metale

Wiele reakcji chemicznych obejmuje proste substancje, w poszczególnych metali. Jednak różne metale wykazują różne działanie w interakcjach chemicznych, a to zależy od tego, reakcja będzie płynąć, czy nie.

Im większa aktywność metalu, energiczny reaguje z innymi substancjami. W aktywności wszystkie metale można zorganizować z rzędu, który nazywany jest liczbą aktywności metalu lub kluczowego zakresu metali lub szereg napięć metali, a także elektrochemiczną liczbę napięcia metali. Ta seria najpierw studiowała wyjątkowy ukraiński naukowiec M.M. BEKETOV, więc ta seria jest również nazywana w pobliżu Beketova.

Seria aktywności metali biketov ma ten rodzaj (prezentowane są najczęstsze metale):

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.

W tym wierszu metale znajdują się ze spadkiem ich aktywności. Wśród prezentowanych metali najbardziej aktywny potas i najmniej aktywny - złoto. Dzięki tej serii możesz określić, który metal jest bardziej aktywny od drugiego. Również w tej serii znajduje się wodór. Oczywiście wodór nie jest metalem, ale w tym rzędzie jego aktywność jest akceptowana dla punktu odniesienia (osobliwe zero).

Interakcja metalowa z wodą

Metale są zdolne do wychwytywania wodoru nie tylko roztworów kwasowych, ale także z wody. Podobnie jak w przypadku kwasów, aktywność interakcji metali z wodą wzrasta od lewej do prawej.

Metale, które są w rzędzie aktywności do magnezu, są w stanie reagować wodą w normalnych warunkach. W interakcji tych metali powstaje alkalia i wodór, na przykład:

Inne metale stawiające wodór w wielu działaniach mogą również współdziałać z wodą, ale występuje to w bardziej rygorystycznych warunkach. Do interakcji przez gorącej tarczyki metalowej, przegrzanej pary wodnej. W takich warunkach wodorotyki nie mogą istnieć, zatem produkty reakcyjne są tlenkiem odpowiedniego elementu metalowego i wodoru:

Zależność właściwości chemicznych metali z miejsca w rzędzie aktywności

← zwiększa się aktywność metali

Ściśnij wodór z kwasów

Nie przerywaj wodoru z kwasów

Wodór w oscopie z wody, tworzą alkali

Wyciskaj wodór z wody w wysokich temperaturach, tworzą tlenki

3 woda nie wchodzi w interakcje

Niemożliwe jest wyparcie soli z wodnej soli

Można go otrzymać przez bardziej aktywny metal z roztworu soli lub stopionego tlenku

Interakcja metalowa z solami

Jeśli sól rozpuszczalna w wodzie, a następnie atom metalowego elementu może być podstawiony atomem bardziej aktywnego elementu. Jeśli zanurzysz w roztworze Kupu (II) siarczanu, żelazną płytkę, a następnie po pewnym czasie wyróżnia miedź w postaci czerwonego latania:

Ale jeśli nie ma srebra w roztworze sulfatu zrzutu (II), nie będzie reakcji:

Kupki mogą być dostarczane z dowolnym metalem, który znajduje się w lewo w wielu aktywności metalowych. Jednak metale, które stoją na samym początku rzędu - sodu, potasu itp. - W tym przypadku nie nadaje się, ponieważ są tak aktywne, że nie będą wchodzić w interakcje z soli, ale z wodą, w której ta sól rozpuszcza.

Przemieszczenie metali z soli do bardziej aktywnych metali jest bardzo szeroko stosowany w przemyśle do wyciągania metali.

Interakcja metalowa z tlenkiem

Tlenki elementów metalowych są w stanie wchodzić w interakcje z metali. Więcej metali aktywnych przemieszczających mniej aktywnych tlenków:

Ale w przeciwieństwie do interakcji metali z solami, w tym przypadku tlenki muszą być stopione tak, że reakcja wystąpiła. Do produkcji metalu z tlenku można stosować dowolne metalowe, które znajduje się w rzędzie aktywności w lewo, nawet najbardziej aktywny sód i potas, ponieważ w stopionej tlenkowej wody nie jest zawarta.

Interakcja metali z tlenkiem stosuje się w przemyśle do wyodrębnienia innych metali. Najbardziej praktyczny metodę metalu - aluminium dla tej metody. Jest wystarczająco szeroko rozpowszechniony w przyrodzie i tani w produkcji. Można również użyć bardziej aktywnych metali (wapnia, sodu, potas), ale po pierwsze, po pierwsze, droższe aluminium, a po drugie, poprzez ultra wysoką aktywność chemiczną, są bardzo trudne do utrzymania w fabrykach. Ta metoda wyodrębniania metali za pomocą aluminium nazywa się aluminiologiczną.

Jasne jest, że nic nie jest zrozumiałe.

Przeanalizujemy procesy, które mogą wystąpić, gdy metalowa płyta jest zanurzona w roztworze soli tego samego metalu, z którego sama płyta jest wytwarzana, która w takich przypadkach jest nazywana elektroda.

Możliwe są dwie opcje.

Opcja 1 . Elektroda wykonana jest z metalu, który jest aktywnym środkiem redukującym (nie "przykro mi przykro, że podaj swoje elektrony), niech będzie, powiedzmy, cynk.

Po tym, jak elektroda cynku jest zanurzona w roztworze, dipole wody obecne w roztworze, zaczynają przyciągać pewną część atomów cynku, które są przesyłane do roztworu w postaci hydratowanych jonów, ale pozostawiono ich elektronom na powierzchni elektroda.

Ja 0 + MH 2 O → Me N + · MH 2 O + NE - ME 0 → ME N + + NE -

Stopniowo powierzchnia elektrody cynkowej gromadzi coraz więcej "opuszczonych" elektronów negatywnych, elektroda cynkowa nabiera ładunek ujemny. Równolegle z tym procesem zwiększyła się ilość dodatnio naładowanych jonów cynkowych, która pozostawiła elektrodę. Cynk cynku zaczynają przyciągać nałapialnie naładowaną elektrodę, w wyniku czego powstaje tak zwana roztwór elektrody na granicy. podwójna warstwa elektryczna (Des).

Opcja 2. Elektroda wykonana jest z metalu, który jest słabym środkiem redukującą (jest to "przepraszam" do części z elektronami). Niech rolę takiej metalowej grania miedzi. W ten sposób jony miedziane zawarte w roztworze są silnymi środkami utleniającymi. Gdy elektroda miedziana jest zanurzona w roztworze, część jonów miedzi zaczyna się stykać z powierzchnią elektrody i jest przywrócona z powodu wolnych elektronów obecnych w miedzi.

Ja n + + ne - → ja 0

Istnieje proces, wersja odwrotna 1. Stopniowo, coraz więcej kationów miedzi jest zdeponowanych na powierzchni elektrody. Przywrócenie, kationy ładują się pozytywnie płytką miedzianą, ponieważ ładunek zwiększa dodatnią elektrodę miedzi coraz więcej przyciąga naładowane jony, a zatem utworzona jest podwójna warstwa elektryczna, ale odwrotna polaryzacja niż w wersji 1.

Postawiany na granicy rozwiązanie elektrody. Różnica potencjalna jest nazywana potencjał elektrody..

Zmierz taki potencjał jest bardzo trudny. Aby wydostać się z trudnej sytuacji, zdecydowali się nie absolutne wartości, ale względne, podczas gdy jako odniesienie zdecydowaliśmy się podjąć potencjał elektrody wodoru, przyjęty jest równy zero.

Potencjał konkretnej elektrody metalowej zależy od charakteru metalu, stężenia i temperatury roztworu.

Ponieważ alkaliczny i metale ziem alkalicznych w roztworach wodnych reagują z wodą - ich potencjały elektrody są obliczane teoretycznie.

Wszystkie metale są przyjmowane w kolejności zwiększenia wartości ich standardowego potencjału elektrody - taka liczba jest nazywana napięcia metali elektrochemicznej:

Co pokazuje potencjał elektrody

Potencjał elektrody odzwierciedla wartość liczbową zdolności metalu do nadawania elektronów lub przywracania, mówiąc innymi słowy, odzwierciedla aktywność chemiczną metalu.

W lewo w wierszu elektrochemicznym jest metal (patrz wyżej), tym łatwiej daje elektronom, tj. Jest bardziej aktywny, wchodzi w życie z innymi elementami.

Jeśli weźmiesz ekstremalne, to:

• lit jest najsilniejszym środkiem redukującym, a jon litowy jest najsłabszym utleniaczem;
• złoto najsłabszy środek redukujący, a jon złoty jest najsilniejszym środkiem utleniającym.

Kształtownik wynikający z elektrochemicznej serii napięcia metali:

• Metal wyczerpuje wszystkie inne metale z soli stojących z rzędu po prawej stronie (które są bardziej słabym środkami redukcyjnymi);
• Metale o wartości ujemnej potencjału elektrodowego, tj. Przynależność do lewego wodoru, przemieszczają ją z kwasów;
• Najbardziej aktywne metale mające najniższe wartości potencjału elektrody (są one metale z litu do sodu), w roztworach wodnych, przede wszystkim reagują z wodą.

Należy zauważyć, że pozycja metali w układzie okresowym i położenie tych samych metali w elektrochemicznym rzędzie naprężeń jest nieco inny. Fakt ten wyjaśnia, że \u200b\u200bwartość potencjału elektrody zależy nie tylko na energii wymaganej do oddzielenia elektronów z izolowanego atomu, ale energia wymagana do zniszczenia kryształowej sieci + energii, która jest uwalniana podczas nawodnienia jonów obejmuje również.

Systemy elektrochemiczne

Ogólne cechy

Elektrochemia - część chemii, która badania procesów różnicy potencjalnej i konwersji energii chemicznej do elektrycznych (elementów galwanicznych), a także wdrażanie reakcji chemicznych z powodu kosztów energii elektrycznej (elektrolizy). Te dwa procesy mające wspólny charakter były szeroko stosowane w nowoczesnych technikach.

