الكحول مادة سائلة أو غازية. كيف ومتى تتحول السوائل إلى حالة غازية؟ مركبات معقدة ذات طبيعة غازية
حتى الآن ، من المعروف وجود أكثر من 3 ملايين مادة مختلفة. وهذا الرقم يتزايد كل عام ، حيث يقوم الكيميائيون الاصطناعيون وعلماء آخرون باستمرار بإجراء تجارب للحصول على مركبات جديدة لها بعض الخصائص المفيدة.
بعض المواد عبارة عن مستعمرات طبيعية تتشكل بشكل طبيعي. النصف الآخر اصطناعي وصناعي. ومع ذلك ، في كلتا الحالتين الأولى والثانية ، يتكون جزء كبير من المواد الغازية ، والأمثلة والخصائص التي سننظر فيها في هذه المقالة.
الدول المجمعة للمواد
منذ القرن السابع عشر ، كان من المقبول عمومًا أن جميع المركبات المعروفة قادرة على التواجد في ثلاث حالات من التجميع: المواد الصلبة والسائلة والغازية. ومع ذلك ، فقد أثبت البحث الدقيق في العقود الأخيرة في مجال علم الفلك والفيزياء والكيمياء وبيولوجيا الفضاء والعلوم الأخرى أن هناك شكلًا آخر. هذه بلازما.
ماذا تمثل؟ هذا جزئيًا أو كليًا واتضح أن الغالبية العظمى من هذه المواد في الكون. لذلك ، في حالة البلازما يوجد:
- مادة بين النجوم
- مادة الفضاء
- الطبقات العليا من الغلاف الجوي.
- السدم.
- تكوين العديد من الكواكب.
- النجوم.
لذلك يقولون اليوم أن هناك مواد صلبة وسائلة وغازية وبلازما. بالمناسبة ، يمكن نقل كل غاز بشكل مصطنع إلى مثل هذه الحالة إذا تعرض للتأين ، أي أنه تم إجباره على التحول إلى أيونات.
المواد الغازية: أمثلة
هناك العديد من الأمثلة على المواد قيد النظر. بعد كل شيء ، الغازات معروفة منذ القرن السابع عشر ، عندما حصل عالم الطبيعة فان هيلمونت لأول مرة على ثاني أكسيد الكربون وبدأ في دراسة خصائصه. بالمناسبة ، أعطى أيضًا اسمًا لهذه المجموعة من المركبات ، نظرًا لأن الغازات ، في رأيه ، هي شيء مضطرب وفوضوي مرتبط بالأرواح وشيء غير مرئي ، ولكنه ملموس. هذا الاسم متجذر في روسيا.
من الممكن تصنيف جميع المواد الغازية ، ومن ثم سيكون من الأسهل إعطاء أمثلة. بعد كل شيء ، من الصعب تغطية كل التنوع.
التكوين مميز:
- بسيط،
- جزيئات معقدة.
تتضمن المجموعة الأولى تلك التي تتكون من نفس الذرات بأي عدد. مثال: الأكسجين - O 2 ، الأوزون - O 3 ، الهيدروجين - H 2 ، الكلور - CL 2 ، الفلور - F 2 ، النيتروجين - N 2 وغيرها.
- كبريتيد الهيدروجين - H 2S ؛
- كلوريد الهيدروجين - HCL ؛
- الميثان - CH 4 ؛
- ثاني أكسيد الكبريت - SO 2 ؛
- غاز بني - NO 2 ؛
- الفريون - CF 2 CL 2 ؛
- الأمونيا - NH 3 وغيرها.
التصنيف حسب طبيعة المواد
يمكنك أيضًا تصنيف أنواع المواد الغازية وفقًا للانتماء إلى العالم العضوي وغير العضوي. هذا هو ، من خلال طبيعة الذرات المكونة. الغازات العضوية هي:
- الممثلين الخمسة الأوائل (الميثان ، الإيثان ، البروبان ، البيوتان ، البنتان). الصيغة العامة C n H 2n + 2 ؛
- الإيثيلين - C 2 H 4 ؛
- الأسيتيلين أو الإيثين - C 2 H 2 ؛
- ميثيل أمين - CH 3 NH 2 وغيرها.
