При твердении протекает реакция 11 страница

     ПК – порог коагуляции, ммоль/л.

Согласно правилу Шульце-Гарди: чем выше заряд коагулирующего иона, тем больше выражена его коагулирующая способность, тем ниже порог коагуляции.

Коагулирующим действием обладает лишь тот ион электролита, который несет заряд, противоположный заряду гранулы.

Часто наблюдается процесс, обратный коагуляции – переход коагулята в золь, называемый пептизацией или дезагрегацией.

Связнодисперсные системы – гели – твердообразны. Они возникают при контакте частиц дисперсной фазы, приводящем к образованию структуры в виде каркаса или сетки. Такую систему можно рассматривать как дисперсную среду в дисперсной фазе. Подобные структуры ограничивают текучесть дисперсной системы и придают ей способность сохранять форму.

Переход золя в гель, происходящий в результате понижения устойчивости золя, называется гелеобразованием.

Пример 2. Мицелла золя гидроксида меди (II) имеет вид:

{m[Cu(OH)₂]·nOH^-·(n-x)Na⁺}^x-·xNa⁺. Из приведенных ниже ионов составьте ряд ионов-коагуляторов для этой коллоидной системы: Fe³⁺; SiO₃^2‾; РО₄^3-; Сl^-; К⁺; Сa²⁺; NО₃^-. Для какого из ионов порог коагуляции наименьший?

Решение. Согласно правилу Шульца-Гарди коагулирующей способностью для данной коллоидной системы обладают ионы Fe³⁺; К⁺; Сa²⁺, так как их заряды противоположны заряду гранулы. Если расположить данные ионы в порядке снижения коагулирующей способности, то этот ряд будет выглядеть следующим образом: Fe^3+; Сa²⁺; К⁺. Соответственно, наименьший порог коагуляции имеет ион Fe³⁺.

 

Контрольные вопросы

301. Как представить условной химической формулой строение мицеллы, если: коллоидно-дисперсная фаза [FeS]m, ионный стабилизатор K₂S → 2K⁺ + S^2‾. Указать какой из приведенных ниже ионов наиболее эффективный коагулятор для этой коллоидной системы: Al³⁺, РО₄^3-; Са²⁺, SiO₃^2‾, ОН‾, Na⁺. Ответ обоснуйте.

302. Как представить условной химической формулой строение мицеллы золя, полученного в результате взаимодействия К₂S c избытком ZnSO₄? Какой из приведенных ионов будет наиболее подходящим коагулятором для этой коллоидной системы: Al³⁺, РО₄^3-; Са²⁺, SiO₃^2‾, ОН‾, Na⁺. Почему?

303. Как представить условной химической формулой строение мицеллы золя, полученного в результате взаимодействия AgNO₃ c избытком КBr? Какой из приведенных ионов будет наиболее подходящим коагулятором для этой коллоидной системы: Al³⁺, РО₄^3-; Са²⁺, SiO₃^2‾, ОН‾, Na⁺. Почему?

304. Как представить условной химической формулой строение мицеллы золя, полученного в результате взаимодействия NaBr c избытком AgNO₃? Какой из приведенных ионов будет наиболее подходящим коагулятором для этой коллоидной системы: Al³⁺, РО₄^3-; Са²⁺, SiO₃^2‾, ОН‾, Na⁺. Почему?

305. Как представить условной химической формулой строение мицеллы золя, полученного в результате взаимодействия FeCl₃ c избытком KОН? Какой из приведенных ионов будет наиболее подходящим коагулятором для этой коллоидной системы: Al³⁺, РО₄^3-; Са²⁺, SiO₃^2‾, ОН‾, Na⁺. Почему?

