Университет по Архитекрура, Строителство и Геодезия
Катедра Водоснабдяване, Канализация и Пречистване на Водите
Химия в Строителството
Име: ......................................................................................................................................
Факултетен № ..............
Протокол № .............
Тема: ХИДРОЛИЗА и ХИДРАТАЦИЯ
===============================================================
ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТ:
Хидролизата на соли е ………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………................................................................................
Хидролизата се извършва само тогава, когато поне един от йоните на солта образува слабодисоцируемо съединение (слаб електролит). Ето защо хидролизират соли, получени при взаимодействие на:
-
силна основа и слаба киселина (.................. тип хидролиза), рН ... 7;
-
силна киселина и слаба основа (.................. тип хидролиза), рН ... 7;
-
слаба основа и слаба киселина (.................. тип хидролиза), рН ... 7.
Солите, получени при взаимодействие на силна киселина и силна основа не хидролизират (рН=7).
Хидролизата се характеризира количествено със степен на хидролиза h (, където n е броят на хидролизиралите молекули, а N – общия брой разтворени молекули) и константа на хидролиза Kh (произведението от равновесната константа на процеса хидролиза и концентрацията на водата).
Връзката между константа на хидролиза и степента на хидролиза се дава с формулата:
.
Хидратацията е процес на присъединяване на молекули вода към дадено вещество. Различава се хидратация на:
-
соли - водните молекули могат да се включат в кристалната решетка на солта, при което се получават продукти, наречени кристалохидрати ( и др.), или се образуват нови съединения – . В първия случай, присъединената вода се нарича кристализационна вода, а във втория – конституционна вода,
-
йони – образуват се аквакомплекси, напр.
-
по-сложни композиции – цимент и др.
Хидратацията на цимента е сложен комплекс от взаимодействия на компонентите на цимента (трикалциев силикат, двукалциев силикат , трикалциев алуминат и четирикалциев алумоферит ) с водата, при който се образуват калциеви хидросиликати, хидроалуминати, хидроферити и се освобождава .
2(3CaO.SiO2) + 6H2O ↔ 3CaO.2SiO2.3H2O + 3Ca(OH)2
3CaO.Al2O3 + 6H2O ↔ 3Ca.O.Al2O3.6H2O
4CaO.Al2O3.Fe2O3 + (m+6)H2O ↔ 3Cao.Al2O3.6H2O + CaO.Fe2O3.mH2O
===============================================================
ЕКСПЕРИМЕНТАЛНА ЧАСТ
Опит 1
Опит 2
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Опит 3
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Опит 5
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Проверил:
въпроси и задачи
1. Посочете кои от изброените по-долу соли ще хидролизират: , , , , , . За всяка хидролизираща сол напишете в молекулна и йонна форма уравнението на хидролиза по всяка степен и определете каква е реакцията на разтвора.
2. Разтвор на има слабокисела, а разтвор на – силноалкална среда. Обяснете тези факти и напишете съответните йонни и молекулни уравнения.
3. Защо разтвор на NaHCO3 има слабоалкална, а разтвор на NaHSO3 – слабокисела реакция?
4. Напишете уравнението на хидролиза на , като вземете под внимание, че при нагряване на разтвора на тази сол се усилва хидролизата, водеща до образуване на .
5. Обяснете защо разтворите на натриев карбонат и натриев силикат имат еднаква реакция. Потвърдете своите обяснения с уравнения.
6. Коя сол хидролизира по-силно – или ?
7. Да се изчисли степента на хидролиза на:
а) 0,1 M разтвор на KNO2 ;
б) 0,001 M разтвор на KCN ;
в) 0,2 M разтвор на ;
г) 0,02 M разтвор на .
.
Университет по Архитекрура, Строителство и Геодезия
Катедра Водоснабдяване, Канализация и Пречистване на Водите
Химия в Строителството
Име: ......................................................................................................................................
Факултетен № ..............
Протокол № .............
