четверг, 23 декабря 2021 г.

  ЧЕТВЕРГ 23.12.21 Г. 208,401,406


ГРУППА 208 химия  22,23

ВНИМАНИЕ! НЕ ЗАБЫВАЕМ ГОТОВИТЬСЯ К ЭКЗАМЕНУ! 
 Тема:  Понятие о коррозии металлов. Способы защиты от коррозии.

Тема:Понятие о коррозии металлов. Способы за­щиты от коррозии.




Понятие о коррозии металлов. Способы защиты от коррозии

Посмотрите учебный фильм "Коррозия металлов, способы защиты от неё" и ответьте на вопросы:
  1. Что такое "коррозия"?
  2. Какие виды коррозии по механизму протекания  можно выделить?
  3. Какие виды защиты от коррозии существуют?

КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ 

1. Коррозия (от латинского «corrodere» разъедать) – самопроизвольный окислительно-восстановительный процесс разрушения металлов и сплавов вследствие взаимодействия с окружающей средой.

2. Виды коррозии: химическая и электрохимическая  

I. Химическая – коррозия, обусловленная взаимодействием металлов с веществами, содержащимися в окружающей среде, при этом происходит окислительно-восстановительное разрушение металла без возникновения электрического тока в системе.

К химической коррозии относятся:

газовая коррозия - коррозионное разрушение  под воздействием газов при высоких температурах;

коррозия в жидкостях-неэлектролитах.

Газовая 

- химическая коррозия, обусловленная взаимодействием металлов с газами.

Основной окислитель – кислород воздуха.

Процессы химической коррозии железа:

2Fe + O2 = 2FeO

4Fe + 3O2 = 2Fe2O3

3Fe + 3O2 = FeO·Fe2O3 (смешанный оксид железа (IIIII) )

4Fe + 3O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3 (на воздухе в присутствии влаги)

Fe(OH)3 t °C    H2O + FeOOH (ржавчина)

3Fe + 4H2O(пар) = Fe3O4 + 4H2

2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3

Химическая коррозия  в жидкостях-неэлектролитах

Жидкости-неэлектролиты - это жидкие среды, которые не являются проводниками электричества. К ним относятся:  органические (бензол, фенол, хлороформ, спирты, керосин, нефть, бензин); неорганического происхождения (жидкий бром, расплавленная сера и т.д.). Чистые  неэлектролиты не реагируют с металлами, но с добавлением даже незначительного количества примесей процесс взаимодействия резко ускоряется.  Например, если нефть будет содержать серу или серосодержащие соединения (сероводород, меркаптаны) процесс химической коррозии ускоряется. Если вдобавок увеличится температура, в жидкости окажется растворенный кислород - химическая коррозия усилится.

Присутствие в жидкостях-неэлектролитах влаги обеспечивает интенсивное протекание коррозии уже по электрохимическому механизму.

Химическая коррозия в жидкостях-неэлектролитах подразделяется на несколько стадий:

- подход окислителя к поверхности металла;

- хемосорбция реагента на поверхности;

- реакция окислителя с металлом (образование оксидной пленки);

- десорбция оксидов с металлом (может отсутствовать);

- диффузия оксидов в неэлектролит (может отсутствовать).

Для защиты конструкций от химической коррозии в жидкостях-неэлектролитах на  ее поверхность наносят покрытия,  устойчивые в данной среде.

II. Электрохимическая – окислительно-восстановительное разрушение сплавов и металлов, содержащих примеси, с возникновением электрического тока в системе.

АНОД (более активный металл) – разрушается

КАТОД (менее активный металл или примесь неметалла, способного + ē) – восстанавливается среда

Ме0 – nē → Men+ (процесс окисления)

 

кислая среда: 2H+ + 2ē → H2 (процесс восстановления)

влажный воздухO2 + 2H2O + 4ē → 4OH- (процесс восстановления)

 Пример:

Электрохимическая коррозия железной детали с примесями меди во влажном воздухе.

