На протяжении всей жизни мы постоянно сталкиваемся с физическими и химическими явлениями. Природные физические явления для нас столь привычны, что мы уже давно не придаём им особого значения. Химические реакции постоянно протекают в нашем организме. Энергия, которая выделяется при химических реакциях, постоянно используется в быту, на производстве, при запуске космических кораблей. Многие материалы, из которых изготовлены окружающие нас вещи, не взяты в природе в готовом виде, а изготовлены с химических реакций. В быту для нас не имеет особого смысла разбираться в том, что же произошло. Но при изучении физики и химии на достаточном уровне без этих знаний не обойтись. Как отличить физические явления от химических? Существуют ли какие-либо признаки, которые могут это сделать?
При химических реакциях из одних веществ образуются новые, отличные от исходных. По исчезновению признаков первых и появлению признаков вторых, а также по выделению или поглощению энергии мы заключаем, что произошла химическая реакция.
Если прокалить медную пластинку, на её поверхности появляется чёрный налёт; при продувании углекислого газа через известковую воду выпадает белый осадок; когда горит древесина, появляются капли воды на холодных стенках сосуда, при горении магния получается порошок белого цвета.
Выходит, что признаками химической реакций являются изменение окраски, запаха, образование осадка, появление газа.
При рассмотрении химических реакций, необходимо обращать внимание не только на то, как они протекают, но и на условия, которые должны выполняться для начала и течения реакции.
Итак, какие же условия должны быть выполнены для того, чтобы началась химическая реакция?
Для этого прежде всего необходимы реагирующие вещества привести к соприкосновению (соединить, смешать их). Чем более измельчены вещества, чем больше поверхность их соприкосновения, тем быстрее и активнее протекает реакция между ними. Например, кусковой сахар трудно поджечь, но измельчённый и распылённый в воздухе он сгорает за считанные доли секунды, образуя своеобразный взрыв.
С растворения мы можем раздробить вещество на мельчайшие частицы. Иногда предварительное растворение исходных веществ облегчает проведение химической реакции между веществами.
В некоторых случаях соприкосновение веществ, например, железа с влажным воздухом, достаточно, чтобы произошла реакция. Но чаще одного соприкосновения веществ для этого недостаточно: необходимо выполнение ещё каких-либо условий.
Так, медь не вступает в реакцию с кислородом воздуха при невысокой температуре около 20˚-25˚С. Чтобы вызвать реакцию соединения меди с кислородом, необходимо прибегнуть к нагреванию.
На возникновение химических реакций нагревание влияет по – разному. Для одних реакций требуется непрерывное нагревание. Прекращается нагревание – прекращается и химическая реакция. Например, для разложения сахара необходимо постоянное нагревание.
В других случаях нагревание требуется лишь для возникновения реакции, оно даёт толчок, а далее реакция протекает без нагревания. Например, такое нагревание мы наблюдаем при горении магния, древесины и других горючих веществ. вот так вот.
Относительная плотность паров по воздуху, для газов и паров в условиях близких к н.у., равна отношению молярных масс соотв.паро-(газо-)образного вещества и воздуха: d = M / Mвозд. Соответственно, находим: M = d * Mвозд., M = 3.931 * 29 = 114 (г/моль). Масса атомов углерода в одном моле углеводорода: mc = n * 12 , где n - число атомов углерода в молекуле углеводорода, а 12 - молярная масса атомов углерода. По определению массовая доля углерода равна: w = или подставляя выражение для mc: w = , откуда n = . Подставляем значения, находим: n = = 8. Масса атомов водорода в одном моле углеводорода: mh = M - mc =114 - 12*8 = 18 (г). Число атомов водорода в молекуле углеводорода: k = mh /1, где 1 - молярная масса атомов водорода: k = 18 / 1 = 18 Таким образом, n = 8; k = 18. Вывод: данный углеводород - C₈H₁₈ - октан.
