kísérletileg meghatározzák, amelynek potenciálját feltételesen nulla lehet. Egy ilyen szabványos elektród vagy elektród összehasonlítás normál hidrogén elektróda (n.v.e.) . A hidrogén elektróda eszköz az ábrán látható. Ez egy elektrolitikusan kicsapódott platinával bevont platina lemezből áll. Az elektróda merítjük 1 mólos kénsavval (az aktivitás hidrogén-ionok 1 mol / dm 3), és mossuk egy sugárhajtású halmazállapotú hidrogén nyomás alatt 101 kPa és T \u003d 298 K. Ha a platina-hidrogénnel telítjük A fémfelületen az egyensúly megteremtése, a teljes folyamatot az egyenlet fejezi ki

2n + + 2e ↔ h 2 .

Ha a fémlemezt merítjük 1 mólos só ez a fém, csatlakoztassa a külső vezetőt a standard hidrogén elektród, és a megoldások elektrolitikus gombot, akkor megkapjuk a galvanikus elem (32.). A galvanikus elem elektromotoros ereje lesz az érték a fém standard elektromos potenciálja (e ról ről ).

Szabványos elektromos kapacitásmérési séma

a hidrogén elektródához viszonyítva

Cink-szulfát-oldatot egy 1 M cink-szulfát-oldatban, és hidrogén elektródával csatlakoztatva galvanikus elemet kapunk, amelyet a következőképpen írunk

(-) Zn / Zn 2+ // 2H + / h 2, pt (+).

A diagramban egy tulajdonság az elektróda és az oldat közötti szakasz határát jelenti, két funkció - a megoldások közötti határ. Az anódot balra rögzítjük, a jobb oldali katód. Ilyen elemben a Zn O + 2H + \u003d Zn 2+ + H2 reakciót végezzük, és az elektronok a külső áramkör mentén mozognak a cinkből a hidrogén elektródához. A cinkelektróda (-0,76 v) standard elektródpotenciálja.

A rézlemez elektródaként történő felvétele a megadott körülmények között egy standard hidrogénelektróddal kombinálva galvanikus elemet kapunk.

(-) PT, H 2 / 2H + // CU 2+ / CU (+).

Ebben az esetben a reakció bevétele: CU 2+ + H 2 \u003d CU + 2H +. A külső áramkör mentén lévő elektronokat a hidrogén elektródából a rézelektródra mozgatjuk. A rézelektród (+0,34 v) standard elektródpotenciálja.

Számos szabványos elektród potenciál (feszültség). Nernsta egyenlet

Miután fémek annak érdekében, hogy fokozza az standardpotenciál, kap több olyan feszültségek Nyikolaj Nyikolajevics Beketova (1827-1911), vagy egy sor standardpotenciál. A szabványos elektródák numerikus értékeit számos technikailag fontos fémre mutatjuk be a táblázatban.

Számos feszültségű fém

Számos stressz jellemzi a fémek bizonyos tulajdonságait:

1. Minél alacsonyabb a fém elektródpotenciáljának értéke, annál kémiailag aktívabb, könnyebben oxidálható, és nehezebb az ionjaitól. A természetben lévő aktív fémek csak Na, K, ... természetben léteznek a természetben, mind a vegyületek formájában, mind a Cu, AG, Hg szabad állapotában; AU, PT - csak szabad állapotban;

2. A negatív elektródpotenciál, mint a magnézium, a vízből hidrogénatom;

3. A hidrogén-feszültségű feszültségekkel szembeni fémek, hidrogént nyomjuk meg hígított savak oldataiból (amelyek közül anionok nem mutatnak oxidatív tulajdonságokat);

4. Mindegyik fémfém, amely nem bomlik a víz, kiszorítja a fémek pozitív értékét az elektródpotenciáknak sóik oldataikból;

5. Minél több fémet különböztetünk meg az elektródpotenciál értékeinek, annál nagyobb az E.D.S. értéke Egy galvanikus elem, amelyre épült.

A függőség a nagysága a elektród potenciál (E) a fém természetétől, a tevékenységét annak ionok az oldatban és a hőmérséklet fejezi ki a Nernst-egyenlet

E i \u003d e a me + rtln (A me n +) / nf,

hol van a fém standard elektródpotenciálja, a ME N + a fémionok aktivitása az oldatban. 25 o C standard hőmérsékleten, híg oldatokhoz, a (a) aktivitást (C) koncentrációval, a természetes logaritmus, decimális, az R, t és F értékek helyettesítésével

E I \u003d E körülbelül Me + (0.059 / N) LGC.

Például egy sóoldat oldatába helyezett cinkelektród esetében a hidratált zn 2+ × MH 2O koncentrációja Rövidítve a Zn 2+ -ot, majd

E Zn \u003d E körülbelül Zn + (0.059 / N) LG [Zn 2+].

Ha \u003d 1 mol / dm 3, akkor e zn \u003d e körülbelül zn.

Elektromotoros elemek, elektromotoros erőjük

Két fém, amely a vezetők által összekapcsolt sóinak megoldásaiba merülnek, galvanikus elemet alkotnak. Az első galvanikus elemet 1800-ban alexander volttal találták fel. Az elem rézből és horganyzott lemezekből állt, amelyek zárt, nedvesített kénsavoldattal elválasztottak. A nagyszámú lemezek konzisztens vegyülésével a Volta elem jelentős elektromotoros erővel rendelkezik (ED).

A galvanikus elemben lévő elektromos áram előfordulása az elkészített fémek elektródpotenciáljainak különbsége miatt következik be, és az elektródákon folyó kémiai transzformációkat kíséri. Tekintsük a galvanikus elem munkáját a réz-cinkelem példáján (J. Daniel - B.S. Jacobi).

Daniel-Jacobi réz-cink galvanikus eleme

Egy cink-elektród, csökkentjük cink-szulfát oldatot (C \u003d 1 mol / dm 3), cink-oxidációja (feloldódása cink) Zn o - 2e \u003d Zn 2+ bekövetkezik. Az elektronok jönnek a külső láncba. Zn - Electron forrás. Az elektronforrás negatív elektróda - anód. Az elektród rézből elmerül a réz-szulfát-oldatot (C \u003d 1 mol / dm 3), a fémionok helyreáll. A réz atomok kicsapódnak a CU 2+ + 2E \u003d CU elektróda. Rézelektród pozitív. Ez egy katód. Ugyanakkor az így 4 ionok egy része 2- mozog a sóhídon az edényben a ZnSO 4 oldatával . Az anódon és a katódon előforduló folyamatok egyenlete után megkapjuk a teljes egyenletet

Boris Semenovich Jacobi (Moritz Hermann) (1801-1874)

vagy molekuláris formában

Ez egy közönséges oxidatív - a rehabilitációs reakció a fémhabarcs határán történik. A galvanikus elem elektromos energiáját a kémiai reakció miatt kapjuk meg. A figyelembe vett galvanikus elem rövid elektrokémiai rendszerként írható.

(-) Zn / Zn 2+ // Cu 2+ / Cu (+).

A galvanikus elem működésének előfeltétele a potenciálok különbsége, azt hívják galvanikus elem (ed) elektromos ereje . E.D.S. Bármely működési galvanizáló elem pozitív. Az EDS kiszámításához. A galvanikus elem a kevésbé pozitív potenciál nagyságának nagyságrendjétől függően szükséges. Így e.d.s. Réz-cink galvanikus elem standard körülmények között (t \u003d 25 ° C, C \u003d 1 mol / dm 3, p \u003d 1 atm) egyenlő a réz (katód) és a cink (anód) standard elektródpotenciálja közötti különbséggel

e.D.S. = E ov u 2+ / cu - e o zn 2+ / zn \u003d +0.34 V - (-0,76 V) \u003d +1.10 V.

A cink-ion Cu 2+ párja helyreáll.

