|
За матеріалами підручника "Хімія" 9кл. за ред. Ярошенко О.Г.
Що учневі обов"язково треба знати!
Істинний розчин —
це однорідна суміш, у якій навіть за допомогою потужного мікроскопа не можна
розгледіти частинки речовин.
У розчині
розрізняють два компоненти — розчинник
та
розчинену речовину. Серед компонентів розчину розчинником
є той, що взятий у більшій кількості і має однаковий із розчином агрегатний
стан.
Здатність води розчиняти речовини
з йонним та ковалентним полярним зв'язками зумовлена
полярністю її молекул.
Водневий зв'язок — це
зв'язок між позитивно зарядженим атомом Гідрогену однієї молекули і негативно
зарядженим атомом іншої чи тієї самої молекули.
Насичений розчин
—
це розчин, у якому за даних умов розчинено максимально можливу масу розчиненої
речовини.
Межею розчинності речовини є її
вміст у розчині. Розчинність речовини обчислюють зазвичай у грамах на 100 г
розчинника. Дисперсна
система складається з подрібнених частинок однієї речовини
(дисперсної
фази),
розподілених у середовищі іншої речовини (дисперсному
середовищі). Дисперсні системи поділяються на
суспензії та колоїдні розчини.
Суспензії містять
частинки речовини, що видимі візуально. Розміри частинок дисперсної фази
колоїдних розчинів менші, ніж у суспензій, але більші, ніж у істинних
розчинів. їх не видно візуально, але можна бачити у промені світла. Емульсії —
дисперсні системи, в яких і дисперсна фаза і дисперсне середовище є рідинами.
Розчинення
речовин у воді — фізико-хімічний процес. Фізичний
бік цього процесу полягає в тому, що під впливом полярних молекул розчинника
структурні частинки розчиненої речовини — йони (якщо вона йонної будови) чи
молекули (якщо розчинена речовина молекулярної будови) дифундують у розчин.
Цей процес супроводжується поглинанням теплоти. Хімічний бік полягає у
взаємодії частинок розчиненої речовини (йонів, молекул) з молекулами розчинника
і супроводжується виділенням теплоти. Залежно від того, якою є різниця між
теплотою, що поглинається, та теплотою, що виділяється, розчинення речовин
може супроводжуватися підвищенням або зниженням температури розчину.
Кристалізаційною
називають воду, яка після випарювання розчину перейшла
до складу кристалів твердої речовини. Кристалогідрати можна розглядати як
продукт хімічної взаємодії розчиненої речовини з водою, виділений з розчину
випарюванням в умовах помірного нагрівання. Кристалогідратами є залізний
купорос FeS04 • 7Н20, глауберова сіль Na2S04
• 10Н20, гіпс CaS04 • 2Н20 та деякі інші
речовини.
Одним зі способів кількісного вираження вмісту
розчиненої речовини в розчині є обчислення її масової частки в ньому. Масова
частка розчиненої речовини в розчині — це відношення маси
розчиненої речовини до маси всього розчину. Масова частка — це безрозмірна
величина, яка завжди є додатним, меншим за одиницю або за 100 % числом. За
довільного складу розчину можна виготовити розчини тієї самої речовини з різною
її масовою часткою, однак вміст розчиненої речовини в кожному з них не буде
більшим від величини її розчинності за конкретних умов. Виготовлення розчину з
певною масовою часткою розчиненої речовини полягає у послідовному виконанні
таких дій: обчислення маси розчинюваної речовини і маси розчинника; зважування
твердої розчинюваної речовини, відмірювання мірним посудом рідкої розчинюваної
речовини й необхідного об'єму розчинника; перенесення розчинюваної речовини та
розчинника у посудину для виготовлення розчину.
Щоб обчислити масову частку розчиненої речовини в
розчині, необхідно знати масу розчиненої речовини і масу розчину.
Якщо для виготовлення розчину використовують
газувату речовину і її об'єм відомий, то спершу слід обчислити масу цієї
речовини.
Якщо для виготовлення розчину використовують
речовину, що перебуває у рідкому агрегатному стані, і її об'єм та густина
відомі, то слід скористатися формулою m =
р •
V
та обчислити масу розчиненої речовини.
Електролітична
дисоціація — це розпад речовин у розплаві чи розчині на вільні й досить рухомі
йони. Плавленням йонних кристалів долаються електростатичні сили притягання
йонів, ґратка руйнується, і йони вільно рухаються.
У водних розчинах руйнування кристалічної ґратки
йонних сполук чи перетворення сильно полярного ковалентного зв'язку на йонний
відбувається під впливом полярних молекул води.
Дисоціюючи, речовина розпадається на два типи йонів:
позитивно заряджені катіони й негативно
заряджені аніони, що хаотично
рухаються в розчині чи розплаві. У розчині позитивні заряди катіонів
зрівноважені негативними зарядами аніонів, тому розчин в цілому
електронейтральний. Електролітичній дисоціації підлягають речовини з йонним та
деякі — з ковалентним сильно полярним хімічними зв'язками. їх молекули під
впливом диполів води йонізу- ються,
тобто розпадаються на йони і переходять у розчин у вигляді гідратованих йонів.