Elementy galwaniczne są stosowane jako autonomiczne i małe źródła energii do maszyn, urządzeń radiowych i urządzeń sterujących. Przy pomocy elektrolizy otrzymuje różne substancje, powierzchnie powierzchniowe, tworzą produkty pożądanej formy.

Procesy elektrochemiczne nie zawsze korzystają z osoby, a czasami przynoszą duże szkody, powodując wzmocnioną korozję i zniszczenie struktur metalowych. Aby umiejętnie stosować procesy elektrochemiczne i radzić sobie z niepożądanymi zjawiskami, muszą być badane i zdolne dostosować.

Powodem wystąpienia zjawisk elektrochemicznych jest przejście elektronów lub zmianę stopnia utleniania atomów substancji związanych z procesami elektrochemicznymi, czyli reakcje zmniejszające oksydacyjne występujące w systemach heterogenicznych. W reakcjach zmniejszających oksydacyjne elektrony bezpośrednio przełączają się z środka redukującego do środka utleniającego. Jeśli procesy utleniania i przywrócenia są przestrzennie podzielone, a elektrony są wysyłane przez przewód metalu, taki system będzie elementem galwanicznym. Przyczyną występowania i przepływu prądu elektrycznego w elemencie galwanicznym jest różnica w potencjale.

Potencjał elektrody. Pomiar potencjału elektrody

Jeśli weźmiesz płytę dowolnego metalu i pominąłeś go do wody, następnie jony warstwy powierzchniowej pod działaniem cząsteczek wody polarnej są rozdarte i uwodniony do cieczy. W wyniku takiego przejścia płynne ładunki pozytywnie, a metal jest ujemny, ponieważ wydaje się nadmiar elektronów. Akumulacja jonów metali w płynie zaczyna spowolnić rozpuszczanie metalu. Montowana równowaga jest instalowana

Mogę 0 + Mn 2 O \u003d I N + × M H 2 O + NE -

Stan równowagi zależy od aktywności metalu i na stężeniu jonów w roztworze. W przypadku metali czynnych w rzędzie napięcia do wodoru, interakcja z polarnymi cząsteczkami wody kończy się oddzieleniem od powierzchni dodatnich jonów metali i przejścia hydratowanych jonów do roztworu (rys. B). Ładowanie metalu negatywnie. Proces jest utleniający. Wraz ze wzrostem stężenia jonów powierzchnia staje się prawdopodobnie procesem odwrotnym - przywrócenie jonów. Przyciąganie elektrostatyczne między kationami w roztworze i nadmiar elektronów na powierzchni tworzy podwójną warstwę elektryczną. Prowadzi to do wystąpienia pewnej potencjalnej różnicy między potencjałami na granicy metalu i cieczy lub potencjalnego skoku. Nazywana jest potencjalna różnica między metalem a jego otaczającym środowiskiem wodnym potencjał elektrody. Gdy metal jest zanurzony w solnym roztworze tego metalu, równowaga jest przesunięta. Zwiększenie koncentracji jonów tego metalu w roztworze ułatwia proces jonów tranzytowych z roztworu do metalu. Metale, których jony mają znaczącą zdolność do przejścia do roztworu, zostanie pobrana i pozytywnie w takim rozwiązaniu, ale w mniejszym stopniu niż w czystej wodzie.

Dla nieaktywnych metali stężenie równowagi jonów metali w roztworze jest bardzo mały. Jeśli taki metal jest zanurzony w roztworze soli tego metalu, a następnie dodatnie naładowane jony są wyróżnione na metal z większą prędkością niż przejście jonów z metalu do roztworu. Powierzchnia metalu otrzyma ładunek dodatni, a roztwór jest negatywny z powodu nadmiaru anionów soli. W tym przypadku, na granicy, metal - roztwór wystąpi podwójną warstwę elektryczną, dlatego pewna różnica w potencjale (rys. B). W badanym przypadku potencjał elektrody jest dodatni.

Figa. Proces przejścia metalu metalu do roztworu:

a - równowaga; b - rozpuszczenie; w osadzaniu się

Potencjał każdej elektrody zależy od charakteru metalu, stężenie jego jonów w roztworze i temperaturze. Jeśli metal zostanie pominięty w roztworze soli zawierającej jedną metalową molę 1 DM3 (aktywność wynosi 1), potencjał elektrody będzie stałą wartością w temperaturze 25 ° C i ciśnienie 1 atm. Ten potencjał jest nazywany standardowy potencjał elektryczny (MI).

Jony metali, które mają dodatni ładunek przenikający do roztworu i poruszający się w potencjalnym polu sekcji roztworu metalu, spędzać energię. Energia ta jest kompensowana przez działanie ekspansji izotermicznej z większej stężenia jonów na powierzchni do mniejszego roztworu. Jony dodatnie gromadzą się w warstwie bliskiej powierzchni do koncentracji z o a następnie idź w rozwiązanie, w którym koncentracja wolnych jonów z. Działanie pola elektrycznego ENF jest równe działaniu izotermicznej ekspansji RTLN (z O / S). Równoznaczne oba wyrażenia pracy można usunąć kwotę potencjału

En f \u003d rtln (z O / C), -e \u003d RTLN (C / C O) / NF,

gdzie e jest potencjałem metalu; R oznacza uniwersalną stałą gazową, j / mol do; T - Temperatura, K; N - ładunek jonów; F - liczba Faraday; C jest stężeniem wolnych jonów;

c o stężenie jonów w warstwie powierzchniowej.

Bezpośrednio zmierzyć ilość potencjału nie jest możliwe, ponieważ niemożliwe jest eksperymentalnie określać z O. Wartości potencjałów elektrod w stosunku do wielkości drugiej elektrody są ustalalnie określone, którego potencjał jest warunkowo podjęty w zero. Taka standardowa elektroda lub porównanie elektrody jest normalna elektroda wodoru (N.V.E) . Urządzenie elektrody wodoru jest pokazane na rysunku. Składa się z płyty platynowej powlekanej elektrolitycznie wytrąconą platyną. Elektroda jest zanurzony w 1M roztworze kwasu siarkowego (aktywność jonów wodorowych wynosi 1 mol / dm3) i przemywa się przez strumień gazowego wodoru pod ciśnieniem 101 kPa i t \u003d 298 K. Gdy platyna jest nasycona wodorem Na powierzchni metalowej ustalono równowagę, całkowity proces jest wyrażony przez równanie

2n + + 2e ↔ H 2 .

Jeśli metalowa płyta jest zanurzona w 1M roztworze soli tego metalu, podłączyć zewnętrzny przewód ze standardową elektrodą wodoru i roztwory z kluczem elektrolitycznym, a następnie otrzymujemy element galwaniczny (rys. 32). Siłą elektromotoryczną tego elementu galwanicznego będzie wartość standardowy potencjał elektryczny tego metalu (E o ).

Standardowy schemat pomiaru pojemności elektrycznej

w stosunku do elektrody wodoru

Biorąc roztwór siarczanu cynku w roztworze siarczanu cynku 1 M i podłączenie go z elektrodą wodoru, otrzymujemy element galwaniczny, który zostanie zapisany w następujący sposób

(-) Zn / zn 2+ //2H + / H2, PT (+).

Na diagramie jedna cecha oznacza granicę sekcji między elektrodą a roztworem, dwie funkcje - granica między roztworami. Anoda jest rejestrowana po lewej stronie, katoda po prawej stronie. W takim elemencie prowadzi się reakcję ZN O + 2H + \u003d Zn2+ + H2, a elektrony wzdłuż obwodu zewnętrznego przesuwa się z cynku do elektrody wodoru. Standardowy potencjał elektrody elektrody cynkowej (-0,76 V).

Biorąc płytkę miedzianą jako elektrodę, w określonych warunkach w połączeniu ze standardową elektrodą wodoru, otrzymujemy element galwaniczny.

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

W tym przypadku, reakcja wpływa: CU 2+ + H2 \u003d CU O + 2H +. Elektrony wzdłuż obwodu zewnętrznego przesuwa się z elektrody wodoru do elektrody miedzianej. Standardowy potencjał elektrody elektrody miedzi (+0,34 V).

Liczba standardowych potencjałów elektrody (napięcia). Równanie Nernsta.

Mając metale w celu zwiększenia standardowych potencjałów elektrody, otrzymują szereg naprężeń Nikolai Nikolayevich Beketova (1827-1911) lub szereg standardowych potencjałów elektrod. Wartości numeryczne standardowych potencjałów elektrody dla wielu technicznie ważnych metali są wyświetlane w tabeli.

Liczba metali napięcia

Wiele naprężeń charakteryzują niektóre właściwości metali:

1. Dolna wartość potencjału elektrody metalu, bardziej aktywna chemicznie bardziej aktywna, jest łatwiejsza do utleniania i jest trudniejsza do przywrócenia z jonów. Metale aktywne w naturze istnieją dopiero w postaci związków NA, K, ... znajdują się w naturze, zarówno w postaci związków, jak iw wolnym stanie Cu, AG, Hg; Au, pt - tylko w wolnym stanie;

2. Metale mające bardziej ujemny potencjał elektrody niż magnez, wycisnąć wodór z wody;

3. Metale skierowane w stronę rzędu napięć do wodoru, wycisnąć wodór z roztworów roztworów rozcieńczonych kwasów (których aniony nie wykazują właściwości oksydacyjnych);

4. Każdy metalowy metal, a nie rozkłada wodę, odprowadza metale mających więcej dodatnie wartości potencjału elektrody z roztworów ich soli;

5. Im więcej metali wyróżnia wartości potencjału elektrody, tym większa wartość E.d.S. Element galwaniczny zbudowany na nich.

Zależność wielkości potencjału elektrody (E) na temat natury metalu, aktywność jonów w roztworze i temperaturze wyraża równanie NInst

E i \u003d e o mnie + rtln (a ja n +) / nf,

gdzie jest standardowy potencjał elektrody metalu, a ja N + jest aktywność jonów metali w roztworze. Ze standardową temperaturą 25 O C, dla roztworów rozcieńczonych, zastępując aktywność (A) z stężeniem (C), logarytmem naturalnym dziesiętnym i zastępującym wartości R, T i F, otrzymujemy

E i \u003d e o mnie + (0,059 / n) LGC.