306. Условная формула мицеллы золя кремниевой кислоты имеет вид:

{m[H₂SiO₃]·nSiO₃^2-·2(n-x)K⁺}^2x-·2xK⁺. Из приведенных ниже ионов составьте ряд ионов-коагуляторов для этой коллоидной системы: Fe³⁺; SiO₃^2‾; РО₄^3-; Сl^-; К⁺; Сa²⁺; NО₃^-. Для какого из ионов порог коагуляции наименьший? Ответ обоснуйте.

307. Как представить условной химической формулой строение мицеллы золя, полученного в результате взаимодействия FeCl₃ c избытком К₂S? Какой из приведенных ионов будет наиболее подходящим коагулятором для этой коллоидной системы: Al³⁺, РО₄^3-; Са²⁺, SiO₃^2‾, ОН‾, Na⁺. Почему?

308. Условная формула мицеллы золя сульфата бария имеет вид:

{m[BaSO₄]·nBa²⁺·2(n-x)Cl^-}^2x+·2xCl^-. Какой золь из тех, чьи условные формулы приведены ниже, нужно добавить к данному золю, чтобы вызвать взаимную коагуляцию: {m[H₂SiO₃]·nSiO₃^2-·2(n-x)K⁺}^2x-·2xK⁺;

{m[Fe(OH)₃]·nFeO⁺·(n-x)Cl^-}^x+·xCl^-.

Ответ обоснуйте. Какой из приведенных ионов будет наиболее подходящим коагулятором для золя сульфата бария: Al³⁺, РО₄^3-; Са²⁺, SiO₃^2‾, ОН‾, Na⁺. Почему?

309. Условная формула мицеллы золя кремниевой кислоты имеет вид:

{m[H₂SiO₃]·nSiO₃^2-·2(n-x)K⁺}^2x-·2xK⁺. Какой золь из тех, чьи условные формулы приведены ниже, нужно добавить к данному золю, чтобы вызвать взаимную коагуляцию: {m[Cu(OH)₂]·nOH^-·(n-x)Na⁺}^x-·xNa⁺;

{m[Fe(OH)₃]·nFeO⁺·(n-x)Cl^-}^x+·xCl^-.

Ответ обоснуйте. Какой из приведенных ионов будет наиболее подходящим коагулятором для золя кремниевой кислоты: Al³⁺, РО₄^3-; Са²⁺, SiO₃^2‾, ОН‾, Na⁺. Почему?

310. Условная формула мицеллы золя гидроксида меди (II) имеет вид:

{m[Cu(OH)₂]·nOH^-·(n-x)Na⁺}^x-·xNa⁺. Какой золь из тех, чьи условные формулы приведены ниже, нужно добавить к данному золю, чтобы вызвать взаимную коагуляцию: {m[BaSO₄]·nBa²⁺·2(n-x)Cl^-}^2x+·2xCl^-;

{m[Fe(OH)₃]·nFeO⁺·(n-x)Cl^-}^x+·xCl^-.

Ответ обоснуйте. Какой из приведенных ионов будет наиболее подходящим коагулятором для золя гидроксида меди (II): Al³⁺, РО₄^3-; Са²⁺, SiO₃^2‾, ОН‾, Na⁺. Почему?

311. Какое строение будет иметь мицелла золя полученного в результате взаимодействия Na₂SiO₃ с избытком НС1? Какой из указанных ионов: C1^-, Na⁺, А1³⁺, Н⁺, SiO₃^2- будет наиболее эффективным коагулятором для этой коллоидной системы? Почему?

312. Как представить условной химической формулой строение мицеллы золя, если коллоидно-дисперсная фаза [Fe(OH)₃]m , а ионный стабилизатор FeOCl → FeO⁺ + Cl^-?

Какой из приведенных ионов будет наиболее подходящим коагулятором для этой коллоидной системы: Cl‾, SO₄²‾, Na⁺, Fe²⁺, Fe³⁺? Ответ обоснуйте.