А:  Fe0 - 2ē → Fe2+ (Окисление)

К:  O2 + 2H2O + 4ē → 4OH- (процесс восстановления)

Итог: 2Fe O2 + 2H2O  = 2Fe(OH)2 (белая ржавчина)

4Fe(OH)2 + 2H2O + O = 4Fe(OH)3  (бурая ржавчина)

Fe(OH)3 = FeOOH + H2O

III. Защита от коррозии:

1). Металлические покрытия – анодное (покрытие более активным металлом ZnCr) – оцинкованное железо; катодное (покрытие менее активным металлом NiSnAgAu) – белая жесть (лужёное железо) – не защищает от разрушения в случае нарушения покрытия.

2). Неметаллические покрытия – органические (лаки, краски, пластмассы, резина - гумирование, битум);

неорганические (эмали).

3). Протекторная защита – присоединение пластины из более активного металла (AlZnMg) – защита морских судов.                     

4). Электрохимическая (катодная) защита – соединение защищаемого изделия с катодом внешнего источника тока, вследствие чего изделие становится катодом. Ток идёт в противоположном направлении.

5). Добавление ингибиторов ( в зависимости от природы металла – NaNO2Na3PO4, хромат и бихромат калия, ВМС органические соединения), адсорбируются на поверхности металла и переводят его в пассивное состояние.



ТЕМА: Металлы главных подгрупп (А-групп) перио­дической системы химических элементов

Обзор металлов главных подгрупп (А-групп) периодической системы химических элементов.

Ще­лоч­ные ме­тал­лы – это се­реб­ри­сто-бе­лые ве­ще­ства с ха­рак­тер­ным ме­тал­ли­че­ским блес­ком. Они быст­ро туск­не­ют на воз­ду­хе из-за окис­ле­ния. Это мяг­кие ме­тал­лы, по мяг­ко­сти Na, K, Rb, Cs по­доб­ны воску. Они легко ре­жут­ся ножом. Они лег­кие.

Хи­ми­че­ские свой­ства ще­лоч­ных ме­тал­лов

  1. Вза­и­мо­дей­ствие с неме­тал­ла­ми

2Na + Cl2→ 2NaCl

3Na + P  \rightarrowNa3P

  1. Вза­и­мо­дей­ствие с кис­ло­ро­дом

Толь­ко с ли­ти­ем сразу об­ра­зу­ет­ся оксид лития.

4Li + О2 = 2Li2О, а при вза­и­мо­дей­ствии кис­ло­ро­да с на­три­ем об­ра­зу­ет­ся пе­рок­сид на­трия.

2Na + О2 = Na2О2. При го­ре­нии всех осталь­ных ме­тал­лов об­ра­зу­ют­ся над­пе­рок­си­ды.

  1. Вза­и­мо­дей­ствие с водой

Литий и на­трий спо­кой­но вза­и­мо­дей­ству­ют с водой, калий – со вспыш­кой, а цезий – уже с взры­вом.

2Li + 2H2O → 2LiOH + H2↑

  1. Вза­и­мо­дей­ствие с кис­ло­та­ми – силь­ны­ми окис­ли­те­ля­ми

8K + 10HNO3 (конц) → 8KNO3 + N2O +5 H2O

8Na + 5H2SO4 (конц) → 4Na2SO4 + H2S↑ + 4H2O

По­лу­че­ние ще­лоч­ных ме­тал­лов

Из-за вы­со­кой ак­тив­но­сти ме­тал­лов, по­лу­чать их можно при по­мо­щи элек­тро­ли­за расплава солей, чаще всего хло­ри­дов.

 

Щелочноземельные металлы

Хи­ми­че­ские свой­ства

  1. Вза­и­мо­дей­ствие с неме­тал­ла­ми

Сa + S \rightarrow СaS

Сa + H2 \rightarrowСaH2

  1. Вза­и­мо­дей­ствие с кис­ло­ро­дом

2Сa + O2 → 2CaO

  1. Вза­и­мо­дей­ствие с водой

Sr + 2H2O → Sr(OH)2 + H2↑, но вза­и­мо­дей­ствие более спо­кой­ное, чем с ще­лоч­ны­ми ме­тал­ла­ми.