Na przykład, dla elektrody cynkowej umieszczonej w roztworze jego soli, stężenie uwodnionego Zn2+ × MH2O Abrevorely oznaczają następnie Zn 2+

E Zn \u003d e O Zn + (0,059 / N) LG [Zn2+].

Jeśli \u003d 1 mol / dm 3, a następnie e zn \u003d e o zn.

Elementy galwaniczne, ich siła elektromotoryczna

Dwa metalowe, zanurzone w roztworach ich soli połączonymi przez przewód, tworzą element galwaniczny. Pierwszy element galwaniczny wynalazł przez Aleksandra Volt w 1800 roku. Element składający się z płyt miedziowych i cynkowych oddzielonych przez zamkniętego, zwilżonego roztworu kwasu siarkowego. Z spójnym związkiem o dużej liczbie płyt, element Volta ma znaczną siłę elektromotoryczną (ED).

Występowanie prądu elektrycznego w elemencie galwanicznym wynika z różnicy pomiędzy potencjałami elektrody wykonanych metali i towarzyszy transformacje chemiczne płynące na elektrodach. Rozważ pracę elementu galwanicznego na przykładzie elementu miedzi-cynku (J. Daniel - B.S. Jacobi).

Schemat elementu galwanicznego miedzi-cynku Daniel-Jacobi

Na elektrody cynkowej opuszczony do roztworu siarczanu cynku (C \u003d 1 MOL / DM 3), utlenianie cynku (rozpuszczenie cynku) Zn O - 2E \u003d Zn 2+. Elektrony przychodzą do łańcucha zewnętrznego. Zn - źródło elektronów. Źródło elektronów jest uważane za elektrodę ujemną - anodą. Na elektrody wykonanej z miedzi zanurzonej w roztworze siarczanu miedzi (C \u003d 1 mola / DM3), jony metali są przywrócone. Atomy miedzi wytrąca się na elektrody CU2+ + 2E \u003d CU. Elektroda miedziowa dodatnia. To katoda. Jednocześnie część jonów SO 4 2- przemieszczają się po moście soli w naczyniu z roztworem ZNSO4 . Po równaniu procesów występujących na anodzie i katodzie otrzymujemy całkowitą równanie

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

lub w formie molekularnej

Jest to zwykłe oksydacyjne - reakcję rehabilitacyjną występuje na granicy zaprawy metalowej. Energia elektryczna elementu galwanicznego otrzymuje się ze względu na reakcję chemiczną. Uważany element galwaniczny może być napisany jako krótki schemat elektrochemiczny.

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

Warunkiem funkcjonowania elementu galwanicznego jest różnica potencjałów, nazywa się to moc elektryczna elementu galwanicznego (ED) . E.d.S. Każdy element eksploatacyjny jest dodatni. Obliczyć EDS. Element galwaniczny jest konieczny od wielkości bardziej pozytywnego potencjału, aby uzyskać wielkość mniejszego potencjału. Więc e.d.s. Element galwaniczny miedzianu w standardowych warunkach (t \u003d 25 o C, C \u003d 1 mol / dm3, p \u003d 1 ATM) jest równa różnicy między standardowymi potencjalnymi elektrodami miedzi (katode) i cynku (anoda), czyli

e.d.S. = E z U 2+ / Cu - E O ON 2+ / ZN \u003d +0,34 V - (-0.76 V) \u003d +1.10 V.

Przywrócona jest para z jonem cynkowym Cu 2+.

Różnica w potencjale elektrody niezbędnych do pracy można utworzyć przy użyciu tego samego roztworu różnych stężeń i tych samych elektrod. Taki element galwaniczny o nazwie stężenie I działa z powodu wyrównania koncentracji rozwiązania. Przykładem jest element wykonany z dwóch elektrod wodoru.

PT, H2 / H2SO4 (C`) // H 2 SO 4 (C`) / H2, PT,

gdzie z` \u003d `; z` \u003d `` `.

Jeśli p \u003d 101 kPa, z`< с``, то его э.д.с. при 25 о С определяется уравнением

E \u003d 0,059Lg (z` / s`).

Z C` \u003d 1 MOL-ION / DM 3 EDS Element jest określany przez stężenie jonów wodorowych w drugim rozwiązaniu, czyli E \u003d 0,059Lgc` `\u003d -0.059 pH.

Określenie stężenia jonów wodorowych, aw konsekwencji pH średniej pomiaru e.d.s. Odpowiedni element galwaniczny nazywany jest potencjometrią.

Baterie

Baterie zwane elementami galwanicznymi akcji wielokrotnego użytku i odwracalnego. Są w stanie konwertować skumulowaną energię chemiczną do elektrycznego podczas wyładowania i elektrycznego w chemicznym, tworząc zapas w procesie ładowania. Od e.d.s. Baterie są małe, podczas pracy są zwykle połączone w baterii.

Ołów bateria . Akumulator ołowiu składa się z dwóch perforowanych płytek ołowiowych, z których jeden (ujemny) po ładowaniu zawiera wypełniacz - aktywny przewód gąbki, a drugi (dodatni) dwutlenek. Oba płytki są zanurzone w roztworze 25-30% kwasu siarkowego (rys. 35). Schemat baterii

(-) PB / P -P H 2 SO 4 / PBO 2 / PB (+) .

Przed ładowaniem pory elektrody ołowiu pasta jest pusta, zawierająca oprócz organicznego spoiwa tlenku ołowiu PBO. W wyniku interakcji tlenku ołowiu z kwasem siarkowym w porach płyt elektrody powstaje siarczan ołowa

PBO + H2 SO 4 \u003d PBSO 4 + H2O .

Ładuj baterie, pomijając prąd elektryczny

Rozładowanie procesu

Całkowite procesy występujące podczas ładowania i rozładowania baterii mogą być reprezentowane w następujący sposób.

Podczas ładowania baterii gęstość elektrolitu (kwas siarkowy) zwiększa się, a gdy zmniejsza się rozładowanie. Gęstość elektrolitu oceniają stopień zablokowania baterii. E.d.S. Bateria ołowiowa 2.1 V.

Korzyści Bateria ołowiowa jest dużą wydajnością elektryczną, stabilność działającą, duża liczba cykli (ładowanie rozładowania). niedogodności - Duża masa, a zatem niewielka pojemność, uwalnianie wodoru podczas ładowania, nie szczelności w obecności stężonego roztworu kwasu siarkowego. Pod tym względem lepsze baterie alkaliczne.

Baterie alkaliczne. Należą do nich nikiel kadmu i żelazo-niklowe baterie T. Edison.

Schematy baterii Edisona i baterie ołowiowe

Thomas Edison (1847-1931)

Są podobne do siebie. Różnica polega na materiale płyt elektrody negatywnej. W pierwszym przypadku są kadmami, w drugim żelazie. Elektrolit jest roztworem CON Ω \u003d 20% . Baterie niklowe kadmowe mają największe znaczenie praktyczne. Schemat baterii niklu

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

Prace baterii kadmu-niklu opiera się na reakcji redoks z udziałem NI 3+

E.d.S. Naładowana bateria kadmu-niklu wynosi 1,4 V.

Tabela przedstawia charakterystykę baterii Edisona i baterie ołowiu.

W podręcznikach chemii, z prezentacją motywu "kwasowego" w jednej formie, wspomniano tak zwany kluczowy zakres metali, których kompilacja jest często przypisywana beketovowi.

Na przykład, w najczęściej podręczniku do ósmej klasy G. E. Rudzzitis i F. G. Feldman (od 1989 do 1995 r. Został opublikowany z całkowitym krążeniem 8,3 mln egzemplarzy), mówi: Łatwo jest upewnić się, że magnez szybko reaguje z kwasami (na przykładzie kwasu solnego), nieco wolniejsze - cynk, nawet wolniejsze - żelazo i miedź z kwasem chlorowodorowym nie odpowiada. "Podobne eksperymenty zostały wykonane przez rosyjscy naukowców N. N. Beketov, - piszą autorów podręcznika. - Na podstawie eksperymentów wykonał tłum metali: k, na, mg, al, zn, fe, ni, sn, pb (h), cu, hg, ag, pt, au. W tym wierszu wszystkie metale w obliczu wodoru są w stanie je wyłączyć z kwasów. " Donoszono również, że Beketov jest "założycielem chemii fizycznej. W 1863 r. Kluczowy zakres metali, który nazywany jest nazwą naukowca ". Ponadto studenci informują, że z rzędu Beketov, metalowa stojąca w lewo, metale kwalifikują się do prawa, rozwiązań ich soli. Wyjątkiem jest najbardziej aktywne metale. Podobne informacje można również znaleźć w innych podręcznikach szkolnych i korzyściach, na przykład: "Rosyjski chemik N. N. Beketov zbadał wszystkie metale i umieściło je w aktywności chemicznej w kluczowej liczbie (liczba aktywności)" itp

Może powstać kilka pytań.

Pierwsze pytanie. Naprawdę przed eksperymentami BeKetova (tj. Do 1863 r.), Chemicy nie wiedzieli, że magnez, cynk, żelazo i wiele innych metali reagują z kwasami z uwalnianiem wodoru, a miedź, rtęć, srebro, platyna i złoto nie posiadają tej nieruchomości?

Pytanie jest drugim. Czy jakieś chemicy nie zauważają BEKETOV, że niektóre metale mogą wyróżnić innych z rozwiązań swoich soli?

Pytanie jest trzecim. W książce V. A. Volkov, E. V. Vonsky, G. I. Kuznetsova "wybitni chemicy świata. Biograficzna książka odniesienia "(m.: Wyższa Szkoła, 1991) Mówi się, że Nikolai Nikolayevich Beketov (1827-1911) -" Rosyjski fizykochemia, akademik ... Jeden z założycieli chemii fizycznej ... zbadali zachowanie kwasów organicznych w wysokich temperaturach. Syntetyzowany (1852) benzureda i acetured. Szereg przepisów teoretycznych od uzależnienia od reakcji reakcji na stan odczynników i warunków zewnętrznych ... określono ciepło tworzenia tlenków i chlorków metali alkalicznych, po raz pierwszy otrzymane (1870) bezwodne tlenki metali alkalicznych. Wykorzystując zdolność aluminium do przywrócenia metali z ich tlenków, położył fundamenty aluminiologicznej ... Prezes Rosyjskiego Społeczeństwa Physico Chemical .... " A nie słowo o kompilacji serii przemieszczenia, która została wprowadzona (w przeciwieństwie do, na przykład, z Ureyids - pochodne mocznika) do podręczników szkolnych opublikowanych przez cyrgulacje wielomilionowe-dolarowe!