144 г Х г Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2 160 г 112 г Найдем массу веществ по уравнению: m = M x n m(Fe2O3 ) = 160 г/моль х 1 моль = 160 г m(Fe) = 56 г/моль х 2 моль = 112 г Найдем массу оксида железа без примесей: ω(Fe2O3) = 100% - 10% = 90% ω = m(в-ва) x 100% / m(смеси) m(в-ва) = ω х m(смеси) / 100% m(Fe2O3) = 90% х 160 г / 100% = 144 г Теперь найдем массу полученного железа из оксида: 144 г / 160 г = Х г / 112 г m(Fe) = 144 г х 112 г / 160 г = 100,8 г
2) 4,32 г 21,3 г Х г 2Al + 3Cl2 = 2AlCl3 54 г 213 г 267 г Найдем массу и объём веществ по уравнению: m = M x n m(Al) = 27 г/моль х 2 моль = 54 г m(Cl2) = 71 г/моль х 3 моль = 213 г m(AlCl3) = 133,5 г/моль х 2 моль = 267 г Найдем какого вещества, алюминия или хлора взято в недостатке. Для этого одно из веществ примем за Х, например, алюминий: Х г / 54 г = 21,3 г / 213 г m(Al) = 21,3 г х 54 г / 213 г = 5,4 г Значит алюминия взято в недостатке, так как по условию задачи его меньше - 4,32 г. Расчет полученной соли будем делать по нему: 4,32 г / 54 г = Хг / 267 г m(AlCl3) = 4,32 г х 267 г / 54 г = 21,36 г
3) 13,6 г Х л 2PH3 + 4O2 = P2O5 + 3H2O 68 г 89,6 л Найдем массу и объём веществ по уравнению: m = M x n m(PH3) = 34 г/моль х 2 моль = 68 г V = Vm x n V(O2) = 22,4 л/моль х 4 моль = 89,6 л Найдем объём кислорода, который потребовался для сгорания фосфина: 13,6 г / 68 г = Х л / 89,6 л V(O2) = 13,6 г х 89,6 л / 68 г = 17,92 л Теперь найдем объём воздуха: φ = V(в-ва) x 100% / V(смеси) V(смеси) = V(O2) x 100% / φ(O2) V(воздуха) = 17,92 л х 100% / 21% = 85,3 л
или подставляя выражение для mc:
, откуда
. Подставляем значения, находим:
= 8.
При химических реакциях из одних веществ образуются новые, отличные от исходных. По исчезновению признаков первых и появлению признаков вторых, а также по выделению или поглощению энергии мы заключаем, что произошла химическая реакция.
Если прокалить медную пластинку, на её поверхности появляется чёрный налёт; при продувании углекислого газа через известковую воду выпадает белый осадок; когда горит древесина, появляются капли воды на холодных стенках сосуда, при горении магния получается порошок белого цвета.
Выходит, что признаками химической реакций являются изменение окраски, запаха, образование осадка, появление газа.
При рассмотрении химических реакций, необходимо обращать внимание не только на то, как они протекают, но и на условия, которые должны выполняться для начала и течения реакции.
Итак, какие же условия должны быть выполнены для того, чтобы началась химическая реакция?
Для этого прежде всего необходимы реагирующие вещества привести к соприкосновению (соединить, смешать их). Чем более измельчены вещества, чем больше поверхность их соприкосновения, тем быстрее и активнее протекает реакция между ними. Например, кусковой сахар трудно поджечь, но измельчённый и распылённый в воздухе он сгорает за считанные доли секунды, образуя своеобразный взрыв.
С растворения мы можем раздробить вещество на мельчайшие частицы. Иногда предварительное растворение исходных веществ облегчает проведение химической реакции между веществами.
В некоторых случаях соприкосновение веществ, например, железа с влажным воздухом, достаточно, чтобы произошла реакция. Но чаще одного соприкосновения веществ для этого недостаточно: необходимо выполнение ещё каких-либо условий.
Так, медь не вступает в реакцию с кислородом воздуха при невысокой температуре около 20˚-25˚С. Чтобы вызвать реакцию соединения меди с кислородом, необходимо прибегнуть к нагреванию.
На возникновение химических реакций нагревание влияет по – разному. Для одних реакций требуется непрерывное нагревание. Прекращается нагревание – прекращается и химическая реакция. Например, для разложения сахара необходимо постоянное нагревание.
В других случаях нагревание требуется лишь для возникновения реакции, оно даёт толчок, а далее реакция протекает без нагревания. Например, такое нагревание мы наблюдаем при горении магния, древесины и других горючих веществ. вот так вот.