  1. Вза­и­мо­дей­ствие с кис­ло­та­ми – силь­ны­ми окис­ли­те­ля­ми

4Sr + 5HNO3 (конц) → 4Sr(NO3)2 + N2O +4H2O

4Ca + 10H2SO4 (конц) → 4CaSO4 + H2S↑ + 5H2O

По­лу­че­ние ще­лоч­но­зе­мель­ных ме­тал­лов

Ме­тал­ли­че­ский каль­ций и строн­ций по­лу­ча­ют элек­тро­ли­зом рас­пла­ва солей, чаще всего хло­ри­дов.

CaCl2  \rightarrow Сa + Cl2

Барий вы­со­кой чи­сто­ты можно по­лу­чить алю­мо­тер­ми­че­ским спо­со­бом из ок­си­да бария

3BaO +2Al \rightarrow 3Ba + Al2O3

(ПРОДОЛЖЕНИЕ СМ. В ЭЛЕКТРОННОМ  УЧЕБНИКЕ-ПАРАГРАФ 21

ГРУППА 401 биология 24,25

ТЕМА:  Дигибридное скрещивание. Третий закон Менделя.
ТЕМА: Решение задач. 



СМОТРИМ ВИДЕО, КОНСПЕКТИРУЕМ, УЧИМ.




1.  Фенолы - производные ароматических углеводородов, в молекулах которых гидроксильная группа (- ОН) непосредственно связана  с атомами углерода в бензольном кольце.

2. Классификация фенолов

Различают одно-, двух-, трехатомные фенолы в зависимости от количества ОН-групп в молекуле:



В соответствии с количеством конденсированных ароматических циклов в молекуле различают сами фенолы (одно ароматическое ядро – производные бензола), нафтолы (2 конденсированных ядра – производные нафталина), антранолы (3 конденсированных ядра – производные антрацена) и фенантролы: 


 

3. Изомерия и номенклатура фенолов 

Возможны 2 типа изомерии:

  • изомерия положения заместителей в бензольном кольце



  • изомерия боковой цепи (строения алкильного радикала и числа радикалов)

Для фенолов широко используют тривиальные названия, сложившиеся исторически. В названиях замещенных моноядерных фенолов используются также приставки орто-, мета- и пара -, употребляемые в номенклатуре ароматических соединений. Для более сложных соединений нумеруют атомы, входящие в состав ароматических циклов и с помощью цифровых индексов указывают положение заместителей  

4. Строение молекулы





Фенильная группа C6H5 – и гидроксил –ОН взаимно влияют друг на друга


  •  
    неподеленная электронная пара атома кислорода притягивается 6-ти электронным облаком бензольного кольца, из – за чего связь О–Н еще сильнее поляризуется. Фенол - более сильная кислота, чем вода и спирты.
     
  • В бензольном кольце нарушается симметричность электронного облака, электронная плотность повышается в положении 2, 4, 6. Это делает более реакционноспособными связи С-Н в положениях 2, 4, 6. и – связи бензольного кольца.

5. Физические свойства

Большинство одноатомных фенолов при нормальных условиях представляют собой бесцветные кристаллические вещества с невысокой температурой плавления и характерным запахом. Фенолы малорастворимы в воде, хорошо растворяются в органических растворителях, токсичны, при хранении на воздухе постепенно темнеют в результате окисления.

Фенол C6H5OH (карболовая кислота) — бесцветное кристаллическое вещество на воздухе окисляется и становится розовым, при обычной температуре ограниченно растворим в воде, выше 66 °C смешивается с водой в любых соотношениях. Фенол — токсичное вещество, вызывает ожоги кожи, является антисептиком

6. Токсические свойства

Фенол ядовит. Вызывает нарушение функций нервной системы. Пыль, пары и раствор фенола раздражают слизистые оболочки глаз, дыхательных путей, кожу. Попадая в организм, Фенол очень быстро всасывается даже через неповрежденные участки кожи и уже через несколько минут начинает воздействовать на ткани головного мозга. Сначала возникает кратковременное возбуждение, а потом и паралич дыхательного центра. Даже при воздействии минимальных доз фенола наблюдается чихание, кашель, головная боль, головокружение, бледность, тошнота, упадок сил. Тяжелые случаи отравления характеризуются бессознательным состоянием, синюхой, затруднением дыхания, нечувствительностью роговицы, скорым, едва ощутимым пульсом, холодным потом, нередко судорогами. Зачастую фенол является причиной онкозаболеваний.