A működéshez szükséges elektródpályák különbsége ugyanolyan koncentrációjú oldat és ugyanazok az elektródák segítségével hozható létre. Egy ilyen galvanikus elem hívott koncentráció És ez a megoldás koncentrációjának kiegyenlítése miatt működik. Egy példa két hidrogén elektródából készült elem.

PT, H 2 / H 2SO 4 (C`) // H 2SO 4 (C`) / H 2, PT,

ahol a` \u003d `; a` \u003d ``.

Ha P \u003d 101 kPa, a "< с``, то его э.д.с. при 25 о С определяется уравнением

E \u003d 0,059lg ("/ s").

C` \u003d 1 mol-ion / dm 3 eds Az elemet a második oldatban hidrogénionok koncentrációja határozza meg, vagyis e \u003d 0,059LGC`` \u003d -0,059 pH.

A hidrogénionok koncentrációjának meghatározása, és ennek következtében a tápközeg mérő E.D.S. A megfelelő galvanikus elemet potenciometriásnak nevezzük.

Akkumulátorok

Akkumulátorok az újrafelhasználható és reverzibilis cselekvés galvanikus elemei. Képesek a felhalmozott kémiai energiát elektromos vízbe konvertálni a kisülés során, és elektromos vegyi anyagban, létrehozva a raktárkészletet a töltés folyamatában. Az E.D.S. óta Az akkumulátorok kicsiek, működés közben általában az akkumulátorban vannak csatlakoztatva.

Ólom akkumulátor . Az ólom akkumulátor két perforált Ólomlap, amelyek közül az egyik (negatív) a töltés után tartalmaz egy töltőanyagot - szivacs aktív ólom, és a másik (pozitív) - ólom-dioxid. Mindkét lemez 25-30% -os kénsavoldatba merül (35. Akkumulátoros rendszer

(-) PB / p -p h 2 SO 4 / PBO 2 / PB (+) .

Mielőtt az ólomelektródák pórusainak feltöltése előtt a paszta üres, a PBO ólom-oxid szerves kötőanyagán kívül. Ennek eredményeképpen az elektróda lemezek pórusaiban kénsav-oxid-kénsav-kölcsönhatásának eredményeképpen az ólom-szulfát kialakul

PBO + H2 SO 4 \u003d PBSO 4 + H 2 O .

Elemek töltése, kihagyása elektromos áram

Folyamatos mentesítés

Az akkumulátor töltése és kisülése során előforduló teljes folyamatok a következőképpen jeleníthetők meg.

Az akkumulátor töltése során az elektrolit sűrűsége (kénsav) nő, és a kisülés csökken. Az elektrolit sűrűségével megítélik az akkumulátor eltömődésének mértékét. E.D.S. Vezető akkumulátor 2.1 V.

Előnyök Az ólom akkumulátor nagy elektromos kapacitás, működési stabilitás, nagyszámú ciklus (kisülési töltés). hátrányok - nagy tömegű, és ezért kis fajlagos kapacitása, a kibocsátás a hidrogén töltés során, nem szorító jelenlétében tömény kénsav-oldattal. Ebben a tekintetben jobb lúgos elemek.

Alkáli elemek. Ezek közé tartoznak a kadmium-nikkel és a vas-nikkel akkumulátorok T. Edison.

Edison akkumulátorok és ólomelemek

Thomas Edison (1847-1931)

Hasonlóak egymáshoz. A különbség a negatív elektród lemezeinek anyagaiban áll. Az első esetben kadmium, a második vasban. Az elektrolit a Con ω \u003d 20% -os megoldás . A kadmium-nikkel akkumulátorok a legnagyobb gyakorlati jelentőséggel bírnak. Kadmium-nikkel akkumulátorrendszer

(-) CD / oldat KOH / NI 2O 3 / NI (+).

A kadmium-nikkel akkumulátor munkája Redox reakción alapul, a Ni 3+ részvételével

E.D.S. A töltött kadmium-nikkel akkumulátor 1,4 V.

A táblázat az Edison akkumulátor és az ólom elemek jellemzőit mutatja.

A kémia tankönyveiben, a "sav" téma bemutatásával egy formában vagy egy másik formában az úgynevezett kulcsfontosságú fémkötegek említésre kerülnek, amelynek összeállítása gyakran a Beketovnak tulajdonítható.

Például a leggyakoribb tankönyv a 8. év G. E. Rudzitis és az F. G. Feldman (1989-től 1995-ig), amelyet összesen 8,3 millió példányban tették közzé), a következő mondja. Ez könnyű, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a magnézium gyorsan reagál savakkal (a példa sósav), valamivel lassabb - cink, még lassabb - vas és réz sósavval nem reagál. "Hasonló kísérleteket végeztek az orosz tudósok N. N. Beketov, - írják a tankönyv szerzőit. - Kísérletek alapján fémből készült: K, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, SN, PB (H), CU, HG, AG, PT, AU. Ebben a sorban a hidrogénre néző fémek képesek a savakból. " Azt is jelentették, hogy a beketov "a fizikai kémia alapítója. 1863-ban a fémek döntő tartománya, amelyet a tudós neve hív. " Továbbá a diákok azt jelentik, hogy egy sor Beketov, a fém állt balra, a fémek jogosultak a sóik megoldásaira. A kivétel a legaktívabb fémek. Hasonló információkat is megtalálhatunk más iskolai tankönyvekben és előnyökben is: "Orosz Chemist N. N. N. Beketov feltárja az összes fémet, és kémiai aktivitásba helyezte őket (számos tevékenység)", stb

Előfordulhat, hogy néhány kérdés merül fel.

Az első kérdés. Valóban előtt Beketov kísérletei (azaz amíg a 1863), vegyészek nem tudta, hogy a magnézium, a cink, a vas és számos más fémek reagálnak oxidálhatók hidrogén-kibocsátás, és a réz, higany, ezüst, platina, arany nem rendelkeznek az ingatlan?

A kérdés a második. Nem veszi észre, hogy a vegyészek nem veszik észre a BEKETOV-nak, hogy egyes fémek átmegyek másoknak a sóik megoldásaitól?

A kérdés a harmadik. A könyv V. A. Volkov, E. V. Vonsky, G. I. Kuznetsova "A világ kiemelkedő vegyészei. Életrajzi referenciakönyv "(M: Magasabb iskola, 1991) Azt mondják, hogy Nikolai Nikolayevich beketov (1827-1911) -" orosz fizikai-kémiai, akadémikus ... az egyik fizikai kémia alapítója ... vizsgálta a szerves savak viselkedését magas hőmérsékleten. Szintetizált (1852) benzureid és acetureid. Számos elméleti rendelkezés a reakciók állapotának reakciójával és a külső körülmények állapotára való reakciójának függvényében ... meghatározva az oxidok és alkálifém-kloridok kialakulásának hőségét, először (1870) vízmentes alkálifém-oxidokat kaptunk. Az alumínium képesek az oxidokból származó fémek helyreállítására, az aluminotermia alapjait ... az orosz fizikai-kémiai társadalom elnöke ... És nem egy szó az elmozdulási sorozat összeállításáról, amely (ellentétben, például az Ureyids - karbamid-származékokból), a multimillion-dollár keringések által közzétett iskolai tankönyvekbe!

Aligha szükséges visszaszerezni a biográfiai referenciakönyv szerzőinek visszaszerzését az orosz tudós fontos felfedezésének felemelkedésében: Végül is, Di Mendeleev, aki annyira, nem lehet hibás a nonpathisisben, a klasszikus tankönyv "kémiai alapjaiban "Túl, soha nem említi a beetova elmozdulási sorozatot, bár 15 alkalommal különböző munkákra utal. Mindezen kérdésekre válaszolhatunk, hogy túrázzuk a kémia történetét, hogy megbirkózzunk azzal, hogy ki és mikor javasoltak számos fém tevékenységét, mely kísérleteket töltött N. N. beketov és mi a döntő sora.