التصنيف الآخر الذي يمكن أن يخضع للمركبات المعنية هو التقسيم بناءً على الجسيمات التي تتكون منها التركيبة. لا تتكون كل المواد الغازية من الذرات. تشير أمثلة الهياكل التي توجد فيها الأيونات والجزيئات والفوتونات والإلكترونات والجسيمات البراونية والبلازما أيضًا إلى مركبات في مثل هذه الحالة من التجميع.
خصائص الغازات
تختلف خصائص المواد في الحالة المدروسة عن تلك الخاصة بالمركبات الصلبة أو السائلة. الشيء هو أن خصائص المواد الغازية خاصة. جزيئاتها متحركة بسهولة وسرعة ، والمادة ككل متناحية الخواص ، أي أن الخصائص لا يتم تحديدها من خلال اتجاه حركة الهياكل المكونة.
من الممكن تحديد أهم الخصائص الفيزيائية للمواد الغازية ، والتي ستميزها عن جميع الأشكال الأخرى لوجود المادة.
- هذه روابط لا يمكن رؤيتها والتحكم فيها ، بل يشعر بها الإنسان العادي. لفهم الخصائص وتحديد غاز معين ، يعتمدون على أربعة معايير تصفهم جميعًا: الضغط ، ودرجة الحرارة ، وكمية المادة (مول) ، والحجم.
- على عكس السوائل ، يمكن للغازات أن تشغل المساحة بأكملها دون أن تترك أثراً ، ولا يقتصر ذلك إلا على حجم الوعاء أو الغرفة.
- يتم خلط جميع الغازات بسهولة مع بعضها البعض ، في حين أن هذه المركبات ليس لها واجهة.
- هناك ممثلون أخف وزنا وأثقل ، لذلك تحت تأثير الجاذبية والوقت ، من الممكن رؤية انفصالهم.
- يعد الانتشار أحد أهم خصائص هذه المركبات. القدرة على اختراق المواد الأخرى وتشبعها من الداخل مع القيام بحركات مضطربة تمامًا داخل بنيتها.
- لا تستطيع الغازات الحقيقية توصيل تيار كهربائي ، ولكن إذا تحدثنا عن مواد مخلخلة ومتأينة ، فإن الموصلية تزداد بشكل كبير.
- السعة الحرارية والتوصيل الحراري للغازات منخفضة وتختلف من نوع لآخر.
- تزداد اللزوجة مع زيادة الضغط ودرجة الحرارة.
- هناك خياران للانتقال بين الطور: التبخر - يتحول السائل إلى بخار ، التسامي - المادة الصلبة ، التي تتجاوز السائل ، تصبح غازية.
السمة المميزة للأبخرة من الغازات الحقيقية هي أن الأولى ، في ظل ظروف معينة ، قادرة على الانتقال إلى مرحلة سائلة أو صلبة ، في حين أن الثانية ليست كذلك. وتجدر الإشارة أيضًا إلى قدرة المركبات قيد الدراسة على مقاومة التشوه وتكون سائلة.
تسمح الخصائص المماثلة للمواد الغازية باستخدامها على نطاق واسع في مختلف مجالات العلوم والتكنولوجيا والصناعة والاقتصاد الوطني. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الخصائص المحددة تكون فردية تمامًا لكل ممثل. لقد نظرنا فقط في السمات المشتركة لجميع الهياكل الحقيقية.
الانضغاطية
في درجات حرارة مختلفة ، وكذلك تحت تأثير الضغط ، تكون الغازات قادرة على الانضغاط وزيادة تركيزها وتقليل الحجم المشغول. عند درجات حرارة مرتفعة يتمددون ، في درجات حرارة منخفضة يتقلصون.
يتغير الضغط أيضًا. تزداد كثافة المواد الغازية ، وعند الوصول إلى نقطة حرجة تختلف لكل ممثل ، قد يحدث الانتقال إلى حالة تجميع أخرى.
أهم العلماء الذين ساهموا في تطوير عقيدة الغازات
يوجد الكثير من هؤلاء الأشخاص ، لأن دراسة الغازات عملية شاقة وطويلة تاريخياً. دعونا نتحدث عن أشهر الشخصيات التي تمكنت من تحقيق أهم الاكتشافات.
- تم اكتشافه في عام 1811. لا يهم ما هي الغازات ، الشيء الرئيسي هو أنه في ظل نفس الظروف يتم احتوائها في حجم واحد منها بكمية متساوية بعدد الجزيئات. هناك قيمة محسوبة سميت باسم العالم. إنه يساوي 6.03 * 10 23 جزيء لكل مول واحد من أي غاز.