Prawie trudno odzyskać autorów biograficznej książki referencyjnej w zapomnianiu ważnego odkrycia rosyjskiego naukowca: przecież, di Mendeleev, który, kto tak bardzo nie może być wyrzucony w nonpatriosy, w jego klasycznym podręczniku "Podstawy chemii "Również nigdy nie wspomina o serii przemieszczenia Beketova, chociaż 15 razy odnosi się do różnych dzieł. Aby odpowiedzieć na wszystkie te pytania, będziemy musieli zrobić wycieczkę o historii chemii, do radzenia sobie z kim i kiedy zasugerowali wiele aktywności metali, które eksperymenty wydały N. N. Beketov i jaki jest jego kluczowy rząd.

Możesz odpowiedzieć na dwa pierwsze pytania. Oczywiście, uwalnianie wodoru z kwasów z metali i różne przykłady przemieszczenia z nimi z soli były znane na długo przed Bettovem. Na przykład, w jednym z przywództwa szwedzkiego chemika i mineralogu Thornberna Ulaf Bergman, opublikowany w 1783 r., Jest zalecany podczas analizowania polimetalicznych rud do przewagi i srebra z roztworów z żelaznymi płytami. Przy obliczaniu zawartości żelaza w rudy powinna wziąć pod uwagę tę część, która przeniósł się do roztworu z płyt. W tym samym przywództwie Bergman pisze: "Metale mogą być wyposażone w roztwory przez ich sole z innymi metalami, podczas gdy niektóre sekwencje obserwuje się. W rzędzie cynku, żelaza, ołowiu, cyny, miedzi, srebra i rtęci cynku wyczerpuje żelazo itp. I oczywiście, nie Bergman po raz pierwszy odkrył te reakcje: takie obserwacje wracają do godzin alchemicznych. Najbardziej znanym przykładem takiej reakcji stosowano w średniowieczu Charlatanów, który publicznie zademonstrował "transformację" żelaznego gwoździa do czerwonego złota, gdy obniżyli gwóźdź do roztworu siarczanu miedzi. Teraz ta reakcja jest wykazywana w lekcjach chemii w szkole. Jaka jest istota teorii nowej beketova? Przed pojawieniem się termodynamiki chemicznej przepływ reakcji w jednym lub inny kierunek chemików został wyjaśniony przez koncepcję powinowactwa niektórych organów do drugiego. Ten sam Bergman, oparty na znanych reakcjach przemieszczenia, opracował teorię powinowactwa wyborczego od 1775 roku. Zgodnie z tą teorią powinowactwo chemiczne między dwoma substancjami w wyniku tych warunków pozostaje stały i nie zależy od względnych mas substancji reakcji. To znaczy, jeśli ciała a w kontakcie z korpusem C, następnie połączenie z C byłoby ciałem, które ma wiele powinowactwa. Na przykład żelazo ma większe powinowactwo do tlenu niż rtęć, dlatego najpierw będzie on utleniany. Zakładano, że kierunek reakcji określono wyłącznie przez powinowactwo chemiczne organów reaktywnych, a reakcja przechodzi do końca. Bergman był stolikiem powinowactwa chemicznego, że chemicy używali przed rozpoczęciem XIX wieku. Tabele te obejmowały w szczególności różne kwasy i zasady.

Prawie jednocześnie z Bergmanem, francuski chemik Claude Louis Bertoll opracował inną teorię. Powinowactwo chemiczne były również związane z innym innym innym, ale wnioski zostały wykonane przez innych. Analogicznie z prawem Światowej atrakcji Bertoll uważa, że \u200b\u200bw chemii, przyciąganie powinno zależeć od masy ciała biernych. Dlatego przebieg reakcji i jego wynik zależy nie tylko na powinowactwo chemiczne odczynników, ale także na ich ilościach. Na przykład, jeśli organizm A i C może reagować za pomocą C, wówczas organizm, który będzie rozpowszechniany pomiędzy a w kolejnych istotach i masach i żadnej reakcji osiągnie koniec, ponieważ saldo przyjdzie, gdy AC, Sun i Free Przybywą jednocześnie A i B. Bardzo ważne jest, aby rozkład między A i B może się różnić w zależności od nadmiaru A lub V. Dlatego, z dużym nadmiarem, ciało z małym powinowactwem może prawie "wybrać" organizm z jego "przeciwnik". Ale jeśli jeden z produktów reakcji (AC lub Sun) zostanie usunięty, reakcja przejdzie do końca i tylko ten produkt zostanie utworzony, który pozostawia zakres działania.

Burtoll ma własne wnioski, obserwując procesy opadów z rozwiązań. Te ustalenia brzmią zaskakująco nowocześnie, z wyjątkiem przestarzałej terminologii. Jednak Bertoll był teorią jakościową, nie dał sposoby mierzenia wielkości powinowactwa.

Dalszy postęp teorii opierał się na odkryć w dziedzinie energii elektrycznej. Włoski fizyk Alessandro Volta na końcu XVIII wieku. Pokazał, że ładunek elektryczny występuje podczas kontaktu z różnymi metalami. Prowadzenie eksperymentów z różnymi parami metali i określenie znaku i wartości ładunku niektórych metali w stosunku do drugiego, napięcie ustawione wiele napięć: Zn, PB, SN, Fe, Cu, AG, AU. Używając pary różnych metali, wolt skonstruował element galwaniczny, którego siła była większym, tym droższe członkowie tej serii. Powód tego w tych latach był nieznany. Prawda, w 1797 r. Przewidział, że niemiecki naukowiec Johann Wilhelm Ritter przewidział, że w rzędzie napięcia metale powinny stać w celu zmniejszenia ich zdolności do łączenia się z tlenem. W przypadku cynku i złota ten wniosek nie spowodował wątpliwości; Jeśli chodzi o inne metale, należy zauważyć, że ich czystość nie była zbyt wysoka, więc liczba woltów nie zawsze odpowiada współczesnym.

Teoretyczne poglądy na temat charakteru występujących procesów były bardzo niejasne i często sprzeczne. Słynny szwedzki chemik Jonx Jacob Burtsellius na początku XIX wieku. Stworzył elektrochemiczny (lub dualistyczny, z lat . Dualis - "Podwójna") teoria związków chemicznych. Zgodnie z tym teorią przyjęto, że każdy związek chemiczny składa się z dwóch części - pozytywnie i niekorzystnie naładowanych. W 1811 r. Burtsellius, oparty na właściwościach chemicznych znanych mu elementów, zorganizował je z rzędu, tak że każdy członek w nim był elektroesposzyny w stosunku do poprzedniej i elektroposutywności w stosunku do następnego. W wersji skróconej następujące (w kolejności malejlistej) przypisano elementy elektrometrzelowe:

O, S, N, CL, BR, S, SE P, AS, CR, B, C, SB, TE, SI.

Następnie podążał za elementem przejściowym - wodór, a za nim - Elementy elektropositiczne (w celu zwiększenia tej właściwości):

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

Ta seria, jeśli przepiszesz wszystkie metale w odwrotnej kolejności, bardzo blisko nowoczesnej. Niektóre różnice w kolejności metali w tym wierszu są prawdopodobnie spowodowane niewystarczającym oczyszczaniem substancji w dniach odżywienia, a także niektórych innych właściwości metali, które kierowane przez Berceleus. Według Brylzeliusa, dalsze elementy ze sobą w tej serii, tym większe opłaty elektryczne i bardziej trwałe związki chemiczne, które tworzą się nawzajem.

Teoria dualizmu Berzeliusza w środku XIX wieku. Było dominujący. Jego porażka została wykazana założycieli termopera francuskiego naukowca Marineelen Bertlo i Duński badacz Julius Tomsen. Mierzyli powinowactwo chemiczne do pracy, którą może produkować reakcję chemiczną. W praktyce mierzono na skutku termicznym reakcji. Prace te doprowadziły do \u200b\u200btworzenia termodynamiki chemicznej - nauki, która w szczególności, aby obliczyć położenie równowagi w systemie reakcji, w tym równowagi w procesach elektrochemicznych. Teoretyczna podstawa szeregu aktywności (i szeregu naprężeń) została złożona w rozwiązaniach pod koniec XIX wieku. Niemiecki fizykochemika Walter Nernst. Zamiast wysokiej jakości charakterystyki - powinowactwo lub zdolność metalu i jego jonów do jednej lub innych reakcji - pojawiła się dokładna wartość ilościowa, charakteryzująca zdolność każdego metalu, aby przejść do roztworu w postaci jonów, a także przywrócić z jony do metalu na elektrody. Taka wielkość jest standardowym potencjałem elektrody metalu, a odpowiednia seria, zbudowana w kolejności potencjalnych zmian, nazywana jest szeregiem standardowych potencjałów elektrod. (Standardowy stan sugeruje, że stężenie jonów w roztworze wynosi 1 mol / l, a ciśnienie gazu wynosi 1 bankomat; najczęściej stan standardowy jest obliczany dla temperatury 25 ° C)

Standardowe potencjały najbardziej aktywnego metalu alkalicznego obliczono teoretycznie, ponieważ jest to niemożliwe do pomiaru ich eksperymentalnie w roztworach wodnych. Aby obliczyć potencjały metali w różnych stężeniach ich jonów (tj. W państwach niestandardowych), używaj równania Nernst. Potencjały elektrody są definiowane nie tylko dla metali, ale także dla wielu reakcji redoks obejmujących zarówno kationów, jak i aniony. Pozwala to na teoretyczne przewidywanie możliwości reakcji redoks w różnych warunkach. Należy również zauważyć, że w roztworach niewodnych potencjały metali będą różne, tak że sekwencja metali z rzędu może wyraźnie zmienić. Na przykład, w roztworach wodnych potencjał elektrody miedziowej jest dodatni (+0,24 V), a miedź ma rację niż wodór. W roztworze Acetonitryl CH3CN potencjał miedzi jest ujemny (-0,28 V), tj. Miedź znajduje się pozostawiona wodoru. Dlatego w tym rozpuszczalniku występuje taka reakcja: CU + 2HCl \u003d CuCl2 + H2.