Válaszolhat az első két kérdésre. Természetesen, a hidrogén felszabadulását mutatja a savak a fémekkel, és a különböző példákat elmozdulás velük a sók ismertek voltak jóval azelőtt Bettov. Például a svéd kémikus és Mineralog Thornberna ulaf Bergman egyik vezetőjénél, 1783-ban közzétett, javasoljuk, ha polimetális érceket elemeznek a vastólemezekkel végzett oldatokból és ezüstből. Az ORE VAS-tartalmának kiszámításakor figyelembe kell venni azt a részét, amely a lemezekből származó oldatba költözött. Ugyanebben a vezetésben Bergman írja: "A fémeket más fémekkel, míg más szekvenciák is megfigyelik. Egy sor cink, vas, ólom, ón, réz, ezüst és higany cink kiszorítja a vasat stb. És természetesen nem Bergman először fedezte fel ezeket a reakciókat: az ilyen megfigyelések visszaállnak az alkémiai időkre. Az ilyen reakciónak a leghíresebb példáját használtuk a Charlatánok középkorában, amelyek nyilvánosan bemutatták a vas köröm "transzformációját" a piros aranyba, amikor a körömet a réz-szulfát oldatába csökkentették. Most ezt a reakciót az iskolában kémiai órákban mutatják be. Mi a lényege az új beketov elméletének? A kémiai termodinamika megjelenése előtt a kémikusok egy vagy egy másik irányában a reakcióáramot néhány testületének affinitásának fogalma magyarázta. Ugyanaz a Bergman a jól ismert elmozdulási reakciók alapján 1775 óta kifejlesztette a választási affinitás elméletét. Ezen elmélet szerint, a kémiai affinitás a két hatóanyag között ilyen körülmények között állandó marad, és nem függ a relatív tömegének reagáló anyagok. Vagyis, ha a testek A és érintkezésbe kerülnek a C testvel, akkor Csatlakozás C-vel a test, amely sok affinitással rendelkezik. Például a vas nagyobb affinitással rendelkezik az oxigénhez, mint a higany, ezért először oxidálódik. Feltételezték, hogy a reakció irányát kizárólag a reaktív testek kémiai affinitásával határoztuk meg, és a reakció véget ér. Bergman volt a kémiai affinitás asztala, amelyet a XIX. Század elején használt kémikusok. Ezek a táblák, különösen a különböző savak és bázisok.

Szinte egy időben, Bergman francia kémikus Claude Louis Bertoll kifejlesztett egy másik elmélet. A kémiai affinitást a testületek vonzerejéhez is társították, de a következtetések mások által készítettek. Analógiával a világ vonzerejének törvényével Beroll, úgy vélte, hogy a kémia, a vonzásnak a reaktív testek tömegétől függ. Ezért a reakció folyamata és eredménye nemcsak a reagensek kémiai affinitásától, hanem mennyiségeiket is függ. Például, ha az A és C test C-vel reagálhat, akkor a testet az A-k és a tömegek és a tömegek között elosztják, és a reakció nem ér véget, mivel az egyenleg akkor jön, amikor az AC, a nap és a szabad Az A és B egyidejűleg jön. Nagyon fontos, hogy az A és B közötti eloszlása \u200b\u200baz A vagy V feleslegtől függően változhat. Ezért nagy mennyiségben a kis affinitással rendelkező test szinte "kiválaszthatja" a testet az "ellenfele". De ha az egyik reakciótermék (AC vagy Sun) eltávolításra kerül, akkor a reakció véget ér, és csak az a termék, amely elhagyja a hatáskörét.

Burtollnak saját következtetései vannak, megfigyelve a megoldások kicsapódásának folyamatát. Ezek az eredmények meglepően modern módon hangzik, kivéve az elavult terminológiát. A Beroll azonban minőségi elmélet volt, nem adta meg az affinitás nagyságának mérésére.

Az elmélet további előrehaladása a villamos energia területén folytatott felfedezéseken alapult. Olasz fizikus Alessandro Volta a XVIII. Század végén. Megmutatta, hogy az elektromos töltés a különböző fémek kapcsolatfelvétel közben történik. Végzett kísérleteket folytatnak különböző párokat fémek és előjelének meghatározása és értékét a díj egyes fémek egymáshoz képest, a feszültség beállítása számos feszültség: Zn, Pb, Sn, Fe, Cu, Ag, Au. A különböző fémek páros, a Volt galvanikus elemet épített, amelynek erőssége volt a nagyobb, a drágább tagjai. Ennek oka az években ismeretlen volt. Igaz, 1797-ben, a német tudós Johann Ritter megjósolta, hogy egy sor feszültségek, a fémeket kell állni annak érdekében, hogy csökkentsék a képes csatlakozni az oxigénnel. A cink és az arany esetében ez a következtetés nem okozott kétséget; Ami a többi fémeket illeti, meg kell jegyezni, hogy a tisztaságuk nem volt nagyon magas, így számos volt a nem mindig megfelel a modernnek.

A folyamatok természetének elméleti nézetei nagyon homályosak voltak és gyakran ellentmondásosak voltak. A híres svéd kémikus Jonx Jacob Burtsellius a XIX. Század elején. Létrehozott egy elektrokémiai (vagy dualisztikus, lat . Dualis - "kettős") kémiai vegyületek elmélete. Ennek az elméletnek megfelelően feltételezzük, hogy minden kémiai vegyület két részből áll - pozitív és hátrányosan feltöltött. 1811-ben, Burtsellius, alapuló kémiai tulajdonságait az ismert elemeket hozzá, elrendezve egymás mögött helyezkednek el úgy, hogy minden egyes tag volt elektronegatív képest az előző és electropositiveness kapcsolatban a következő. A rövidített változatban az alábbiak (a csökkenő sorrendben) az elektrongatív elemeknek tulajdonítottak:

O, s, n, cl, br, s, se p, as, cr, b, c, sb, te, si.

Ezután követte az átmeneti elemet - hidrogént, mögötte - elektropozitív elemeket (a tulajdonság növelése érdekében):

AU, PT, HG, AG, CU, BI, SN, PB, CD, CO, NI, FE, ZN, MN, AL, MG, CA, SR, BA, LI, NA, K.

Ez a sorozat, ha átírja az összes Fémet fordított sorrendben, nagyon közel a modern. Néhány különbség a fémek sorrendjében ebben a sorban valószínűleg az anyagok elégtelen tisztításának köszönhető a bezer napjaiban, valamint a fémek más tulajdonságainak, amelyeket a Bercelyus vezetett. Szerint Britzelius, minél távolabb az elemek egymástól ebben a sorozatban, annál nagyobb a szemközti elektromos töltések és a tartósabb kémiai vegyületek alkotnak egymással.

Berzelius dualizmusának elmélete a XIX. Század közepén. Ez domináns volt. A kudarcát bemutatták a Thermochemistry francia tudós Marineelen Bertlo és a Dán kutató Julius Tomsen. Megmértük a kémiai affinitását a kémiai reakció előállításához. A gyakorlatban a reakció termikus hatásánál mérhető. Ezek a művek kémiai termodinamika - tudomány létrehozásához vezetett, amely különösen a reakció rendszerben lévő egyensúlyi helyzet kiszámításához, beleértve az elektrokémiai folyamatok egyensúlyát is. Számos tevékenység (és számos feszültség) elméleti alapja a XIX. Század végén megoldások voltak. Német Physicochemist Walter Nernst. A kiváló minőségű jellemzők helyett - affinitás vagy a fém és az ion egy vagy egy másik reakcióhoz való képessége - egy pontos mennyiségi érték megjelent, jellemezve az egyes fémek képességét, hogy az oldatba ionok formájában mozogjanak, valamint a helyreállítási ionok az elektróda. Az ilyen nagyság a fém szabványos elektródpotenciálja, és a megfelelő változások sorrendjében épített megfelelő sorozat számos szabványos elektródpotenciálnak nevezik. (A standard feltétel azt sugallja, hogy az oldatban lévő ionok koncentrációja 1 mol / l, és a gáznyomás 1 atm; leggyakrabban a standard állapotot 25 ° C hőmérsékletre számítják ki)

A legaktívabb alkálifém standard potenciálja elméletileg kiszámításra került, mivel lehetetlen a vizes oldatokban kísérletileg mérni őket. A fémek lehetőségeinek kiszámítása az ionjaik különböző koncentrációiban (azaz a nem szabványos állapotokban) a Nernst-egyenletet használja. Az elektródpotenciákat nemcsak a fémek, hanem a mind a kationok, mind anionok bevonásával több redox reakcióra is meghatározzák. Ez elméletileg megengedi, hogy megjósolja a különféle redox reakciók lehetőségét különböző körülmények között. Azt is meg kell jegyezni, hogy a nemvizes megoldásokban a fémek potenciálja eltérő lesz, így a fémek sorrendje egy sorban észrevehetően változhat. Például vizes oldatokban a rézelektród potenciálja pozitív (+0,24 V) és a réz jobb, mint a hidrogén. Az acetonitril CH3CN oldatában a réz potenciálja negatív (-0,28 V), azaz a réz a hidrogén bal oldalán található. Ezért ebben az oldószerben van ilyen reakció: CU + 2HCI \u003d CUCL2 + H2.