313. Как представить условной химической формулой строение мицеллы, если: коллоидно-дисперсная фаза [H₂SiO₃]m, ионный стабилизатор K₂SiO₃ → 2K⁺ + SiO₃²‾. Указать какой из приведенных ниже ионов наиболее эффективный коагулятор для этой коллоидной системы: Al³⁺, Са²⁺, SiO₃²‾, ОН‾, Na⁺. Ответ обоснуйте.

314. Как представить условной химической формулой строение мицеллы золя, полученного в результате взаимодействия Na₂SiO₃ c избытком Са(ОН)₂?

Какой из этих ионов будет наиболее эффективным коагулятором для этой коллоидной системы: Al³⁺, Са²⁺, SiO₃²‾, ОН‾, Na⁺. Почему?

315. Мицелла золя гидроксида железа (III) имеет вид:

{m[Fe(OH)₃]·nFeO+·(n-x)Cl^-}^x+·xCl^-. Из приведенных ниже ионов составьте ряд ионов-коагуляторов для этой коллоидной системы: Fe³⁺; SiO₃^2‾; РО₄^3-; Сl^-; К⁺; Сa²⁺; Cu²⁺. Для какого из ионов порог коагуляции наименьший? Ответ обоснуйте.

316. Как представить условной химической формулой строение мицеллы золя, полученного в результате взаимодействия Li₂SiO₃ c избытком HCl? Какой из приведенных ионов будет наиболее эффективным коагулятором для этой коллоидной системы: Al³⁺, РО₄^3-; Са²⁺, SiO₃^2‾, ОН‾, Na⁺. Почему?

317. Как представить условной химической формулой строение мицеллы золя, полученного в результате взаимодействия HCl c избытком AgNO₃? Какой из приведенных ионов будет наиболее эффективным коагулятором для этой коллоидной системы: Al³⁺, РО₄^3-; Са²⁺, SiO₃^2‾, ОН‾, Na⁺. Почему?

318. Как представить условной химической формулой строение мицеллы золя, полученного в результате взаимодействия KОН c избытком Cu(NO₃)₂? Какой из приведенных ионов будет наиболее эффективным коагулятором для этой коллоидной системы: Al³⁺, РО₄^3-; Са²⁺, SiO₃^2‾, ОН‾, Na⁺. Почему?

319. Как представить условной химической формулой строение мицеллы золя, полученного в результате взаимодействия Na₂S c избытком СuCl₂? Какой из приведенных ионов будет наиболее эффективным коагулятором для этой коллоидной системы: Al³⁺, РО₄^3-; Са²⁺, SiO₃^2‾, ОН‾, Na⁺. Почему?

320. Как представить условной химической формулой строение мицеллы золя, полученного в результате взаимодействия Bа(ОН)₂ c избытком К₂SO₄? Какой из этих ионов будет наиболее эффективным коагулятором для этой коллоидной системы: Al³⁺, РО₄^3-; Са²⁺, SiO₃^2‾, ОН‾, Na⁺. Почему?

 

Тема: s-Элементы (… ns ^1-2 )

Контрольные вопросы

321. Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций: а) бериллия с раствором щелочи; б) магния с концентрированной серной кислотой, учитывая, что окислитель приобретает низшую степень окисления.

322. При сплавлении оксид бериллия взаимодействует с диоксидом кремния и с оксидом натрия. Напишите уравнения соответствующих реакций. О каких свойствах ВеО говорят эти реакции?

323. Какие соединения магния и кальция применяются в качестве вяжущих строительных материалов? Чем обусловлены их вяжущие свойства?

324. Как можно получить карбид кальция? Что образуется при его взаимодействии с водой? Напишите уравнения соответствующих реакций.

325. Как можно получить гидроксиды щелочных металлов? Почему едкие щелочи необходимо хранить в хорошо закрытой посуде? Составьте уравнения реакций, происходящих при насыщении гидроксида натрия а) хлором; б) оксидом серы SO₃, в) сероводородом.