Тема: КОЛОИДНИ РАЗТВОРИ
===============================================================
ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТ:
===============================================================
Колоидно-дисперсните системи са ................................................................................... ................................................................................................................................................
колоидна частица - се състои от ядро с адсорбирани върху него йони от един вид, наречени потенциалопределящи йони, които на свой ред привличат от дисперсната среда йони с противоположен заряд (свързани противойони). Потенциалопре-делящите йони и противойоните са хидратирани, т.е. заедно с тях в колоидната частица има водни молекули, които образуват хидратна обвивка. Броят на противо-йоните от адсорбционния слой е по-малък от този на потенциалобразуващите йони, поради което колоидната частица е електрически заредена. Съвкупността от колоидна частица и еквивалентната й част от дисперсната среда (хидратирани свободни противойони) се нарича мицела. Мицелата е електронеутрална и се приема за структурна единица на колоидния разтвор.
Колоидните разтвори притежават следните свойства:
-
Кинетични – .............................................................................................................
-
Оптични - .................................................................................................................
-
Електрични - ............................................................................................................
===============================================================
ЕКСПЕРИМЕНТАЛНА ЧАСТ
===============================================================
Опит 1
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Опит 2
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Опит 3
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Опит 4
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Опит 6
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Опит 7
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Проверил:
Въпроси и задачи
-
Да се представи с условна химическа формула строежът на мицелата на хидрозола на колоидно-дисперсна система с дисперсна фаза , при стабилизатор на колоидния разтвор .
-
Да се представи строежът на мицелите в изоелектричната точка за следните колоиди:
а) стабилизиран с FeOCl;
б) стабилизиран с и
в) AgCl, стабилизиран с .
-
За зол на , получен при реакцията между и , при излишък на , най-подходящите йони, които ще предизвикат коагулацията му са:
а) едновалентни катиони;
б) едновалентни аниони;
в) тривалентни аниони;
г) тривалентни катиони.
-
Лиофобните золи могат да се получат чрез:
а) разтваряне на дисперсната фаза в дисперсната среда;
б) диспергиране на дисперсната фаза в дисперсната среда, като се изключва взаимното разтваряне;
в) дисперсионни и кондензационни методи, без фазата да се разтваря в дисперсната среда.
-
За образуването на лиофобни золи е необходимо:
а) присъствие на трети компонент, който да предизвика разтваряне на дисперсната фаза в дисперсната среда;
б) трети компонент, който да предизвика химична реакция между дисперсната фаза и дисперсната среда;
в) трети компонент, който да изгради двойния електричен слой.
-
Коагулацията е процес на:
а) уедряване на колоидните частици, намаляване на броя им в единица обем;
б) уедряване на колоидните частици, намаляване на броя им и разделяне на дисперсната фаза от дисперсната среда;
в) разделянето на дисперсната фаза от дисперсната среда под действието на различни фактори.
Университет по Архитекрура, Строителство и Геодезия
Катедра Водоснабдяване, Канализация и Пречистване на Водите
Химия в Строителството
Име: ......................................................................................................................................
Факултетен № ..............
Протокол № .............
Тема: КОМПЛЕКСНИ СЪЕДИНЕНИЯ
===============================================================
ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТ:
===============================================================
В молекулата на комплексното съединение се различават следните структурни елементи:
-
вътрешна (координационна) сфера – състои се от централен атом или йон (обикновено положително зареден), наречен комплексообразувател и заобикалящи го (координирани) йони с противоположен заряд или неутрални молекули – лиганди. Вътрешната сфера (комплексната частица) може да бъде с положителен, отрицателен заряд или – без заряд. Във формулите, вътрешната сфера се загражда в средни скоби.
-
външна сфера – изградена e от останалите йони или молекули, които не се включени във вътрешната сфера. Комплексното съединение няма външната сфера, когато вътрешната сфера е без заряд.
Строежът на комплексните съединения е илюстриран с пример за строежа на , получен по реакцията: .