7. Применение фенолов

1.     Производство синтетических смол, пластмасс, полиамидов 

2.     Лекарственных препаратов

3.     Красителей

4.     Поверхностно-активных веществ

5.     Антиоксидантов

6.     Антисептиков

7.     Взрывчатых веществ

8-

9. Химические свойства фенола (карболовой кислоты)

I. Свойства гидроксильной группы

Кислотные свойства – выражены ярче, чем у предельных спиртов (окраску индикаторов не меняют):

  • С активными металлами- 

2C6H5-OH + 2Na → 2C6H5-ONa + H2

                                  фенолят натрия

  • Со щелочами -

C6H5-OH + NaOH (водн. р-р) ↔ C6H5-ONa + H2O

! Феноляты – соли слабой карболовой кислоты, разлагаются угольной кислотой –

C6H5-ONa + H2O + СO2 → C6H5-OH + NaHCO3

По кислотным свойствам фенол превосходит этанол в 106 раз. При этом во столько же раз уступает уксусной кислоте. В отличие от карбоновых кислот, фенол не может вытеснить угольную кислоту из её солей

C6H5-OH + NaHCO3 = реакция не идёт – прекрасно растворяясь в водных растворах щелочей, он фактически не растворяется в водном растворе гидрокарбоната натрия.

Кислотные свойства фенола усиливаются под влиянием связанных с бензольным кольцом электроноакцепторных групп (NO2-Br-)

C6H5-OH< п-нитрофенол < 2,4,6-тринитрофенол

2,4,6-тринитрофенол или пикриновая кислота сильнее угольной 

IIСвойства бензольного кольца

1). Взаимное влияние атомов в молекуле фенола проявляется не только в особенностях поведения гидроксигруппы (см. выше), но и в большей реакционной способности бензольного ядра. Гидроксильная группа повышает электронную плотность в бензольном кольце, особенно, в орто- и пара-положениях (+М-эффект ОН-группы):

Поэтому фенол значительно активнее бензола вступает в реакции электрофильного замещения в ароматическом кольце.

  • Нитрование. Под действием 20% азотной кислоты HNO3 фенол легко превращается в смесь орто- и пара-нитрофенолов:


При использовании концентрированной HNO3 образуется 2,4,6-тринитрофенол (пикриновая кислота):

  • Галогенирование. Фенол легко при комнатной температуре взаимодействует с бромной водой с образованием белого осадка 2,4,6-трибромфенола (качественная реакция на фенол):
  • Конденсация с альдегидами. Например:

Фенолформальдегидные смолы 

2).  Гидрирование фенола                      

C6H5-OH + 3H2 Ni, 170ºC → C6H11 – OH    циклогексиловый спирт (циклогексанол) 

IIIКачественная реакция   обнаружение фенола 

6C6H5-OH + FeCl3 → [Fe(C6H5-OH)3](C6H5O)3 + 3HCl

FeCl3 - светло-жёлтый    раствор                    

[Fe(C6H5-OH)3](C6H5O)3 - фиолетовый раствор     



ГРУППА  406 ХИМИЯ 41,42
Тема: Соли и их свойства.   Взаимодействие солей с металлами. Взаимодействие солей друг с другом. 

Соли это сложные вещества, состоящие из одного (нескольких) атомов металла (или более сложных катионных групп, например, аммонийных групп NН4+, гидроксилированных групп Ме(ОН)nm+) и одного (нескольких) кислотных остатков. Общая формула солей МеnАm, где А - кислотный остаток. Соли (с точки зрения электролитической диссоциации) представляют собой электролиты, диссоциирующие в водных растворах на катионы металла (или аммония NН4+) и анионы кислотного остатка.