326. Чем можно объяснить большую восстановительную способность щелочных металлов. При сплавлении гидроксида натрия с металлическим натрием последний восстанавливает водород щелочи в гидрид-ион. Составьте электронные и молекулярное уравнения этой реакции.

327. Какое свойство кальция позволяет применять его в металлотермии для получения некоторых металлов из их соединений? Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций кальция: а) с V₂0₅; б) с CaSO₄,. В каждой из этих реакций окислитель восстанавливается максимально, приобретая низшую степень окисления.

328. Какие соединения называют негашеной и гашеной известью? Составьте уравнения реакций их получения. Какое соединение образуется при прокаливании негашеной извести с углем? Что является окислителем и восстановителем в последней реакции? Составьте электронные и молекулярные уравнения.

329. Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций: а) кальция с водой; б) магния с азотной кислотой, учитывая, что окислитель приобретает низшую степень окисления.

330. Составьте уравнения реакций, которые нужно провести для осуществления следующих превращений:

Ca → CaH₂ → Ca(OH)₂ → CaCO₃ → Ca(HCO₃)₂

331. Какую степень окисления может проявлять водород в своих соединениях? Приведите примеры реакций, в которых газообразный водород играет роль окислителя и в которых — восстановителя.

332. Напишите уравнения реакций натрия с водородом, кислородом, азотом и серой. Какую степень окисления приобретают атомы окислителя в каждой из этих реакций?

333. Напишите уравнения реакций с водой следующих соединений натрия: Na₂О₂, Na₂S, NaH, Na₃N.

334. Как получают металлический натрий? Составьте электронные уравнения процессов, проходящих на электродах при электролизе расплава NaOH.

335. Какие свойства может проявлять пероксид водорода в окислительно-восстановительных реакциях? Почему? На основании электронных уравнений напишите уравнения реакций Н₂О₂ : а) с Аg₂О; б) с К1.

336. Почему пероксид водорода способен диспропорционировать (самоокисляться — самовосстанавливаться)? Составьте электронные и молекулярные уравнения процесса разложения Н₂О₂.

337. Как можно получить гидрид и нитрид кальция? Напишите уравнения реакций этих соединений с водой. К окислительно-восстановительным реакциям составьте электронные уравнения.

338. Назовите три изотопа водорода. Укажите состав их ядер. Что такое тяжелая вода? Как она получается и каковы ее свойства?

339. Гидроксид какого из s-элементов проявляет амфотерные свойства? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций этого гидроксида: а) с кислотой, б) со щелочью.

340. При пропускании диоксида углерода через известковую воду [раствор Са(ОН)₂] образуется осадок, который при дальнейшем пропускании СО₂ растворяется. Дайте объяснение этому явлению. Составьте уравнения реакций.

ТЕМА : Жесткость воды и методы ее устранения

Жесткость воды выражается суммой миллиэквивалентов ионов Са²⁺ и Мg²⁺, содержащихся в 1 л воды (мэкв/л). Один миллиэквивалент жесткости отвечает содержанию 20,04 мг/л Са²⁺ или 12,16 мг/л Мg²⁺.

Пример 1. Вычислите жесткость воды, зная, что в 500 л ее  содержится 202,5 г Са(НСО₃)₂.

Решение. В 1 л воды содержится 202,5 : 500 = 0,405 г Са(НСО₃)₂, что составляет 0,405 : 81 == 0,005 эквивалентных масс или 5 мэкв/л [81 г/моль — эквивалентная масса Са(НСО₃)₂]. Следовательно, жесткость воды 5 мэкв.

Пример 2. Сколько граммов CaSO₄, содержится в 1 м³ воды, если жесткость, обусловленная присутствием этой соли, равна 4 мэкв?

Решение. Мольная масса CaSO₄ равна 136,14 г/моль; эквивалентная масса равна 136,14 :2 = 68,07 г/моль. В 1 м³ воды жесткостью 4 мэкв содержится 4 · 1000 = 4000 мэкв, или 4000 · 68,07 = 272280 мг = 272,280 г CaSO₄.