Л
Характерна особеност на комплексните съединения е, че химичната връзка между комплексообразувателя и лигандите е ковалентна, образувана по донорно-акцепторен механизъм. Връзката на йоните от външната сфера с комплексния йон е йонна.
Основни характеристики на комплексните съединения:
-
Степен на окисление на комплексообразувателя – .......................................... ................................................................................................................................................
-
Заряд на комплекса – ............................................................................................ ................................................................................................................................................
-
Координационно число на комплексообразувателя – ....................................... ................................................................................................................................................
-
Координационен капацитет на лиганда (дентантност) – ............................ ................................................................................................................................................
-
Координационен капацитет на комплексообразувателя – ............................. ................................................................................................................................................
Количествено процесът на дисоциация на вътрешната сфера се характеризира с константата на неустойчивост (Кн), равна на равновесната константа на процеса К
при 25 C.
Константата на неустойчивост е мярка за устойчивостта на комплекса. Колкото по-малка е константата на неустойчивост, толкова по устойчив е комплексния йон. Реципрочната стойност на константа на неустойчивост на комплексния йон се нарича стабилитетната константа (Ks)
при 25 C.
===============================================================
ЕКСПЕРИМЕНТАЛНА ЧАСТ
===============================================================
Разлика между прости, двойни и комплексни соли
Опит 2
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Опит 3
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Получаване и свойства на комплексните съединения
Опит 1
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Опит 2
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Опит 3
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Опит 4
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Проверил:
Въпроси и задачи -
Към какъв тип соли се отнасят съединенията:
; ; .
Напишете уравненията на дисоциация. Определете степента на окисление на никела.
-
Съставете формулите на следните комплексни съединения:
а) , г) ,
б) , д) ,
в) , е) .
Константите на неустойчивост на комплексните йони ; ;са съответно: 1,0.10–7; 3,5.10–10; 5,0.10–10. Кой от тези йони е най-устойчив? Определете координационното число на комплексообразувателя в тези йони. Изразете константите на неустойчивост.
-
Напишете молекулните и йонните уравнения на реакциите между и ; между и . И в двата случая се получават малкоразтворими комплексни съединения.
-
При взаимодействие на разтвори на и разтвор на се образува комплексната сол . Напишете уравненията на реакцията в молекулна и йонна форма и обяснете причината за нейното извършване ( са съответно 3,5.10–10 и 2,0.10–17 ).
-
От възможните комбинации на Cr3+, H2O, Cl–, и K+ могат да се съставят седем координационни формули на комплексни съединения на хрома, едната от които е . Съставете формулите на останалите шест съединения и напишете уравненията на тяхната дисоциация.
-
Защо медният хидроксид Cu(OH)2 се разтваря в амоняк? Какво комплексно съединение се получава? Какъв е заряда на комплексния йон?
Университет по Архитекрура, Строителство и Геодезия
Катедра Водоснабдяване, Канализация и Пречистване на Водите
Химия в Строителството
Име: ......................................................................................................................................
Факултетен № ..............
Протокол № .............
Тема: КОРОЗИЯ НА МЕТАЛИТЕ И ЗАЩИТА НА МЕТАЛИТЕ ОТ КОРОЗИЯ
===============================================================
ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТ:
===============================================================
Корозията е ……………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
.
Корозията на металите в зависимост от механизъма на протичането ú се дели на три основни вида:
-
..
-
..
Процес на окисление на метала: .
Процес на редукция на окислителя:
или .
-
..
Основните методи, използвани за защита на металите от корозия са:
-
Рационално конструиране, чрез ................................................................................ ..........................................................................................................................................
-
Намаляване агресивното действие на околната среда, чрез .............................. ......................................................................................................................................
-
Изолиране на металите от околната среда, чрез ................................................ ..........................................................................................................................................
-
Електрхимични методи за защита
===============================================================
ЕКСПЕРИМЕНТАЛНА ЧАСТ
===============================================================
КОРОЗИЯ НА МЕТАЛИТЕ
Опит 1
Окисление: Fe – 2e– Fe2+;
Fe2+ + [Fe(CN)6]3– Fe3+ + [Fe(CN)6]4–;
Fe3+ + [Fe(CN)6]4– Fe4[Fe(CN)6]3 – берлинско синьо.