Классификация. По составу соли подразделяют на средние (нормальные), кислые (гидросоли), основные (гидроксосоли)двойныесмешанные и комплексные (см. таблицу).

 

Таблица - Классификация солей по составу

СОЛИ

Средние

(нормальные) - продукт полного замещения атомов водорода в кислоте на металл

AlCl3

Кислые(гидросоли) - продукт неполного замещения атомов водорода в кислоте на металл

КHSO4

Основные (гидроксосоли) -продукт неполного замещения ОН-групп основания на кислотный остаток

FeOHCl

Двойные - содержат два разных металла и один кислотный остаток

КNaSO4

Смешанные - содержат один металл и несколько кислотных остатков

CaClBr

Комплексные

[Cu(NH3)4]SO4

 

Физические свойства. Соли - это кристаллические вещества разных цветов и разной растворимости в воде.

 

Химические свойства

 

1) Диссоциация. Средние, двойные и смешанные соли диссоциируют одноступенчато. У кислых и основных солей диссоциация происходит ступенчато.

 

NaCl  Na+ + Cl.

КNaSO4  К+ + Na+ + SO42– .

CaClBr  Ca2+ + Cl + Br.

КHSO4  К+ + НSO4                     HSO4  H+ + SO42–.

FeOHClFeOH+ + Cl                   FeOH+Fe2+ + OH.

[Cu(NH3)4]SO [Cu(NH3)4]2+ + SO42–                   [Cu(NH3)4]2+  Cu2+ + 4NH3.

 

2) Взаимодействие с индикаторами. В результате гидролиза в растворах солей накапливаются ионы Н+ (кислая среда) или ионы ОН (щелочная среда). Гидролизу подвергаются растворимые соли, образованные хотя бы одним слабым электролитом. Растворы таких солей взаимодействуют с индикаторами:

 

индикатор + Н+ (ОН)  окрашенное соединение.

 

AlCl+ H2 AlOHCl2 + HCl       Al3+ + H2 AlOH2+ + H+

 

3) Разложение при нагревании. При нагревании некоторых солей они разлагаются на оксид металла и кислотный оксид:

 

СаСO3  СаO + СО2­.

 

Соли бескислородных кислот при нагревании могут распадаться на простые вещества:

 

2AgCl  Ag + Cl2­.

 

Соли, образованные кислотами-окислителями, разлагаются сложнее:

NO3  NO2 + O2­.

4) Взаимодействие с кислотамиРеакция происходит, если соль образована более слабой или летучей кислотой, или если образуется осадок.

2HCl + Na2CO ® 2NaCl + CO2­ + H2O              2H+ + CO32– ® CO2­ + H2O.

СaCl2 + H2SO4 ® CaSO4¯ + 2HCl             Сa2+ + SO42- ® CaSO4¯.

Основные соли при действии кислот переходят в средние:

 

FeOHCl + HCl ® FeCl2 + H2O.

 

Средние соли, образованные многоосновными кислотами, при взаимодействии с ними образуют кислые соли:

 

Na2SO4 + H2SO4 ® 2NaHSO4.

 

5) Взаимодействие со щелочами. Со щелочами реагируют соли, катионам которых соответствуют нерастворимые основания.

 

 CuSO4 + 2NaOH ® Cu(OH)2¯ + Na2SO4              Cu2+ + 2OH– ® Cu(OH)2¯.

 

6) Взаимодействие друг с другомРеакция происходит, если взаимодействуют растворимые соли и при этом образуется осадок.

AgNO3 + NaCl ® AgCl¯ + NaNO3                             Ag+ + Cl– ® AgCl¯.

7) Взаимодействие с металлами. Каждый предыдущий металл в ряду напряжений вытесняет последующий за ним из раствора его соли:

Fe + CuSO4 ® Cu¯ + FeSO4            Fe + Cu2+ ® Cu¯ + Fe2+.