Most itt az ideje, hogy válaszoljon a harmadik kérdésre, és megtudja, hogy pontosan mit tanult a Bekets és milyen következtetéseket jött.

Az egyik legjelentősebb orosz kémikus N. N. Beketov az érettségi után (1848-ban), a Kazan Egyetem a Laboratóriumi N. N. Vinin orvosi és sebészeti akadémiáján dolgozott a Laboratóriumban, majd a Szentpéterváron, és 1855-től 1886-ig - a Kharkov Egyetemen . Hamarosan 1857-ben, az egyetemi tanszéke a kémiai kémia tanszéke egy évre ment külföldre "az évek több ezer rubel teljes tartalmának kinevezésével" azokban az időkben jelentős összeg volt. Párizsban való tartózkodása során megjelent (francia) a korábban végrehajtott kutatás eredményeit a hidrogénoldatokból származó fémek elmozdulásán és a cinkgőz helyreállító hatására. A Beketov Párizsi Kémiai Társaság ülésén a SICL4 és BF3 hidrogén helyreállításáról számolt be. Ezek voltak az első láncok az egyes elemek elmozdulására, akik 1856-ban kezdték, és 1865-ben diplomáztak.

Már külföldön, Beketov figyelmet fordított. Elég az, hogy idézze a D. I. Mendeleev szavait, akivel Beketov találkozott Németországban: "Az orosz kémikusok külföldön, megtanultam Beketov ... Savich, Sechenov. Ez mind ... olyan emberek, akik Oroszország tiszteletére teszik, azoknak, akikkel Rad-Radhechonek, ami kijött.

1865-ben, Kharkovban a beetova disszertációját "tanulmányozták a mások általi elmozdulás jelenségét". Ezt a munkát Kharkovban 1904-ben (a gyűjteményben "az N. N. Bekketov tudományos tevékenységének 50. évfordulója alkalmából az 50. évfordulója alkalmából (az 1955-ben (a gyűjteményben" N. N. beketov.

Megismerkedhet ezzel a munkával, Beketov részletesebben. Két részből áll. Az első részben (az IT hat szakaszban) a szerző kísérleteinek eredményei nagyon részletesek. Az első három szakasz a hidrogén hatására az ezüst sók és higany különböző nyomásokon történő megoldásaira vonatkozik. A Beketov rendkívül fontos feladatnak tűnt a hidrogén helyének számos fémben, valamint a reakció irányának függését a külső körülmények között - nyomás, hőmérséklet, reagensek koncentrációja. Kísérleteket végeztek mind oldatokban, mind szárazanyagokkal. A vegyi anyagok jól ismertek, hogy a hidrogén könnyen kiszorítja az oxidokból származó fémeket magas hőmérsékleten, de alacsony hőmérsékleten inaktív. Beketov kiderült, hogy a hidrogén aktivitása növekszik a nyomásnövekedéssel, amelyet a "nagyobb sűrű a" reagenshez kapcsolódik (most már azt mondták volna, hogy - magasabb nyomás, azaz a gázkoncentráció).

Tanulmányozása elmozdítási lehetőségét fémek hidrogénnel oldatokból, Beketov tesz egy sor meglehetősen kockázatos kísérletek. Először a fogadások kémiai történetében, a 100 ATM-t meghaladó nyomásoknál. Kísérleteket töltött a sötétben, lezárt üvegcsövekben, több kanyarral (térd). Egy térdben sóoldatot, másik savra és a cső fém cinkvégére helyezték. A cső, a beketov arra kényszerítette a cinket, hogy a feleslegben vett savba esik. A cső feloldott cink és térfogatának tömegének ismeretében lehetséges volt becsülni az elért hidrogénnyomás. Bizonyos kísérletekben a bekets tisztázta a nyomást a levegő összenyomódásának mértéke szerint, a folyadékkal egy vékony kapillárisban forrasztva a csőbe. A cső nyitását mindig robbanás kísérte. Az egyik kísérletben, amelyben a nyomás 110 atmot ért el, a robbanás a cső nyílásánál (amelyet vízben hajtottunk végre a döntött henger alatt) Smuthes egy vastag falú henger, amelynek térfogata ezer alkalommal meghaladta a a cső térfogata reagensekkel.

A kísérletek azt mutatták, hogy a hidrogén-nem csak attól függ a nyomás, hanem a „vár a fém oldat”, azaz, annak koncentrációja. Az ezüst visszanyerése az AgCl-ből az AGCL-ből is megkezdődik, amíg a cink teljesen feloldódik körülbelül 10 atm - az átlátszó oldatot megfullad (először a gázon, majd a tömeg egészére), és néhány után Napok A szürke ezüst por a falakon települ. A légköri nyomáson a reakciót megfigyeltük. Az ezüstt a nitrátból és a szulfátból is visszaállítottuk, és ezüst-acetát-hidrogén atmoszferikus nyomáson működött. A nagynyomású higany sóitól a fémgolyókat megkülönböztették, és a réz és az ólom-nitrátokat nem lehetett visszaállítani még a hidrogén nyomáson is. A réz helyreállítását csak ezüst és platina jelenlétében megfigyelték, legfeljebb 100 atm nyomáson. A Platinum Beketov a folyamat felgyorsítására használta, azaz katalizátorként. Azt írta, hogy a platina nagyobb mértékben hozzájárul néhány fém extrudálásához, mint a nyomás, mivel a platina felületén a hidrogén "nagyobb vonzerejűnek van kitéve, és a legnagyobb sűrűségnek kell lennie." Most már tudjuk, hogy a platinumon adszorbeált hidrogén aktiválódik a fématomokkal végzett kémiai kölcsönhatás miatt.

A beetov első részének negyedik részében a szén-dioxid kísérleteit írja le. A kalcium-acetát oldatokra gyakorolt \u200b\u200bhatását különböző nyomáson vizsgálta; Felfedezte, hogy a fordított reakció az ecetsavban lévő márvány feloldása a gáz bizonyos nyomása még a sav feleslegével is megáll.

Az utolsó rész a kísérleti részben a Beketov, a cink működését gőzt leírt magas hőmérsékleten az ízületeket bárium, szilícium, alumínium (az utolsó elem után hívja a világon, mint szokásos volt azokban az években). A szilícium-tetraklorid cink helyreállítása, a Beckets először tiszta kristályos szilíciumot kapott. Azt is megállapította, hogy a magnézium helyreállítja az alumíniumot a cryolitis (nátrium-fluoroalumusz "saját előkészítés") és szilícium a dioxidjából. Ezekben a kísérletekben az oxidból és káliumból származó bárium visszaállításának alumínium képes - a hidroxidból származik. Tehát az alumínium vízmentes bárium-oxiddal történő kalciumozása után (a bárium-klorid hozzáadásával az olvadáspont csökkentése érdekében), az elemzés eredményeiből álló ötvözet, a bárium 33,3% -ával, a többi alumínium. Ugyanakkor az alumínium sok órája a bárium kloriddal, a porban zavaros, nem vezetett semmilyen változáshoz.