Редукция: O2 + 4e– + 2 H2O 4OH–.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------
Опит 2
Окисление: Zn – 2e- Zn2+;
Редукция: O2 + e- + H2O OH–.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------
Опит 3
Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2 – разтваряне на цинка в сярната киселина;
+ + + + - изместване на медните йони от цинка
Макрогалваничен елемент
|
Окисление:
|
|
Редукция:
|
|
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------
ЗАЩИТА НА МЕТАЛИТЕ ОТ КОРОЗИЯ
Опит 1
Окисление: Fe – 2e– Fe2+;
Fe2+ + [Fe(CN)6]3– Fe3[Fe(CN)6]2 - турнбулово синьо.
Редукция: Н+ + 2e– Н2.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Опит 3
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Опит 6
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Проверил:
Университет по Архитекрура, Строителство и Геодезия
Катедра Водоснабдяване, Канализация и Пречистване на Водите
Химия в Строителството
Име: ......................................................................................................................................
Факултетен № ..............
Протокол № .............
Тема: ОКИСЛИТЕЛНО-РЕДУКЦИОННИ ПРОЦЕСИ
===============================================================
ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТ:
===============================================================
Окислително-редукционните процеси са ......................................................................... ................................................................................................................................................................................................................................................................................................
Окислител е ......................................................................................................................... ................................................................................................................................................
Редуктор е ............................................................................................................................ ................................................................................................................................................
Валентност е ........................................................................................................................ ................................................................................................................................................
Степен на окисление е ........................................................................................................ ................................................................................................................................................
Окислително-редукционните свойства на елементите се характеризират с мястото им в реда за относителна активност:
Ред на относителната активност на металите:
K, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fе, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Au
Ред на относителната активност на някои неметали:
F, O, N, Cl, Br, C, S, H
===============================================================
ЕКСПЕРИМЕНТАЛНА ЧАСТ
===============================================================
Редукционни и окислителни свойства на сярата
Опит 1
K2Cr2O7 + Na2S + H2SO4 Cr2(SO4)3 + Na2SO4 + K2SO4 + H2O + S.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------
Опит 2
K2Cr2O7 + Na2SО3 + H2SO4 Cr2(SO4)3 + Na2SO4 + K2SO4 + H2O
KMnO4 + Na2SO3 + H2SO4 MnSO4 + Na2SO4 + K2SO4 + H2O
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Окислителни и редукционни свойства на съединенията на мангана
Опит 1
KI + KMnO4 + H2SO4 I2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O .
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Опит 2
FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O .
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Опит 3
Н2С2О4 + KMnO4 + H2SO4 СО2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O .
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Окислително-редукционния капацитет на KMnO4 в зависимост от рН на средата, в която се провежда взаимодействието
Опит 1
Na2SO3 + KMnO4 + H2SO4 Na2SO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Опит 2
Na2SO3 + KMnO4 + H2O Na2SO4 + MnО2 + KOН .
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Опит 3
Na2SO3 + KMnO4 + КОН Na2SO4 + K2MnO4 + H2O .
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Ред на относителна активност на елементите
Опит 1
CuSO4 + Fe FeSO4 + Cu
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Проверил:
Задачи
-
Определете степените на окисление на елементите в съединенията:
Br2, CuO, Cu(NO3)2, H3PO4, NH4Br, NaBrO3, KCr(SO4)2
H2CO3, H2SO4, H2SO3, CaCO3, Na2SO3, Na2SO4, Co(NO3)2
H2S, CuS, FeS, Fe2S3, K2MnO4, C2H5OH, CH3COOH, CH3CHO .
-
Изравнете уравненията на следните окислително-редукционни процеси:
a) Cu + HNO3 Cu(NO3)2 + NO + H2O
б) Cu + HNO3 Cu(NO3)2 + NO2 + H2O
Сподели с приятели: |