Teraz nadszedł czas, aby odpowiedzieć na trzecie pytanie i dowiedzieć się, co dokładnie studiował bekety i jakie wnioski przyszedł.

Jeden z najbardziej znanych rosyjskich chemików N. N. Beketov po ukończeniu studiów (w 1848 r.) Uniwersytet Kazański pracował przez jakiś czas w Akademii Medycznej i Chirurgicznej w Laboratorium N. N. Vinin, a następnie na Uniwersytecie Petersburskim, a od 1855 do 1886 r. - Na Uniwersytecie w Charkowie . Wkrótce po otrzymaniu w 1857 r. Uniwersytecki Departament Chemii Beketov poszedł na rok za granicą "z powołaniem całkowitej zawartości tysięcy rubli rocznie" w tamtych czasach była to ważna kwota. Podczas pobytu w Paryżu, opublikował (po francusku) wyniki jego wcześniej realizowanych badań nad przemieszczeniem niektórych metali z roztworów wodorowych i efekt przywracający pary cynku. Na posiedzeniu Paryżskiego Towarzystwa Chemicznego Penetova zgłoszono prace nad przywróceniem wodoru SICL4 i BF3. Były to pierwsze powiązania w łańcuchu badań poświęconych przemieszczeniu niektórych elementów przez innych, którzy zaczął BeKetov w 1856 r. I ukończył z 1865 r.

Już za granicą, Beketov zwrócił uwagę. Wystarczy zacytować słowa D. I. Mendeleeev, z którym Beketov spotkał się w Niemczech: "Od rosyjskich chemików za granicą, nauczyłem BeKetov ... Savich, Sechenov. To wszystko ... takich osób, które robią honor Rosji, ludzi, z którymi Rad-Radhechonek, który wyszedł ".

W 1865 roku, w Charkowie, rozprawa BEKETOVA "Studia nad zjawiskami przemieszczenia niektórych elementów przez innych" została opublikowana. Prace te zostało odnowione w Charkowie w 1904 r. (W kolekcji "w pamięci 50-lecia działalności naukowej N. N. Beketov") iw 1955 r. (W kolekcji "N. N. Beketov. Wybrane prace na chemii fizycznej").

Znajdziesz bardziej szczegółowo z tą pracą Beketov. Składa się z dwóch części. W pierwszej części (w nim sześć sekcji) wyniki eksperymentów autora są bardzo szczegółowe. Pierwsze trzy sekcje poświęcone są działaniu wodoru na roztworach solidnych soli i rtęci w różnych ciśnień. Beketov wydawał się niezwykle ważnym zadaniem ustalenia miejsca wodoru w wielu metali, a także zależność kierunku reakcyjnego z warunków zewnętrznych - ciśnienie, temperatura, stężenie odczynników. Przeprowadził eksperymenty zarówno w roztworach, jak i suche substancje. Chemikalia były dobrze znane, że wodór łatwo wyczyszcza niektóre metale z ich tlenków w wysokich temperaturach, ale nieaktywnych w niskich temperaturach. Beketov stwierdził, że aktywność wodoru wzrasta wraz ze wzrostem ciśnienia, który związany z "większym gęstym odczynnikiem" odczynnika (teraz powiedziano - o wyższym ciśnieniu, czyli stężenie gazu).

Badając możliwość przemieszczenia metali z wodorem z roztworów, Beketov położyła szereg dość ryzykownych eksperymentów. Po raz pierwszy w historii chemii zakładów, naciski przekraczające 100 bankomat. Spędził eksperymenty w ciemności, w zamkniętej szklanej rurach z kilkoma zakrętami (kolanami). W jednym kolanie umieszczono roztwór soli w innym - kwasie, a na końcu rury - metalowe cynk. Przechylając rurkę, Beketov wymusił cynk, aby spaść w kwasem podejmowanym w nadmiarze. Znając masę rozpuszczonego cynku i objętości rury, możliwe było oszacowanie osiągniętego ciśnienia wodoru. W niektórych eksperymentach Bekets wyjaśnił ciśnienie w zależności od stopnia ściskania powietrza z cieczą w cienkiej kapilarnej przylutowanej do rury. Otwarcie rurki zawsze towarzyszyła eksplozja. W jednym z eksperymentów, w których ciśnienie osiągnęło 110 ATM, eksplozja przy otwarciu rury (przeprowadzono w wodzie pod przechylonym cylindrem) Smutuje gruby cylinder, objętość, którego tysiąc razy przekroczył objętość rury z odczynnikami.

Eksperymenty wykazały, że efekt wodoru zależy nie tylko na jej nacisku, ale także z "fortecy roztworu metalowego", tj. Z jego koncentracji. Odzyskiwanie srebra z roztworu amoniaku Agll rozpoczyna się nawet aż cynk nie zostanie całkowicie rozpuszczony pod ciśnieniem około 10 atm - przezroczyste rozwiązanie zostanie utonął (najpierw na granicy z gazem, a następnie na całej masie) i po kilku Dni szary srebrny proszek jest osiadany na ścianach. Przy ciśnieniu atmosferycznym reakcję obserwowano. Srebro przywrócono również przed azotanem i siarczanem, a wodór octan srebra działał na ciśnieniu atmosferycznym. Z soli rtęci przy wysokim ciśnieniu, metalowe kulki wyróżniono, a miedź i azotany ołowiu nie można przywrócić nawet przy wysokim ciśnieniu wodoru. Przywrócenie miedzi zaobserwowano tylko w obecności srebra i platyny pod ciśnieniem do 100 atm. Platinum Beketov używany do przyspieszenia procesu, tj. Jako katalizator. Napisał, że Platinum więcej przyczynia się do wytłaczania niektórych metali niż ciśnienie, ponieważ wodór na powierzchni platyny jest "poddany większej przyciąganiu i powinna mieć największą gęstość". Teraz wiemy, że adsorbowany wodór na Platinum jest aktywowany ze względu na interakcję chemiczną z metalowymi atomami.

W czwartej części pierwszej części Beketowa opisuje eksperymenty z dwutlenkiem węgla. Studiował swój wpływ na rozwiązania octan wapnia w różnych ciśnień; Odkryto, że reakcja odwrotna jest rozpuszczaniem marmuru w kwasie octowym przy określonym ciśnieniu gazu zatrzymuje się nawet z nadmiarem kwasu.

W ostatnich częściach eksperymentalnej części BEKETOV działanie pary cynkowej zostało opisane w wysokich temperaturach na stawach baru, krzemu, aluminium (ostatni element wzywa kulę ziemską, podobnie jak w latach). Przywrócenie cynku czterochlorku krzemu, Beckets najpierw dostały dość czystego krystalicznego krzemu. Stwierdzono również, że magnez przywraca aluminium z kręczenia (fluoroalumut sodu "własnego przygotowania") i krzemu z jego dwutlenku. W tych doświadczeniach ustalono również zdolność aluminium do przywrócenia baru z tlenku i potasu - od wodorotlenku. Tak więc, po kalcynieniu aluminium z bezwodnym tlenkiem baru (z małym dodaniem chlorku baru w celu zmniejszenia temperatury topnienia), stop składający się z wyników analizy, o 33,3% baru, reszta jest aluminium. W tym samym czasie, wiele godzin kalcynacji aluminium z chlorkiem baru, mylić w proszku, nie prowadził do żadnych zmian.

Nie do końca zwykła reakcja aluminiowa z KOB przeprowadzono w zakrzywionym pniu karabinowym, w zamkniętym końcu umieszczono plasterki Con i aluminium. Z silną mocą tego końca pojawiły się pary potasowe, które były skondensowane w zimnej części pnia, "gdy produkowano kilka kawałków miękkiego spalania metalu płonącego z purpurami." Później, Rubid i Cesium zostały wyróżnione podobnie.

Druga część pracy Beketovy poświęcona jest teorii przemieszczenia niektórych elementów przez innych. W tej części BEKETOV po pierwsze przeanalizowano liczne dane eksperymentalne - zarówno własne, jak i prowadzone przez innych badaczy, w tym profesora Breslava Fishera, a także Davy, Galessak, Burtsellius, Völer. "Kilka ciekawych faktów z osadzania metali mokrych na mokro, znalezione przez angielskiego chemika Williama Odring. W tym przypadku przypadki przemieszczenia niektórych elementów przez inną "mokrą ścieżkę", tj. W rozwiązaniach, a "sucha ścieżka", czyli przy obliczaniu odczynników, Beketov uważa za wspólnie. Było logiczne, ponieważ niemożliwe jest eksperymentowanie reakcji w wodnych nalotach z udziałem metali ziem alkalicznych i alkalicznych, tak bardzo, jak aktywnie reagują z wodą.

Wtedy Beketov określa teorię zaprojektowaną do wyjaśnienia różnych aktywności elementów. Umieszczając wszystkie metale z rzędu dla ich określonej wagi (tj. Gęstość), Beketov stwierdził, że jest to całkiem spójne ze słynnym przemieszczeniem w pobliżu. "Dlatego też wycofywanie buraków" miejsce metalu ... w numerze przemieszczenia może być dość prawidłowo określona i, więc aby mówić, przewidywali swoją specyficzną wagę z wyprzedzeniem ". Niektóre niepewność obserwuje się tylko pomiędzy "Sąsiedą wagą specyficzną specyficzną". Więc, potas - zwykle "bardziej energiczny" element i, na przykład, wyczerpuje sód z NaCl podczas kalcynowania, chociaż potas i więcej latający. Znane są jednak również procesy odwrotne: na przykład sód może wykazywać potas z jego wodorotlenku i octanu. "W odniesieniu do postawy pierwszej grupy alkalicznej do drugiego i relacji metali drugiej grupy między sobą, są nadal poważnie zbadani", pisze Beckets.