Nem egészen a szokásos alumínium reakciót KOB végeztük ívelt puska törzs, a zárt vége, amely szelet con és alumínium kerültek. Ennek a végének erős erejével a káliumpárok megjelentek, amelyek a törzs hideg részében kondenzáltak ", ahol több darab puha fém égő égő égő égő lila lánggal készült." Később a rubídiumot és a céziumot hasonlóan megkülönböztették.

A beetova munkájának második része a mások néhány elemének elmozdulásának elmélésére fordít. Ebben a részben a Beketov első elemzett számos kísérleti adat - mind a saját és vezeti más kutatók, köztük a Breslav professzor Fisher, valamint Davy, Galessak, Burtsellius, Voler. "A fémek nedves, az angol kémikus William Odering által talált fémek lerakódásának számos érdekes ténye. Ebben az esetben bizonyos elemek elmozdulását más "nedves ösvényen", azaz megoldásokkal és "száraz útjal", azaz a reagensek kiszámításakor a beetov közösen tartja. Logikus volt, mivel lehetetlen kísérletesen elvégezni a vízi raidokban a lúgos és alkáliföldfémek részvételét, amennyire csak aktívan reagálnak vízzel.

Ezután Beketov meghatározza annak elméletét, amely megmagyarázza az elemek különböző tevékenységét. Azáltal, hogy az összes fém egy sorban helyezve van a sajátos súlyukhoz (azaz sűrűséggel), Bekketov megállapította, hogy elég jól összhangban van a közeli híres elmozdulással. "Ezért a cukorrépa visszavonását," a fém helyét ... egy elmozdulási számban meglehetősen helyesen lehet meghatározni, és így beszélni, előre megjósolta sajátos súlyát előre. " Bizonytalan bizonytalanságot figyelnek meg csak a "szomszédos fém-specifikus súly" között. Tehát a kálium - általában "energikusabb" elem, és például a nátriumot a NaCl-ről kiszorítja a kalcinálás során, bár kálium és repülés. Az inverz eljárások azonban is ismertek: például a nátrium káliumot mutathat a hidroxidjából és az acetátból. "Az első lúgos csoport hozzáállása tekintetében a második csoport második és a második csoport fémjei közötti kapcsolatát, még mindig komolyan vizsgálták" - írja be a Becket.

Beketov komolyabb nehézségekkel találkozott. Például sikerült visszaállítani a cink alumíniumot a ZnCl2 oldatból, és nem sikerült - a ZnSO4-oldatból. Ezen kívül, az alumínium "nem helyreállította a vas, nikkel, kobalt, kadmiumot az oldatokból. Beketov ezt elmagyarázta, hogy az alumínium "főként vízben működik", és feltételezte, hogy ezeknek a reakcióknak a víz hiányába kell mennének, "szárazon". Valóban, a későbbi BETES felfedezett ilyen reakciók és valóban nyitott aluminothermia.

Egy másik nehézség az volt, hogy egyes fémek csökkentek az egyedi mérlegek szabályaiból. Tehát a réz (sűrűség 8,9) nem található egy sor aktivitás, de az ólom után (sűrűség 11.4 - A Sűrűség értékei a beketovban kissé eltérnek a modern). Egy ilyen "anomália" kényszerített Becketov, hogy megpróbálja még aktívabb vezetési vezetési rézet. A rézlemezeket forró telített ólom-klorid-semleges és savas oldatba helyeztük, az ólom-oxid ammónia-oldatában, száraz oxiddal és ólom-kloriddal fűtött rézzel. Minden tapasztalat sikertelen volt, és Beketov kénytelen volt felismerni a "visszavonulás az általános szabályból". Más "anomáliák" az ezüst (10.5 sűrűség) és az ólom, valamint az ezüst és a higany (13,5 sűrűség), mivel az ólom, és a higany visszaállítja a "könnyebb" ezüstet a sói megoldásairól. A beketov higanyjével rendelkező anomália elmagyarázta, hogy ez a fém folyadék, ezért aktivitása magasabb, mint a konkrét mérlegek szabályából.

Beketov elosztotta a szabályát és a nemfémeket. Például egy sor klórban (folyékony klór sűrűség 1.33), bróm (sűrűség 2.86), jód (sűrűség 4.54) A legkönnyebben a legaktívabb elem (a fluorint Moissan 20 évvel később). Ugyanez történik az O, S, SE, TE sorozatban: oxigén - a legaktívabb és könnyedén a vegyületekből származó egyéb elemeket hidrogénnel vagy lúgos fémekkel.

Beketov a mechanikával analógiával magyarázta a szabályt: az arány a részecskék tömegével (azaz atomok) és egy egyszerű anyag között van. A fémek sűrűségének és relatív atomtömegének tudásának ismerete az atomok közötti relatív távolságokat kiszámíthatja. Minél nagyobb a távolságuk közötti távolság, a könnyebb, a beketov, az atomok leválasztják a kémiai folyamatokban. Különböző elemek kölcsönös "affinitása" van csatlakoztatva ezzel, és a képesség, hogy egymást a vegyületekből. Miután kiszámították az atomok közötti viszony relatív távolságot különböző fémek és kálium-standard elfogadása, a becket a következő értékeket kapta: K - 100, Na - 80, CA - 65, Mg - 53, AL - 43, stb. .

A kémiai vegyületek viszonylagos erejével kapcsolatos további összefoglalása (nevezetesen néhány elemnek az OUST-hez való képességének képessége) megtalálható a D. I. Mendeleev "Kémia alapjai" (1947-ig idézve). .. professzor NN Beketov összetételben a „kutatás a jelenségek elmozdulás” (Harkov, 1865), felajánlott egy különleges hipotézist, hogy fogunk bemutatni szinte szerző szavaival.

Alumínium Al2O3-oxid, az AlCl3 és az Ali3 halogenidek esetében. Az oxidban az Al: O \u003d 112: 100 arány az Al: cl \u003d 25: 100: 100: 100: 100 ° C, IODID AL: I \u003d 7: 100. Ezüst AG2O-oxidhoz (1350: 100 arány) kevesebb, mint a klorid : Cl \u003d \u003d 100: 33), és a jodid a legtartósabb (AG: I \u003d 85: 100). Ezek közül és hasonló példákból látható, hogy azok a vegyületek, amelyekben az összekötő elemek tömegei szinte ugyanolyan lesznek, a leggyakoribbak. Ezért van egy nagy tömegű törekvés, hogy nagy és kicsi, kicsi, például: AG2O + 2KI ad K2O + 2Agi-t. Ugyanezen oknál fogva emelkedett hőmérsékleten, az AG2O, a HGO, az AU2O3 és az egyenlőtlen tömegekből álló hasonló oxidok lebomlik, míg a könnyűfémek oxidjai, valamint a víz lebomlik. A legtöbb hőálló oxidok Mgo, CaO, Si02, AL2O3 megközelítés az állapotegyenlőségi állapot. Ugyanezen okból a HI könnyebben bomlik, mint a HCl. A klór nem működik Mgo és Al2O3, hanem Cao, AG2O, stb.

Ahhoz, hogy megértsük az információ valódi viszonyait, - Mendeleev megkötése, még mindig elég messze van, és ezek a kémiai jelenségek mechanikai elméletének kiegészítései, amelyek a sorsokat adják. Mindazonáltal számos vegyület relatív erejének magyarázata során látható, hogy az elsődleges jelentőségű nagyon érdekes beállítás látható. Ilyen kísérletek nélkül lehetetlen a tapasztalt ismeretek összetett tárgyainak megölelése. "

Tehát, anélkül, hogy egy csodálatos kémikus érdemének megrémülne, fel kell ismerni, hogy bár az Nn Beketova elmélete kiemelkedő szerepet játszott az elméleti kémia kialakulásában, hogy a fémek relatív tevékenységének megállapítását a a hidrogén-elmozdulása hidrogén savak és a megfelelő számú fémek nem kell: a mechanikai elmélete a kémiai jelenségek maradt a történelem kémia egyik annak számos szakaszában.