Пример 3. Какую массу соды надо добавить к 500 л воды, чтобы устранить ее жесткость, равную 5 мэкв/л?

Решение. В 500 л воды содержится 500 · 5 = 2500 мэкв солей, обусловливающих жесткость воды. Для устранения жесткости следует прибавить 2500 · 53 = 132500 мг = 132,5 г соды (53 г/моль - эквивалентная масса Na₂СО₃).

Пример 4. Вычислите карбонатную жесткость воды, зная, что на титрование 100 см³ этой воды, содержащей гидрокарбонат кальция, потребовалось 6,25 см³ 0,08 н. раствора HCI.

Решение. Вычисляем нормальность раствора гидрокарбоната кальция. Обозначив число эквивалентов растворенного вещества в 1 л раствора, т.е. нормальность, через х, составляем пропорцию:

, =0,005н.

Таким образом, в 1 л исследуемой воды содержится 0,005 · 1000 = 5 мэкв гидрокарбоната кальция или 5 мэка Са²⁺-ионов. Карбонатная жесткость воды 5 мэкв.

Приведенные примеры решают, применяя формулу

Ж = m /Э V ,

где m - масса вещества, обусловливающего жесткость воды или применяемого для устранения жесткости воды, мг; Э - эквивалентная масса этого вещества; V – объем воды, л.

Решение примера 1. Ж = т/Э V = 202500/81 · 500 = 5 мэкв/л (81 г/моль - эквивалентная масса Са(НСО₃)₂, равная половине его мольной массы).

Решение примера 2. Из формулы Ж = т/Э V, т = 4 · 68,07 · 1000 = 272280 мг =272,280 г CaSO₄.

 

Контрольные вопросы

341. Вода, содержащая только гидрокарбонат магния, имеет жесткость 3,5 мэкв. Какая масса гидрокарбоната магния содержится в 200 л этой воды? Ответ: 51,1 г.

342. К 1 м³ жесткой воды прибавили 132,5 г карбоната натрия. Насколько понизилась жесткость? Ответ: на 2,5 мэкв/л.

343. Чему равна жесткость воды, если для ее устранения к 50 л воды потребовалось прибавить 21,2 г карбоната натрия? Ответ: 8 мэкв/л.

344. Какая масса CaSО₄ содержится в 200 л воды, если жесткость, обусловливаемая этой солью, равна 8 мэкв/л? Ответ: 108,9 г.

345. Вода, содержащая только гидрокарбонат кальция, имеет жесткость        9 мэкв/л. Какая масса гидрокарбоната кальция содержится в 500 л воды? Ответ: 364,5 г.

346. Какие ионы надо удалить из природной воды, чтобы сделать ее мягкой? Введением каких ионов можно умягчить воду? Составьте уравнения соответствующих реакций. Какую массу Са(ОН)₂ надо прибавить к 2,5 л воды, чтобы устранить ее жесткость, равную 4,43 мэкв/л? Ответ: 0,406 г.

347. Какую массу карбоната натрия надо прибавить к 0,1 м³ воды, чтобы устранить жесткость, равную 4 мэкв/л? Ответ: 21,2 г.

348. К 100 л жесткой воды прибавили 12,95 г гидроксида кальция. Насколько понизилась карбонатная жесткость? Ответ: на 3,5 мэкв/л.

349. Чему  равна карбонатная жесткость воды, если в 1 л ее содержится 0,292 г гидрокарбоната магния и 0,2025 г гидрокарбоната кальция? Ответ: 6,5 мэкв/л.

350. Какую массу гидроксида кальция надо прибавить к 275 л воды чтобы устранить ее карбонатную жесткость, равную 5,5 мэкв/л? Ответ: 56,06 г.

---

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 315; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!