Beketov spotkał się z poważniejszymi trudnościami. Na przykład udało mu przywrócić aluminium cynku z roztworu ZNCL2 i nie powiodło się - od roztworu ZNSO4. Ponadto aluminium "nie przywrócił żelaza, niklu, kobaltu, kadmu w ogóle z rozwiązań. Beketov wyjaśnił to przez fakt, że aluminium "działa głównie w wodzie" i zakłada, że \u200b\u200breakcje te powinny wejść w brak wody ", suche przez". Rzeczywiście, w kolejnych zakładach odkrytych takie reakcje i faktycznie otworzyły aluminiologiczną.

Kolejną trudnością polegała na tym, że niektóre metale spadły z zasad określonych skal. Tak więc miedź (gęstość 8.9) nie znajduje się w rzędzie aktywności, ale po ołowiem (gęstość 11.4 - Wartości gęstości w Beketovie są nieco inne niż nowoczesne). Taka "anomalia" zmusiła Becketov, aby spróbować jeszcze być bardziej aktywnym ołowiu mniej aktywnej miedzi. Utworzono płytki miedziane w gorących roztworach nasyconych chlorku ołowiu - neutralnej i kwaśnej, w roztworze amoniaku tlenku ołowiu, ogrzewaną miedzi z suchym tlenkiem i chlorkiem ołowiu. Wszystkie doświadczenia były nieskuteczne, a Beketov został zmuszony do rozpoznania "wycofywania się z ogólnej zasady". Inne "anomalie" dotyczyły srebra (10,5 gęstości) i ołów, a także srebro i rtęć (13,5 gęstość), ponieważ ołów, a rtęć przywracają "łatwiejsze" srebro z rozwiązań jego soli. Anomalia z rtęcią beketova wyjaśniła, że \u200b\u200bmetal jest cieczy, a zatem jego aktywność jest wyższa niż wynika z zasady określonych skal.

Beketov rozprowadził swoją regułę i na niemetalach. Na przykład, w wierszowym chloru (ciekła gęstość chloru 1,33), brom (gęstość 2.86), jod (gęstość 4.54) Najłatwiejszym elementem jest zarówno najbardziej aktywny (fluor otrzymano przez Moissana tylko 20 lat później). To samo obserwuje się w serii O, S, SE, TE: tlen - najbardziej aktywne i dość łatwo przemieszcza inne elementy z ich związków z wodorem lub metalem alkalicznym.

Beketov wyjaśnił swoją zasadę przez analogię z mechaniką: proporcja wiąże się z masą cząstek (tj. Atomy) i z odległością między nimi w prostej substancji. Znając gęstość metali i ich względne masy atomowe, można obliczyć względne odległości między atomami. Im większa odległość między nimi, tym łatwiej, na BEKETOV, atomy są odłączone w procesach chemicznych. Wzajemny "powinowactwo" z różnych elementów jest związane z tym, a zdolność do pchania się ze związków. Po obliczeniu względnej odległości między atomami w różnych metale i przyjęcie standardu potasu, Becks otrzymali następujące wartości: K - 100, NA - 80, CA - 65, Mg - 53, Al - 43 itd., Do Platinum .

Dalsze podsumowanie teorii Beketowa dotyczące względnej siły związków chemicznych (mianowicie zdolność niektórych elementów do OUT innych) można znaleźć w podręczniku D. I. Mendeleev "Podstawy chemii" (cytowane do 1947 r. Korzystając z nowoczesnej terminologii): ". .. Profesor Nn Beketov w składzie "badań nad zjawiskami przemieszczenia" (Charkowa, 1865), zaoferowała specjalną hipotezę, którą przedstawimy niemal słowa autora.

Do aluminiowego tlenku AL2O3, halogenki AlCL3 i ALI3. W tlenku, stosunek al: o \u003d 112: 100, dla al: cl \u003d 25: 100 chlorku, do jodku AL: i \u003d 7: 100. Dla tlenku srebra AG2O (stosunek 1350: 100) mniej trwały niż chlorek (AG : Cl \u003d \u003d 100: 33), a jodek jest najbardziej trwały (AG: I \u003d 85: 100). Z tych i podobnych przykładów można zauważyć, że te związki, w których masy elementów łączących stają się prawie takie same są najczęstsze. Dlatego istnieje dążenie do dużych mas, aby połączyć się z dużymi i małymi - małymi, na przykład: AG2O + 2KI daje K2O + 2AGI. Z tego samego powodu, w podwyższonych temperaturach, AG2O, HGO, AU2O3 i podobnych tlenków składających się z nierównych mas, podczas gdy tlenki metali lekkich, jak również woda nie rozkłada się tak łatwo. Większość ogromnych tlenków to MGO, CAO, SiO2, AL2O3 podejście do stanu równości stanu. Z tego samego powodu, cześć łatwiej rozkłada się bardziej niż HCl. Chlor nie działa na MgO i AL2O3, ale działa na CaO, AG2O itp.

Aby zrozumieć prawdziwe stosunki działań, - zakończyć Mendeleev, jest nadal wystarczająco daleko, a dodatki do mechanicznej teorii zjawisk chemicznych, który daje bekiks. Niemniej jednak, w drodze wyjaśniania względnej siły wielu związków, widoczne jest bardzo interesujące ustawienie pierwotnego znaczenia. Bez takich prób niemożliwe jest uścisk złożonych przedmiotów doświadczonej wiedzy. "

Więc bez zatrzymywania zasług wspaniałego chemika, należy uznać, że chociaż teoria NN BEKETOVA odegrała znaczącą rolę w rozwoju chemii teoretycznej, przypisując ją do ustanowienia względnej aktywności metali w reakcji Przemieszczenie wodoru wodoru z kwasów i odpowiedniej liczby metali nie powinno być: jego mechaniczne teoria zjawisk chemicznych pozostał w historii chemii jako jednego z licznych etapów.

Dlaczego w niektórych książkach Betheov jest przypisany temu, co nie otwierał? Ta tradycja pojawiła się jak wielu innych, prawdopodobnie pod koniec 40 lat - wczesnych lat 50-tych. XX wieku, kiedy kampania "Niski-Fold West" była szaleja w ZSRR, a autorzy byli po prostu zobowiązani do przypisywania autorów w nauce w nauce, a nawet cytowanie autorów zagranicznych był uważany za Kramul (był w tych Lata żart urodził się o tym, że "Rosja jest miejscem narodzin słoni"). Na przykład M. V. Lomonosov przypisał otwarcie prawa ochrony energii, która została otwarta tylko w środku XIX wieku. Oto konkretny przykład prezentacji historii nauki w tych czasach. W Księdze Vladimira Orlova "On the Bold Myśli" (M.: Young Guard, 1953) według wynalazku w dziedzinie energii elektrycznej opisywane są przez takie słowa: "Cudzoziemcy zrujnowali kołyskę światła elektrycznego ... Amerykanów porwali Wspaniały rosyjski wynalazek ... Edison w Ameryce z niecierpliwością zaczęła poprawić rosyjskiego wynalazku ... zagranicznych naukowców Lampy elektryczne stworzone przez geniusz ludu rosyjskich ... Amerykańscy imperialiści zhańbili energię elektryczną ... podążając za nimi, Yugosłowiańskich faszystów zhańbiących światło elektryczne ... "- itd. Itd. Siedem echa tych nieuprzejmowych pamięci, najwyraźniej i pozostał w niektórych podręcznikach i powinny zostać przesłane. Jak powiedział jeden z historyków chemii: "Lomonosov jest wystarczająco dobry, aby nie przypisywać go odkryć".

"Świeca spalona ..."

Zjawiska obserwowane podczas spalania świec są takie, że nie ma jednej prawa natury, co nie zostanie naruszone w taki czy inny sposób.

Michael Faraday. Historia candack.

Ta historia poświęca się "dochodzenie eksperymentalne". Główną rzeczą w chemii jest eksperymentem. W laboratoriach całego świata umieścili i nadal umieścić miliony różnych eksperymentów, ale niezwykle rzadki profesjonalny badacz robi to jako młodych chemików: co się stanie, jeśli coś się wydarzy coś ciekawego? Najczęściej badacz ma wyraźnie sformułowaną hipotezę, którą poszukuje potwierdzenia, albo obalić eksperymentalnie. Ale doświadczenie jest zakończone, wynik uzyskuje się. Jeśli nie zgadza się z hipotezą, oznacza to, że jest to nieprawidłowe (oczywiście, jeśli eksperyment jest prawidłowo dostarczany i jest odtwarzany kilka razy). A jeśli jesteś spójny? Czy to oznacza, że \u200b\u200bhipoteza jest prawdziwa i nadszedł czas, aby przetłumaczyć na kategorię teorii? Nowicjusz naukowca czasami wierzy, że, ale doświadczeni z wnioskami nie jest w pośpiechu i zawsze jest ciasno myśli, czy niemożliwe jest wyjaśnienie wyniku jako inaczej.