Miért néhány könyvben Betheov tulajdonképpen, amit nem nyitott meg? Ez a hagyomány, mint sok más, valószínűleg a 40-es évek végén - az 50-es évek elején. XX században, amikor a kampány a „low-szeres West” dúlt a Szovjetunió, valamint a szerzők egyszerűen köteles tulajdonítani a szerzők a tudomány a tudomány, és még a idézet a külföldi szerzők tartották Kramol (ez volt azokban Évek Egy vicc született arról, hogy "Oroszország az elefántok szülőhelye"). Például M. V. Lomonosov az energia megőrzésének törvényének megnyitását tulajdonította, amelyet csak a XIX. Század közepén nyitottak meg. Itt van egy konkrét példa a tudomány történetének bemutatására. A könyvben Vladimir Orlova „A merész gondolat” (M .: Fiatal gárda, 1953) a találmány a villamos energia területén ismertetnek ilyen szavakkal: „A külföldiek tönkre a bölcsője az elektromos fény ... Az amerikaiak elrabolt egy Csodálatos orosz találmány ... Edison Amerikában szívesen kezdte javítani az orosz találmányt ... Idegen tudósok elektromos lámpák által létrehozott zseni az orosz emberek ... Amerikai imperialisták kirekesztett villamos energia ... követik őket, Jugoszláv fasiszták szégyelli elektromos fény ... "- stb. stb. Hét visszhangja az időkben, látszólag és néhány tankönyvben maradt, és fel kell tölteni őket. A kémia egyik történészje azt mondta: "Lomonosov elég nagy ahhoz, hogy ne tulajdonítsa neki a felfedezéseket."

"Gyertya égett ..."

A gyertyák égetése során megfigyelt jelenségek olyanok, hogy nincs egyetlen törvény, amely nem befolyásolja az egyik módot.

Michael Faraday. Történelem Candard

Ez a történet a "kísérleti vizsgálatot" szenteli. A kémia fő dolog egy kísérlet. Az egész világ laboratóriumaiban több millióféle kísérletet tettek, de egy rendkívül ritka szakmai kutató csinál, mint néhány fiatal kémikus: mi van, ha valami érdekes lesz? Leggyakrabban a kutatónak egyértelműen megfogalmazott hipotézise van, amelyet megerősítést keres, vagy kísérletileg meg kell adnia. De a tapasztalat befejeződött, az eredményt kapjuk. Ha nem ért egyet a hipotézissel, akkor azt jelenti, hogy helytelen (természetesen, ha a kísérletet helyesen szállítják, és többször reprodukálják). És ha következetes vagy? Ez azt jelenti, hogy a hipotézis igaz, és itt az ideje lefordítani az elmélet kategóriájába? Egy újonc kutató néha úgy véli, hogy a következtetésekkel kapcsolatos tapasztalt nem siet, és mindig szorosan gondolkodik, hogy lehetetlen-e megmagyarázni az eredményt egyébként.

Például, hogy milyen hasonló "gondolkodás" hasznos, a kémia története több ezer. A következő három történet csak arról van szó, hogy mennyire veszélyes történik, hogy a "sikeres" kísérlet bizonyítja a hipotézis hűségét. Néha vannak ilyen tapasztalatok a leckékben. Egy kis fából készült vagy habzó kört lehet úszni egy tányérban vízzel, amelyen az égő gyertya megerõsödik. A gyertyával a körön csökkentik az invertált üvegedényt, és ezt a helyzetbe helyezik a lemezek alján. Egy idő után a gyertya kialszik, és a bank egy része tele van vízzel. Ez a tapasztalat állítólag azt mutatja, hogy csak a levegő ötödik része (oxigén) támogatja az égést. Valóban, első pillantásra úgy tűnik, hogy a víz az ötödik részre emelkedett, bár pontosabb méréseket általában nem hajtanak végre. Első pillantásra a tapasztalat egyszerű és meglehetősen meggyőző: végül is, az oxigén a levegőben valóban 21 térfogat%. A kémia szempontjából azonban nem minden rendben van. Valójában a gyertyák paraffinból készülnek, és a paraffin a kompozíció szénhidrogénjének korlátozását jelenti n. H2. n. +2 18-35 szénatomos. Az égő reakcióegyenlet általában rögzíthető: a n. H2. n. +2 + (3 n. + 1) / 2 O2 → n. CO2 + ( n. + 1) H2O. Mint n. Veliko, akkor az oxigén előtti koefficiens nagyon közel 1,5 n. (mert n. \u003d 18 különbség (3 n. + +1) / 2 és 1,5 n. kevesebb, mint 2% n. \u003d 30 Még kevesebb lesz). Így 1 térfogat CO2 különböztethető meg 1,5 térfogat oxigénnel. Ezért még akkor is, ha az összes oxigén a CAN (0,21, térfogatban), akkor 0,21: 1,5 \u003d 0,14 szén-dioxid térfogatot kell izolálni az égés után. Tehát a víz ne töltse ki a bank ötödikét!

De ez az érvelés? Végtére is, a szén-dioxid, amint azt jól ismert, a vízben jól oldódik. Talán a vízbe megy? Azonban a gáz feloldódásának folyamata nagyon lassú. Ez speciális kísérleteket mutatott: tiszta víz egy fordított üvegben, amely tele van CO2-vel, szinte nem emelkedik egy óra alatt. A gyertyával rendelkező kísérlet kevesebb, mint egy percig folytatódik, ezért még akkor is, ha a víz teljes, a víznek csak 0,21 - 0,1 \u003d 0,07 mennyiségben kell beírnia a kötetét (kb. 7%).

De ez nem minden. Kiderül, hogy a "Burns" gyertya a bankban messze van az összes oxigéntől, de csak egy kis része. A levegő elemzés, amelyben a gyertya kiment, azt mutatta, hogy még mindig tartalmaz 16% oxigén (ez érdekes, hogy közel azonos szinten csökken az oxigéntartalom a normális kilégzés egy személy). Tehát a víznek szinte nem megy a bankba! A tapasztalat azonban azt mutatja, hogy ez nem. Hogyan magyarázzuk meg?

A legegyszerűbb feltételezés: az égő gyertya felmelegíti a levegőt, a térfogata növekszik, és a levegő része kialszik a bankból. Miután a levegőt a bankban (ez gyorsan megtörténik), a nyomás csökken benne, és a víz a külsõ légköri nyomás hatására a bankba kerül. Az ideális gázok törvényének megfelelően (és az első közelítés levegője ideális gáznak tekinthető) úgy, hogy a levegő mennyisége 1/5-ös fokozódik, a hőmérséklet (abszolút) szintén 1/5, azaz Növelje 293 K (20 ° C) 1,2 · 293 \u003d 352 K (kb. 80 ° C). Nem túl sok! A légfűtés egy gyertya lánggal 60 ° -kal meglehetősen lehetséges. Csak kísérletileg ellenőrizni kell, hogy a levegő elhagyja-e a bankot tapasztalat közben.

Az első kísérletek azonban ezt a feltételezést nem lehetett megerősíteni. Így egy olyan kísérletsorozatban, amelyet egy 0,45 liter térfogatú szélmennyiséggel végzett kísérletekben végeztek, nem voltak jelek a "szétszóródási" levegővel a jar szélén. Egy másik váratlan megfigyelés: a víz a jar, míg a gyertya égett, szinte nem jött.

És csak a Gasla gyertya után, az invertált bank vízszintje gyorsan emelkedett. Hogyan magyarázzuk meg?