Під дією електричного струму хаотичний рух йонів
стає впорядкованим: позитивно заряджені йони (катіони) рухаються до негативно
зарядженого електрода — катода, а
негативно заряджені, йони (аніони) — до позитивно зарядженого —
анода.
За здатністю речовин проводити електричний струм у
розчині чи розплаві розрізняють електроліти
та
неелектроліти.
Всю різноманітність хімічних реакцій можна
класифікувати на окремі типи. Залежно від обраної ознаки класифікації
(класифікаційного чинника) вдаються до різних класифікацій реакцій. За
такою ознакою, як
кількість і склад реагентів та продуктів реакції, розрізняють
реакції сполучення, розкладу, заміщення, обміну.
До реакцій
сполучення належать реакції, під час яких
з двох
і більше реагентів утворюється один продукт реакції. До
реакцій розкладу належать реакції, під час яких
з
одного реагенту утворюються два чи більше продукти реакції. До
реакцій заміщення належать реакції, внаслідок яких атоми
простої речовини заміщують атоми (йони) у складній речовині з утворенням нової
простої і нової складної речовини.
Реакції обміну —
це реакції, під час яких дві складні речовини (реагенти) обмінюються складовими
частинами з утворенням нових складних речовин (продуктів реакції).
За напрямом перебігу реакції поділяють на необоротні
та оборотні.
Необоротні реакції —
це реакції, що відбуваються лише в напрямі утворення продуктів реакції.
Зворотна взаємодія продуктів реакції з утворенням реагентів неможлива. Оборотні
реакції — це реакції, що за однакових умов відбуваються в
протилежних напрямах. У рівняннях таких реакцій замість знака «=» ставлять 2
стрілки в різних напрямах « <=± ». Стрілка, спрямована вправо, позначає
пряму реакцію, вліво — зворотну.
В оборотних реакціях
одночасно відбуваються дві взаємодії:
взяті для реакції речовини взаємодіють між собою й утворюються
продукти їх взаємодії, а утворені продукти теж реагують між собою з утворенням
вихідних речовин.
Хімічна рівновага — це стан
оборотної реакції, за якого хімічна взаємодія відбувається, проте видимих змін
не спостерігається. Пояснюється це тим, що скільки продуктів реакції за
одиницю часу утворюється, стільки ж і реагує між собою.
За ознакою зміни ступенів
окиснення атомів хімічні реакції поділяють на
окисно-відновні — супроводжуються зміною ступенів
окиснення атомів елементів — та реакції, що
відбуваються без зміни ступеня окиснення. В
окисно-відновних реакціях зміна ступенів окиснення атомів чи йонів
розглядається як процес повного переходу електронів від менш електронегативного
атома до більш електронегативного.
Окисно-відновні реакції —
це єдність двох взаємно протилежних процесів окиснення (віддачі електронів) та
відновлення (приєднання електронів). В окисно-відновній реакції число відданих
електронів дорівнює числу приєднаних.
В окисно-відновних реакціях сума позитивних і
негативних ступенів окиснення атомів має однакове числове значення. В
окисно-відновних реакціях окисник дістає
електрони, відновник — віддає,
внаслідок чого окисник відновлюється, а відновник
окиснюється.
Окисно-відновні реакції доволі поширені в природі та
промисловості.
Усі речовини наділені внутрішньою енергією, що складається
з енергії теплового руху й енергії взаємодії складових частинок речовини.
Під час хімічних реакцій спостерігається зміна
внутрішньої енергії речовин внаслідок руйнування хімічних зв'язків, властивих
речовинам-реагентам, та утворення нових хімічних зв'язків, притаманних
продуктам реакції. Різниця між внутрішньою енергією продуктів реакції і реагентів
називається тепловим ефектом хімічної реакції (позначається
АН), який вимірюється в джоулях або кілоджоулях й характеризує кількість
теплоти, що виділяється або вбирається під час хімічної реакції.
За тепловим ефектом хімічні реакції класифікують на екзотермічні й
ендотермічні.
Екзотермічні реакції
супроводжуються виділенням теплоти, ендотермічні —
вбиранням теплоти.
Величину теплового ефекту
ендотермічних реакцій записують зі знаком плюс, а екзотермічних — зі знаком
мінус.
Рівняння реакції, в якому
зазначено її тепловий ефект, називається термохімічним
рівнянням.
Швидкість
хімічної реакції — це зміна концентрації реагентів чи продуктів реакції за
одиницю часу при незмінному об'ємі гомогенної системи.
Різні
хімічні реакції відбуваються з неоднаковою швидкістю.
До
чинників, що впливають на швидкість хімічйих реакцій, належать:
природа реагентів, концентрація речовин, температура, площа поверхні
твердих речовин, доступна для взаємодії з іншою речовиною, тобто
ступінь подрібнення, наявність каталізатора, інтенсивність освітлення
(для деяких реакцій).
Знання
про швидкість хімічних реакцій дають змогу керувати їх перебігом, прискорюючи
або в разі потреби сповільнюючи їх.
|
Virtual chemistry laboratory 