Przykłady tego, jak podobny jest "myślenie", historia chemii zna tysiące. Następujące trzy historie są tuż przy tym, jak niebezpieczne zdarza się, że "udany" eksperyment udowadnia lojalnością hipotezy. Czasami są takie doświadczenie w lekcjach. Małe drewniane lub spieniające koło może pływać w płycie z wodą, na której wzmocni się świeczka. Na okręgu ze świecą obniżają odwrócony słoik szklany i umieścić go w tej pozycji na dole płyt. Po pewnym czasie świeca wychodzi, a część banku jest wypełniona wodą. To doświadczenie powinno rzekomo pokazać, że tylko piąta część powietrza (tlenu) wspiera spalania. Rzeczywiście, na pierwszy rzut oka wydaje się, że woda wzrosła o piątej części, chociaż dokładniejsze pomiary zwykle nie są wykonywane. Na pierwszy rzut oka doświadczenie jest proste i raczej przekonujące: W końcu tlen w powietrzu wynosi naprawdę 21% objętości. Jednak z punktu widzenia chemii nie jest w porządku. Rzeczywiście, świece wykonane są z parafiny, a parafina składa się z ograniczania węglowodorów kompozycji z n. H2. n. +2 z 18-35 atomami węgla. Równanie reakcji spalania można odnotować ogólnie: z n. H2. n. +2 + (3 n. + 1) / 2 O2 → n. CO2 + ( n. + 1) H2O. Tak jak n. Veliko, a następnie współczynnik przed tlenem jest bardzo blisko 1,5 n. (dla n. \u003d 18 różnicy między (3 n. + +1) / 2 i 1,5 n. będzie mniej niż 2% n. \u003d 30 Będzie jeszcze mniej). Tak więc 1 objętość CO2 wyróżnia się 1,5 tomami tlenu. Dlatego też, nawet jeśli cały tlen z puszki (wynosi 0,21, w objętości) jest wydawany, a następnie 0,21: 1,5 \u003d 0,14 objętość dwutlenku węgla powinna być izolowana zamiast po spalaniu. Woda nie powinna wcale wypełnić piątego banku!

Ale czy to rozumowanie? W końcu dwutlenek węgla, jak wiadomo, jest dobrze rozpuszczalny w wodzie. Może pójdzie do wody? Jednak proces rozpuszczenia tego gazu jest bardzo powolny. Wykazano to specjalne eksperymenty: czystą wodę w odwróconym słoiku, wypełniony CO2, prawie nie rośnie za godzinę. Eksperyment ze świecą jest kontynuowany przez mniej niż minutę, dlatego, nawet jeśli woda jest kompletna, woda powinna wejść do słoika tylko 0,21 - 0,1 \u003d 0,07 jego objętości (około 7%).

Ale to nie wszystko. Okazuje się, że świeca "oparzenia" w banku jest daleko od wszystkich tlenu, ale tylko niewielka część. Analiza powietrza, w której wyszła świeca, pokazała, że \u200b\u200bnadal zawiera 16% tlenu (ciekawym, że o tym samym poziomie zmniejsza zawartość tlenu w normalnym wydechu osoby). Woda powinna więc prawie nie iść do banku! Doświadczenie jednak pokazuje, że nie jest. Jak to wyjaśnić?

Najprostszym założeniem: Płonąca świeca ogrzewa powietrze, jego wzrasta objętość, a część powietrza wychodzi z banku. Po ochłodzeniu powietrza w banku (zdarza się to dość szybko) spadki ciśnienia, a woda wchodzi do banku pod działaniem zewnętrznego ciśnienia atmosferycznego. Zgodnie z prawem idealnych gazów (a powietrze w pierwszym przybliżeniu można uznać za idealny gaz), tak że ilość powietrza wzrasta o 1/5, jego temperatura (absolutna) powinna również zwiększyć o 1/5, tj. Do Wzrost z 293 K (20 ° C) do 1,2 × 293 \u003d 352 K (około 80 ° C). Nie tak bardzo! Ogrzewanie powietrza z płomieniem świecy w 60 ° jest całkiem możliwe. Pozostaje tylko sprawdzić eksperymentalnie, czy powietrze opuszcza bank podczas doświadczenia.

Pierwsze eksperymenty, jednak to założenie wydawało się, że nie jest potwierdzone. Tak więc, w serii eksperymentów prowadzonych z bankiem Broadwater o objętości 0,45 litra, nie było oznak "rozpraszania" powietrza z pod krawędzią słoika. Kolejna niespodziewana obserwacja: woda w słoiku, podczas gdy świeca spalała się, prawie nie przyszła.

I dopiero po świecy Gasla, poziom wody w odwróconym banku szybko wzrósł. Jak to wyjaśnić?

Można założyć, że gdy świeca pali się, powietrze w banku nagrzewa się, ale nie zwiększa jego objętości, ale nacisk, co zapobiega ssaniu wody. Po zaprzestaniu spalania powietrze chłodzi się w słoiku, jego spadki ciśnienia i wznosi się wody. Jednak to wyjaśnienie nie jest odpowiednie. Po pierwsze, woda nie jest ciężką rtęcią, która nie dałaby powietrza do opuszczenia słoika z lekkim wzrostem ciśnienia. (Mercury Mercurchy używany raz wszystkich fizyków i chemików, którzy badali gazy.) W rzeczywistości woda jest 13.6 razy łatwiejsza do rtęci, a wysokość migawki wody między krawędzią puszek i poziomu wody w płycie jest Mala. Dlatego nawet niewielki wzrost ciśnienia nieuchronnie powoduje "wiertło" powietrza przez migawkę.

Jeszcze bardziej poważnie, drugi sprzeciw. Nawet jeśli poziom wody w płycie byłby duży, a woda nie wytworzyłaby ogrzewanego powietrza z banku, który jest pod wysokim ciśnieniem, a następnie po ochłodzeniu powietrza w puszce i jej temperaturze, a ciśnienie zostanie zwrócone do wartości początkowej . Nie byłoby więc przyczyny powietrza do pójścia do banku.

Riddle udało się zezwolić tylko poprzez zmianę małej części podczas eksperymentu. Zwykle bank jest "umieszczony" na świecy z góry. Więc może to leży powód dziwnego zachowania powietrza w banku? Płonąca świeca tworzy przepływ w górę ogrzewanego powietrza, a gdy bank porusza się z góry, gorące powietrze wypiera najfajniejsze do krawędzi, nawet przed krawędzią puszek dotykają wody. Następnie temperatura powietrza w banku, aż świeca palenia, zmienia się nieco, oto powietrze i nie pozostawia go (a także nie wchodzi do środka). A po zaprzestaniu spalania i chłodzenia gorącego powietrza w banku, ciśnienie w nim zmniejsza się zauważalnie, a zewnętrzne ciśnienie atmosferyczne napędza część wody do banku.

Aby przetestować to założenie, w kilku eksperymentach, bank był "umieścić" świecę na górze, a z boku, prawie dotykając krawędzi banków płomienia, po czym słoik został podniesiony na dno płyty z szybką ruch w dół. I natychmiast od krawędzi, banki zaczęły gwałtownie bębory powietrza! Oczywiście, po zatrzymaniu spalania świecy woda była wyrzucona do wewnątrz - o tym samym poziomie co w poprzednich eksperymentach.

Tak więc to doświadczenie ze świecą nie może zilustrować składu powietrza. Ale znowu potwierdza mądre stwierdzenie wielkiej fizyki, świadczone na Epimigrafie.

Podejście do równowagi ...

Rozważ kolejne błędne wyjaśnienie eksperymentu, w którym występują również gazeny grzewcze. Wyjaśnienie zawarło popularne artykuły w chemii, a nawet w podręcznikach uniwersyteckim. Tak więc, w wielu zagranicznych podręcznikach na całkowitej chemii opisano piękny eksperyment, którego istota, którą zilustrujemy cytat z podręcznika NOEL WAITE "Kinetyka chemiczna". "Metoda relaksacyjna. Metoda EIGEN, dla której autor otrzymał w 1967 r. Nagroda Nobla w Chemii, nazywana jest metodą relaksacyjną. System reakcji osiąga stan równowagi w pewnych warunkach. Warunki te (temperatura, ciśnienie, pole elektryczne) są następnie szybko naruszone - szybsze niż zmiany równowagi. System ponownie jest równowagi, ale teraz w nowych warunkach; Nazywa się "relaksującą do nowej pozycji równowagi". Podczas gdy występuje relaks, zmiana niektórych właściwości systemu jest monitorowana ...

Eksperyment demondynujący fenomen relaksacyjny.

W niektórych przypadkach stan równowagi jest ustalany tak powoli w nowych warunkach, że zmiana koncentracji może być śledzona przy użyciu konwencjonalnych technik laboratoryjnych, a tym samym obserwować zjawisko relaksacyjne. Przykładowo, rozważ przejście dwutlenku azotu (ciemnobrązowy gaz) do dimeru (bezbarwny gaz):

Wypełnij strzykawkę gazu szkła około 80 cm3 gazu. Szybko naciśnij tłok strzykawki i ścisnąć gaz do 50-60 cm3. Upewnij się, że kolor gazu się zmienił. Po pierwsze, pojawi się szybki ciemnienie gazu, ponieważ stężenie NO2 wzrośnie, ale nastąpi powolne oddychanie, ponieważ wysokie ciśnienie przyczynia się do tworzenia N2O4, a saldo zostanie osiągnięte przy nowych warunkach zewnętrznych. "

W wielu podręcznikach należy podać podobny opis zilustrować zasadę Le Chatella: Gdy ciśnienie gazu wzrasta, równowaga jest przesuwa się w kierunku zmniejszenia liczby cząsteczek, w tym przypadku, w kierunku bezbarwnego dimera N2O4 . Jednocześnie tekst towarzyszy trzy kolorowe fotografie. Mogą zobaczyć, jak natychmiast po kompresji, po pierwsze, mieszaninę staje się ciemnobrązowy, a na trzecim zdjęciu wykonanym po kilku minutach, mieszanina gazowa w strzykawce zauważalnie rozjaśni się.

Czasami dodają, że tłok musi być wciśnięty tak szybko, jak to możliwe, aby w tym czasie nie ma równowagi.

Na pierwszy rzut oka, takie wyjaśnienie wygląda bardzo przekonującym. Jednak ilościowo uwzględnione procesy w strzykawce całkowicie odprowadzają wszystkie wnioski. Faktem jest, że określona równowaga między dwutlenkiem azotem NO2 i jego dimerem (azot nitroksydowy) N2O4 jest zainstalowany niezwykle szybko: dla milionów kolorów sekund! W związku z tym nie można usunąć gazu w strzykawce szybciej niż ta równowaga. Nawet jeśli przesuniesz tłok w stali "strzykawkę" za pomocą eksplozji, saldo, najprawdopodobniej udało się ustanowione jako tłokami z powodu jej bezwładności. Jak inaczej mogę wyjaśnić fenomen obserwowany w tym eksperymencie? Oczywiście spadek objętości i odpowiedni wzrost stężenia gazu prowadzi do wzrostu koloru. Ale to nie jest główny powód. Każdy, kto pompowany przez manualną komorę rowerową pompę wie, że pompa (zwłaszcza aluminium) jest bardzo ogrzewany. Tarcie tłoka o tubie pompy tutaj nie ma w tym nic do zobaczenia, dzięki czemu nieczynne huśtawki, gdy powietrze nie jest sprężone w pompie. Ogrzewanie występuje w wyniku tak zwanej kompresji adiabatycznej - gdy ciepło nie ma czasu do rozpraszania w okolicy. Oznacza to, że przy sprężaniu mieszaniny tlenków azotu należy go ogrzać. A gdy podgrzany równowaga w tej mieszaninie jest silnie przesunięta w okładzie dwutlenku.