Feltételezhető, hogy míg a gyertya ég, a levegő a bank felmelegszik, de nem növeli a térfogatát, hanem a nyomást, ami megakadályozza a víz szívását. Az égetés megszűnése után a levegőt lehűtjük az üvegben, a nyomáscsökkenés, és a víz felemelkedik. Ez a magyarázat azonban nem alkalmas. Először is, a víz nem nehéz higany, amely nem adna levegőt, hogy elhagyja az üveget enyhe nyomás növekedésével. (Mercury Shutter, amelyet egyszer felhasználtak, minden fizikus és vegyész, aki vizsgálta gázokat.) Valóban a víz 13,6-szor könnyebb a higanyig, és a vízzáró magassága a dobozok széle és a lemez vízszintje között Mala. Ezért még egy kis nyomásnövekedés elkerülhetetlenül a levegő "fúrása" a záron keresztül.

Még komolyabban, a második kifogás. Még akkor is, ha a lemez vízszintje nagy, és a víz nem termelné a fűtött levegőt a banktól, amely nagy nyomás alatt van, majd a levegőben lévő levegőt és annak hőmérsékletét után, és a nyomást vissza kell adni a kezdeti értékekre . Tehát nem lenne oka a levegőnek a bankba menni.

A rejtély csak a kísérlet során csak a kis rész megváltoztatásával engedélyezte. Általában a bank "tegye be" a gyertyát felülről. Tehát talán ez az oka annak, hogy a levegő furcsa viselkedése a bankban? Az égő gyertya felfelé halad a fűtött levegő felfelé irányuló áramlását, és amikor a bank felülről mozog, a forró levegő a legmenőbb szélre mozog, még mielőtt a dobozok széle megérinti a vizet. Ezután a levegő hőmérséklete a bankban, amíg a gyertya ég, kevés változik, itt van a levegő, és nem hagyja el (és nem megy be). És a forró levegő égésének és hűtésének megszüntetése után a nyomás észrevehetően csökken, és a külső légköri nyomás a víz részét a bankba vezet.

Annak érdekében, hogy tesztelje ezt a feltételezést, több kísérletben a bankot "felhelyezték" a gyertyát a tetején, és oldalán, majdnem megérintette a láng partjainak szélét, majd az üveget a lemez aljára emelték mozgás lefelé. És azonnal a szélénél, a bankok gyorsan buborékoltak a levegőbe! Természetesen, miután megállította a gyertya égését, a víz befelé támaszkodott - ugyanolyan szinten, mint a korábbi kísérletekben.

Tehát ez a tapasztalat a gyertyával nem illusztrálhatja a levegő összetételét. De ismét megerősíti a nagy fizika bölcs nyilatkozatát, amely az epigráf számára nyújtott.

Az egyensúlyi megközelítés ...

Tekintsünk egy másik hibás magyarázatot a kísérlet, amelyben a fűtő gázok is előfordulnak. Ez a magyarázat a kémia népszerű cikkeire és még az egyetemi tankönyvekben is szerepelt. Így számos külföldi tankönyvben a teljes kémia, egy gyönyörű kísérletet írunk le, amelynek lényege a Noel tankönyvének idézetét illusztrálja, várjon "kémiai kinetika". "Relaxációs módszer. A szerző, amelyre a szerzőt 1967-ben ítélték oda, a Nobel-díjat a kémia, a relaxációs módszernek nevezik. A reakciórendszer bizonyos körülmények között egyensúlyi állapotot ér el. Ezeket a feltételeket (hőmérséklet, nyomás, elektromos mező) gyorsan megsértik - gyorsabb, mint az egyensúlyi eltolódások. A rendszer ismét kiegyensúlyozott, de most az új körülmények között; Úgy hívják, hogy "pihenjen egy új egyensúlyi helyzetbe". Míg a relaxáció megtörténik, a rendszer bizonyos tulajdonságainak változása figyelhető meg ...

A kísérlet bemutatása relaxációs jelenség.

Bizonyos esetekben az egyensúlyi állapot jön létre, így lassan az új körülmények között, hogy a változás a koncentráció vezethető hagyományos laboratóriumi módszerekkel és közben figyelje a relaxációs folyamat. Példaként tekintse meg a nitrogén-dioxid (sötétbarna gáz) átmenetét a dimerbe (színtelen gáz):

Töltse ki az üveggázfecskendőt kb. 80 cm3 gázzal. Gyorsan nyomja meg a fecskendő dugattyúráját, és nyomja meg a gázt 50-60 cm3-ra. Győződjön meg róla, hogy a gázszín megváltozott. Először is, a gáz gyors sötétedése lesz, mivel a NO2 koncentráció növekedni fog, de a lassú légzés jön, mivel a magas nyomás hozzájárul az N2O4 képződéséhez, és az egyensúlyt új külső feltételekkel érik el. "

Számos tankönyvben hasonló leírás áll rendelkezésre a Le Chatella elveinek bemutatására: amikor a gáznyomás növekszik, az egyensúly a molekulák számának csökkenése felé tolódik, ebben az esetben a színtelen Dimer N2O4 irányában . Ugyanakkor a szöveg három színes fénykép kíséretében. Láthatják, hogy közvetlenül a tömörítés, sárgásbarna, először, a keverék sötétbarna lesz, és a harmadik képen néhány perc múlva a fecskendőben a gázkeverék észrevehetően megvilágosodik.

Néha hozzáadják, hogy a dugattyút a lehető leggyorsabban kell megnyomni, hogy ebben az időben ne legyen egyensúlya.

Első pillantásra egy ilyen magyarázat nagyon meggyőző. Azonban a fecskendő folyamatainak mennyiségi megfontolása teljesen megcáfolja az összes következtetést. Az a tény, hogy a NO2 nitrogén-dioxid és dimer (nitroxid nitrogén) N2O4 közötti meghatározott egyensúlyt rendkívül gyorsan telepítünk: másodpercek milliói számára! Ezért lehetetlen a fecskendőben lévő gáz összenyomása gyorsabb, mint ez az egyensúly. Még akkor is, ha a dugattyút az acél "fecskendőben" egy robbanás segítségével mozgatja, az egyensúly, a legvalószínűbb, hogy a dugattyú mozog, a tehetetlenség miatt. Hogyan tudom megmagyarázni a kísérletben megfigyelt jelenséget? Természetesen a térfogat csökkenése és a gázkoncentráció megfelelő növekedése a szín növekedéséhez vezet. De ez nem a fő oka. Bárki, aki egy kézi szivattyú kerékpáros kamrával szivattyúzza, tudja, hogy a szivattyú (különösen az alumínium) nagyon fűtött. A szivattyúcsőn lévő dugattyú súrlódása itt nem látható ebben, így néhány üresjáratú lengés, ha a levegő nem tömörül a szivattyúban. A fűtés az úgynevezett adiabatikus tömörítés eredményeképpen történik - amikor a hőnek nincs ideje eloszlatni a környező térben. Ez azt jelenti, hogy a nitrogén-oxidok keverékének tömörítésénél meg kell melegíteni. És ha felmeleged, az equilibrium ebben a keverékben erősen eltolódik a dioxid stronmentjében.

Mennyire meleg a keverék tömörítésben? A szivattyú levegője esetén a fűtés könnyen kiszámítható, a tökéletes gáz adiabatikus egyenletével: TÉVÉ. γ-1 \u003d const, ahol T. - gázhőmérséklet (Kelvinben), V. - mennyisége, γ \u003d R. / V. - a hőhő kapacitás aránya állandó nyomáson a hő kapacitására állandó térfogatra. Az egyedüli nukleáris (nemes) gázokhoz γ \u003d 1,66, a diatóma (levegő tartozik hozzájuk) γ \u003d 1,40, trochatamikus (például NO2 esetében) γ \u003d 1,30, stb. Adiaba egyenlet, 1 térfogatú 1 térfogatra összenyomva, Az űrlapon átírhatja T. 2/ T. 1 = (V. 1/ V. 2) γ-1. Ha a dugattyú élesen adományoz, amíg a szivattyú közepéig, amikor a levegő térfogata megduplázódik, akkor a tömörítés előtti és utáni hőmérséklet hőmérséklete, az egyenletet kapjuk T. 2/ T. 1 \u003d \u003d 20,4 \u003d 1.31. És ha T. 1 \u003d 293 K (20 ° C), majd T. 2 \u003d 294 K (111 ° C)!