LiRbKBaSrCaNaMgAlMnZnCrFeCdCoNiSnPb, H, SbBiCuHgAgPdPtAu

8) Электролиз (разложение под действием постоянного электрического тока). Соли подвергаются электролизу в растворах и расплавах:

 

2NaCl + 2H2H2­ + 2NaOH + Cl2­.

2NaClрасплав 2Na + Cl2­.

 

9) Взаимодействие с кислотными оксидами.

 

СО2 + Na2SiO ® Na2CO + SiO2

 

Na2CO + SiO2  СО2­ + Na2SiO3

 

Получение. 1) Взаимодействием металлов с неметаллами:

 

2Na + Cl2 ® 2NaCl.

 

2) Взаимодействием основных и амфотерных оксидов с кислотными оксидами:

 

 CaO + SiO2 CaSiO3                       ZnO + SO3 ZnSO4.

 

3) Взаимодействием основных оксидов с амфотерными оксидами:

 

Na2O + ZnO  Na2ZnO2.

 

4) Взаимодействием металлов с кислотами:

 

2HCl + Fe ® FeCl2 + H2­.

 

5Взаимодействием основных и амфотерных оксидов с кислотами:

 

Na2O + 2HNO3 ® 2NaNO3 + H2O                      ZnO + H2SO4 ® ZnSO4 + H2O.

 

6) Взаимодействием амфотерных оксидов и гидроксидов со щелочами:

 

В растворе: 2NaOH ZnO H2® Na2[Zn(OH)4]              2OH ZnO + H2О ® [Zn(OH)4]2–.

При сплавлении с амфотерным оксидом: 2NaOH ZnO  Na2ZnO2 + H2O.

В растворе: 2NaOH Zn(OH)2 ® Na2[Zn(OH)4]                 2OH   Zn(OH)2 ® [Zn(OH)4]2–

При сплавлении: 2NaOH Zn(OH)2  Na2ZnO2 + 2H2O.

 

7) Взаимодействием гидроксидов металлов с кислотами:

 

Ca(OH)2 + H2SO4 ® CaSO4¯ + 2H2O                         Zn(OH)2 + H2SO4 ® ZnSO4 + 2H2O.

 

8) Взаимодействием кислот с солями:

 

2HCl + Na2® 2NaCl + Н2S­.

 

9) Взаимодействием солей со щелочами:

 

ZnSО4 2NaOH ® Na2SO4 + Zn(OH)2¯.

 

10) Взаимодействием солей друг с другом:

 

AgNO3 + KCl ® AgCl¯ + KNO3.

Тема: Соли как электролиты. Соли средние, кислые и оснóвные. 
Химические  свойства солей в свете теории электролитической диссоциации. 

Солями называются электролиты, при диссоциации которых образуются катионы металлов а также катион аммония (NH+4) и анионы кислотных остатков.

Например, диссоциация средних солей :

(NH4)2SO-> 2NH+4+ SO2-4;

Na3PO -> 3 Na + PO 3- 4

Кислые же и основные соли диссоци­ируют ступенчато:


Диссоциация кислых солей

Диссоциация основных солей

У кислых солей вначале отщепляются ионы металлов, а затем катионы водорода.

KHSO-> K + HSO -4

HSO -↔ H + SO 2-4

У основных солей вначале отщепляются кислотные остатки, а затем гидроксид-ионы.

Mg( OH )Cl -> Mg( OH )++ Cl -

Mg ( OH )+↔ Mg2+ + OH

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ

№1. Дайте названия следующим солям:
NaCl
KNO3
FeCl3
Li2SO4
KHSO4
BaOHCl
CaSO3
Al2S3
NaH2PO4
CuCl2

№2. Составьте химические формулы солей по их названиям: хлорид железа (II), гидросульфид калия, сульфид калия, сульфит калия, сульфат калия, ортофосфат железа (III), нитрат магния, карбонат натрия.

№3. Как  двумя способами из оксида кальция можно получить:

а) сульфат кальция; б) ортофосфат кальция.

Составьте уравнения реакций.

Комментариев нет:

Отправить комментарий