Jak ciepło jest mieszaniną w kompresji? W przypadku kompresji powietrza w pompie ogrzewanie jest łatwe do obliczenia, stosując równanie adiabatyczne dla idealnego gazu: TELEWIZJA. γ-1 \u003d const, gdzie T. - Temperatura gazu (w Kelvin), V. - jego objętość, γ \u003d Z R. / Z V. - stosunek pojemności ciepła po stałym ciśnieniu do pojemności ciepła przy stałej objętości. Dla pojedynczych (szlachetnych) gazów γ \u003d 1,66, dla diatuomiki (powietrze należy do nich) γ \u003d 1,40, dla trochatomicznych (na przykład dla NO2) γ \u003d 1,30, itd. Równanie ADIABA, ściśliwy od objętości 1 do objętości 2, Możesz przepisać w formularzu T. 2/ T. 1 = (V. 1/ V. 2) γ-1. Jeśli tłok jest ostro darowizny do środka pompy, gdy objętość powietrza w nim jest podwojona, następnie do temperatury temperatury przed i po kompresji, otrzymujemy równanie T. 2/ T. 1 \u003d \u003d 20,4 \u003d 1,31. I jeśli T. 1 \u003d 293 K (20 ° C), a następnie T. 2 \u003d 294 K (111 ° C)!

Natychmiast stosuj równanie idealnych gazów do obliczenia stanu mieszaniny tlenków azotu natychmiast po kompresji, ponieważ proces ten zmienia się nie tylko objętość, ciśnienie i temperaturę, ale także liczba moli (stosunek NO2 N2O4) podczas Reakcja chemiczna. Zadanie można rozwiązać tylko za pomocą integracji numerycznej równania różnicowego, który bierze pod uwagę, że praca wytwarzana w każdej chwili przez ruchomy tłok jest wydawany na jednej ręce, aby ogrzać mieszaninę, z drugiej - na dysocjacji dimeru . Zakłada się, że energia dysocjacji N2O4, pojemność obu gazów jest znana, wartość γ dla nich i zależność pozycji równowagowej w temperaturze (wszystkie te dane tabelaryczne). Obliczenia pokazuje, że jeśli początkowe mieszaninę gazów przy ciśnieniu atmosferycznym i temperaturze pokojowej jest szybko ściśnięte do połowy objętości, mieszaninę ogrzewa się tylko w temperaturze 13 ° C Jeśli kompresujesz mieszaninę do zmniejszenia podróży objętości, temperatura wzrośnie o 21 ° C. A nawet małe ogrzewanie mieszaniny silnie przesuwa pozycję równowagi w kierunku dysocjacji N2O4.

A potem jest po prostu powolne chłodzenie mieszaniny gazowej, co powoduje, że ta sama powolna zmiana równowagi w kierunku N2O4 i osłabienia koloru, który jest obserwowany w eksperymencie. Szybkość chłodzenia zależy od materiału ścian strzykawkowych, ich grubości i innych warunków wymiany ciepła z otaczającym powietrzem, na przykład z przeciągów w pomieszczeniu. Jest istotne, że ze stopniowym przesunięciem równowagi w prawo, w kierunku N2O4, istnieje dimeryzacja cząsteczek NO2 z uwalnianiem ciepła, co zmniejsza prędkość chłodzenia mieszaniny (w przybliżeniu, zamrażanie wody w dużych zbiornikach wodnych Początek zimy szybko nie daje temperatury powietrza).

Dlaczego żaden z eksperymentatorów nie odczuwał ogrzewania strzykawki, gdy tłok zmarł? Odpowiedź jest bardzo prosta. Pojemność cieplna mieszaniny gazowej i szkła (na jednostkę masy) nie różni się zbyt wiele. Ale masa szklanego tłoka jest w dziesiątkach, a czasami setki razy wyższa niż masa gazu. Dlatego też, nawet jeśli całe ciepło mieszaniny gazu chłodzącego zostanie przeniesione do ścian strzykawki, ściany te są rozgrzewkowe do udziału stopni.

Uważany system z równowagą między dwoma tlenkami azotu ma wartość praktyczną. O lekkim nacisku, mieszaninę NO2 i N2O4 i łatwo skroplona. Pozwala to na wykorzystanie jako wydajny płyn chłodzący, pomimo wysokiej aktywności chemicznej i działań korozji na sprzęt. W przeciwieństwie do wody, które przyjęto ciepło, na przykład z reaktora jądrowego, ogrzewa się mocno i może nawet odparować, przenoszenie ciepła do mieszaniny tlenków azotu prowadzi głównie nie do jego ogrzewania i reakcji chemicznej - Klejenie połączenia NN w cząsteczce N2O4. Rzeczywiście, pęknięcie komunikacji N-N w jednym molu substancji (92 g) bez ogrzewania wymaga kosztów 57,4 kJ energii. Jeśli istnieje taka energia 92 g wody w temperaturze 20 ° C, to 30,8 kJ pójdzie do gotowania wody do ogrzewania, a pozostałe 26,6 kJ doprowadzi do odparowania około 11 g wody! W przypadku tlenków azotu mieszaninę nie jest ogrzewane, w chłodzących miejscach instalacji, mieszaninę obiegową jest lekko ochłodzony, równowaga przesuwa się w kierunku N2O4, a mieszanina jest ponownie gotowa do wyboru ciepła.

Metale, łatwo wchodząc do reakcji, nazywane są metale aktywne. Obejmują one alkaliczne, metale ziem alkalicznych i aluminium.

Pozycja w tabeli MendeleEV

Metalowe właściwości elementów słabną od lewej do prawej w okresowej tabeli MendeleEV. Dlatego elementy I i II grupy są najbardziej aktywne.

Figa. 1. Aktywne metale w tabeli Mendeleeev.

Wszystkie metale są redukujące agenci i łatwo częściowo z elektronami na zewnętrznym poziomie energii. W aktywnych metali, tylko jedna lub dwie elektrony Valence. W tym przypadku właściwości metalowe są wzmocnione od góry do dołu ze wzrostem ilości poziomu energii, ponieważ Dalsze elektron pochodzi z jądra atomu, tym łatwiej jest go oddzielić.

Metale alkaliczne są uważane za najbardziej aktywne:

• lit;
• sód;
• potas;
• rubid;
• cez;
• francja.

Metale ziem alkalicznych obejmują:

• beryl;
• magnez;
• wapń;
• stront;
• bar;
• rad.

Możesz dowiedzieć się o stopniu aktywności metali przez elektrochemiczny rząd metali. Lewy wodoru jest elementem, tym bardziej jest aktywny. Metale, bezpośrednio z wodoru, są niskie i mogą współdziałać tylko z kwasami skoncentrowanymi.

Figa. 2. Elektrochemiczny rząd napięć metali.

Lista aktywnych metali w chemii obejmuje również aluminium znajdujące się w grupie III i po lewej stronie obniżenia wodoru. Jednak aluminium znajduje się na granicy metali aktywnych i średnich i nie reaguje z niektórymi substancjami w normalnych warunkach.

Nieruchomości

Metale aktywne są lekko miękkie (mogą być cięte przez nóż), łatwość, niski punkt topnienia.

Główne właściwości chemiczne metali przedstawiono w tabeli.

Reakcja	Równanie	Wyjątek
Metale alkaliczne są samokręgowe w powietrzu, interakcji z tlenem	K + O 2 → KO 2	Lit reaguje z tlenem tylko w wysokiej temperaturze
Metale ziem alkalicznych i aluminium w foliach tlenkowych formularza powietrza, a gdy ogrzewany jest samookaleczanie	2CA + O 2 → 2cao
Reagować ze zwykłymi substancjami, tworząc sole	CA + BR 2 → CABR 2; - 2AL + 3S → Al 2 S 3	Aluminium nie reaguje z wodorem
Kurko reaguje z wodą, tworząc śledź i wodór	- CA + 2H 2 O → CA (OH) 2 + H 2	Reakcja z litem płynie powoli. Aluminium reaguje z wodą dopiero po usunięciu folii tlenkowej
Reaguj z solami formującymi kwasami	CA + 2HCL → CACL 2 + H2; 2K + 2HMNO 4 → 2kmno 4 + H 2
Interakcja z roztworami soli, najpierw reagując wodą, a następnie solą	2NA + CUCL 2 + 2H2O: 2NA + 2H2O → 2NAOH + H2; - 2NAOH + CUCL 2 → CU (OH) 2 ↓ + 2NACl

Metale aktywne łatwo wprowadzają reakcję, więc w naturze są tylko w ramach mieszanin - minerałów, skał.

Figa. 3. Minerały i czyste metale.

Co wiemy?

Metale aktywne obejmują elementy I i II grupy - alkaliczne i alkaliczne metale ziemskie, a także aluminium. Ich aktywność wynika ze struktury atomu - kilka elektronów można łatwo oddzielić od zewnętrznego poziomu energii. Są to miękkie metale lekkie, szybko reagując z prostymi i złożonymi substancjami, tworząc tlenki, wodorotlenki, sole. Aluminium jest bliżej wodoru i wymagane są dodatkowe warunki do jego reakcji z substancjami - wysoki temperatury, zniszczenie folii tlenkowej.

Sprawdź na ten temat

Ocena raportu.

Średnia ocena: 4.4. Otrzymano łączne oceny: 388.