Azonnal alkalmazza az ideális gázok egyenletét a nitrogén-oxidok keverékének állapotának kiszámításához közvetlenül a tömörítés után, lehetetlen, mivel ez a folyamat nemcsak a térfogat, a nyomás és a hőmérséklet, hanem a mólok száma (aránya NO2 N2O4) változik kémiai reakció. A feladat csak a differenciálegyenlet numerikus integrációjával oldható meg, amely figyelembe veszi, hogy az egyes pillanatokban előállított munka a dugattyú mozgatásával egyrészt eltöltött, a keverék felmelegítéséhez - a dimer diszokciójára . Feltételezzük, hogy az N2O4 disszociáció energiája, mindkét gáz hő kapacitása ismert, az γ értéke számukra és az egyensúlyi helyzet függvényében (mindezen táblázatos adatok mindegyike). A számítások azt mutatják, hogy ha a kezdeti gázok keveréke atmoszferikus nyomáson és szobahőmérsékleten gyorsan préselt térfogatának felére, az elegyet csak 13 ° C-on Ha tömöríti a keveréket a térfogatú út csökkenéséhez, a hőmérséklet 21 ° C-ra emelkedik. És még a keverék kis fűtése is erősen áthelyezi az egyensúly pozícióját az N2O4 disszociációja felé.

És akkor a gázkeverék lassú hűtése, ami ugyanazt a lassú egyensúlyi eltolást okozza az N2O4 felé, és gyengíti a kísérletben megfigyelt színt. A hűtési sebesség függ a fecskendő falak anyagaitól, vastagságától és más hőcserélő körülményeitől, például a környező levegővel, például a szobában lévő vázlatoktól. Figyelemre méltó, hogy a fokozatos váltást az egyensúly a jobb, az irányt N2O4, van dimerizációját NO2 molekulák hőfelszabadulási, ami csökkenti a sebességet a keveréket hűtjük (körülbelül, a fagyasztás víz nagy víztest A tél kezdete gyorsan nem adja meg a levegő hőmérsékletét).

Miért nem érezte meg a kísérletek sem a fecskendőt, amikor a dugattyú meghalt? A válasz nagyon egyszerű. A gázkeverék és az üveg hőmagassága (tömegegységenként) nem különbözik. De az üvegdugattyú tömege tízben van, és néha több százszor nagyobb, mint a gáz tömege. Ezért, még akkor is, ha a hűtőgázkeverék teljes hője átvihető a fecskendő falaiba, ezek a falak felmelegednek a fokozatokra.

A két nitrogén-oxid közötti egyensúlyban figyelembe vett rendszer gyakorlati értékkel rendelkezik. Enyhe nyomás, NO2 és N2O4 keveréke és könnyen cseppfolyósított. Ez lehetővé teszi, hogy hatékony hűtőfolyadékként használják, annak ellenére, hogy magas kémiai aktivitása és korróziós akciója a berendezésen. A vízzel ellentétben, amely hővel, például egy nukleáris reaktorból, erősen felmelegszik, és még elpárolog, a hő átszivárogása nitrogén-oxidok keverékéhez főként a fűtéshez és egy kémiai reakcióhoz vezet - Az NN-kapcsolat kötése az N2O4 molekulában. Valójában az N-N kommunikáció szakadása egy mól egy mól (92 g) fűtés nélkül 57,4 kJ energiát igényel. Ha egy ilyen energiája 92 g víz 20 ° C hőmérsékleten van, akkor 30,8 kj fog forralni a vizet hőre, és a fennmaradó 26,6 kJ körülbelül 11 g víz elpárologtatásához vezet! Nitrogén-oxidok esetében az elegyet nem melegítjük, hűvösebb telepítés helyen, a keringő keverék enyhén lehűlt, az egyensúlyi áramlatok N2O4 felé tolódnak, és az elegy ismét készen áll a hő kiválasztására.

A reakciót könnyen belépő fémek, aktív fémek. Ezek közé tartoznak az alkáli, alkáliföldfémek és alumínium.

Pozíció a Mendeleev táblázatban

Az elemek fém tulajdonságai gyengülnek balról jobbra a Mendeleev időszakos táblázatában. Ezért az I. és II. Elemek a legaktívabbak.

Ábra. 1. Aktív fémek a Mendeleev táblázatban.

Minden fém redukáló szerek, és könnyen részt vesz az elektronokkal a külső energiaszinten. Aktív fémekben csak egy vagy két Valence elektronok. Ebben az esetben a fém tulajdonságok a felülről lefelé fokozódnak az energiaszintek mennyiségének növekedésével, mert Minél tovább az elektron az atom magja, annál könnyebb elválasztani őt.

A lúgos fémek a legaktívabbak:

• lítium;
• nátrium;
• kálium;
• rubídium;
• cézium;
• franciaország.

Az alkáliföldfémek a következők:

• berillium;
• magnézium;
• kalcium;
• stroncium;
• bárium;
• rádium.

Megtudhatja a fém aktivitás fokát az elektrokémiai fémek sorával. A hidrogén bal oldala az elem, annál inkább aktív. Fémek, a hidrogénnel szemben, alacsonyak, és csak koncentrált savakkal kölcsönhatásba léphetnek.

Ábra. 2. A fémfeszültségek elektrokémiai sora.

A kémiai aktív fémek listája magában foglalja az alumíniumot a III. Csoportban és a hidrogén leeresztésének bal oldalán. Az alumínium azonban az aktív és közepes méretű fémek határán van, és normál körülmények között nem reagál néhány anyaggal.

Tulajdonságok

Az aktív fémek kissé puha (kést vághatnak), könnyedén, alacsony olvadáspont.

A fémek fő kémiai tulajdonságait a táblázat tartalmazza.

Reakció	Az egyenlet	Egy kivétel
A lúgos fémek önkorlátozóak, oxigénnel történő kölcsönhatásba lépnek	K + O 2 → KO 2	A lítium csak magas hőmérsékleten reagál oxigénnel
Alkáliföldfémek és alumínium levegő formájában oxid filmek, és amikor fűtött az önfordulási	2CA + O 2 → 2CAO
Reagáljon a szokásos anyagokkal, sók kialakításával	Ca + BR 2 → Cabr 2; - 2A + 3S → AL 2 S 3	Az alumínium nem reagál a hidrogénnel
Reagál a vízzel, heringet és hidrogént	- Ca + 2H 2 O → CA (OH) 2 + H 2	A lítiummal való reakció lassan áramlik. Az alumínium csak az oxidfilm eltávolítása után reagál a vízzel
Reagáljon savakkal, sókkal	Ca + 2HCl → CaCl 2 + H 2; 2K + 2HMNO 4 → 2kmno 4 + H 2
Kölcsönhatásba léphet a sók oldataival, először vízzel reagálva, majd sóval	2NA + CUCL 2 + 2H 2O: 2NA + 2H 2O → 2NAOH + H2; - 2naOH + CUCL 2 → CU (OH) 2 ↓ + 2NaCl

Aktív fémek könnyen belépnek a reakcióba, így a természetben csak a keverékek részeként - ásványi anyagok, sziklák.

Ábra. 3. Ásványok és tiszta fémek.

Mit tudtunk?

Az aktív fémek közé tartoznak I és II csoportok - alkáli és alkáliföldfémek, valamint alumínium. Tevékenységük az atom szerkezetének köszönhető - a kevés elektron könnyen elválasztható a külső energia szintjétől. Ezek puha fényfémek, gyorsan reagálnak egyszerű és összetett anyagokkal, képződve oxidok, hidroxidok, sók. Az alumínium közelebb van a hidrogénhez, és további feltételekre van szükség az anyagokkal való reakciójához - magas hőmérsékleten, az oxidfólia megsemmisítéséhez.

Tesztelje a témát

Jelentésvizsgálat

Átlagos értékelés: 4.4. A kapott teljes értékelés: 388.