- Fermi - ابتكر عقيدة الغاز الكمي المثالي.
- Gay-Lussac، Boyle-Marriott - أسماء العلماء الذين ابتكروا المعادلات الحركية الأساسية للحسابات.
- روبرت بويل.
- جون دالتون.
- جاك تشارلز والعديد من العلماء الآخرين.
هيكل المواد الغازية
الميزة الأكثر أهمية في بناء الشبكة البلورية للمواد قيد الدراسة هي أنه توجد في عقدها إما ذرات أو جزيئات متصلة ببعضها البعض بواسطة روابط تساهمية ضعيفة. هناك أيضًا قوى فان دير فالس عندما يتعلق الأمر بالأيونات والإلكترونات وأنظمة الكم الأخرى.
لذلك ، فإن الأنواع الرئيسية للهياكل الشبكية للغازات هي:
- الذري؛
- جزيئي.
تتكسر الروابط الداخلية بسهولة ، لذلك لا يكون لهذه المركبات شكل دائم ، ولكنها تملأ الحجم المكاني بالكامل. وهذا ما يفسر أيضًا نقص التوصيل الكهربائي وضعف التوصيل الحراري. لكن العزل الحراري للغازات جيد ، لأنه بفضل الانتشار ، يمكنها اختراق المواد الصلبة واحتلال المساحات العنقودية الحرة بداخلها. في الوقت نفسه ، لا يتم تمرير الهواء ، يتم الاحتفاظ بالحرارة. هذا هو أساس استخدام الغازات والمواد الصلبة مجتمعة لأغراض البناء.
مواد بسيطة بين الغازات
ما هي الغازات التي تنتمي إلى هذه الفئة من حيث الهيكل والهيكل ، والتي ناقشناها بالفعل أعلاه. هذه هي التي تتكون من نفس الذرات. هناك العديد من الأمثلة ، لأن جزءًا كبيرًا من اللافلزات من النظام الدوري بأكمله في ظل الظروف العادية موجود في حالة التجميع هذه. فمثلا:
- الفوسفور الأبيض - أحد هذا العنصر ؛
- نتروجين؛
- الأكسجين.
- الفلور.
- الكلور.
- الهيليوم.
- نيون؛
- الأرجون.
- الكريبتون.
- زينون.
يمكن أن تكون جزيئات هذه الغازات أحادية الذرة (غازات نبيلة) ومتعددة الذرات (أوزون - O 3). نوع الرابطة التساهمية غير قطبية ، وفي معظم الحالات يكون ضعيفًا نوعًا ما ، ولكن ليس على الإطلاق. الشبكة البلورية من النوع الجزيئي ، والتي تسمح لهذه المواد بالانتقال بسهولة من حالة تجمع إلى أخرى. لذلك ، على سبيل المثال ، اليود في ظل الظروف العادية - بلورات أرجوانية داكنة مع لمعان معدني. ومع ذلك ، عند تسخينها ، فإنها تتسامى إلى أندية من الغاز الأرجواني اللامع - أنا 2.
بالمناسبة ، أي مادة ، بما في ذلك المعادن ، في ظل ظروف معينة يمكن أن توجد في حالة غازية.
مركبات معقدة ذات طبيعة غازية
هذه الغازات ، بالطبع ، هي الأغلبية. تسمح التوليفات المختلفة للذرات في الجزيئات ، التي توحدها الروابط التساهمية وتفاعلات فان دير فال ، بتكوين مئات الممثلين المختلفين للحالة الكلية قيد الدراسة.
يمكن أن تكون أمثلة المواد المعقدة بدقة بين الغازات عبارة عن مركبات تتكون من عنصرين مختلفين أو أكثر. قد يشمل ذلك:
- البروبان.
- البيوتان.
- الأسيتيلين.
- الأمونيا.
- سيلان.
- الفوسفين.
- الميثان.
- ثاني كبريتيد الكربون
- ثاني أكسيد الكبريت؛
- غاز بني
- غاز الفريون؛
- الإيثيلين وغيرها.
شعرية بلورية من النوع الجزيئي. يذوب العديد من الممثلين بسهولة في الماء ، ويشكلون الأحماض المقابلة. تعد معظم هذه المركبات جزءًا مهمًا من التوليفات الكيميائية التي يتم إجراؤها في الصناعة.
الميثان ومثيلاته
أحيانًا يشير المفهوم العام "للغاز" إلى معدن طبيعي ، وهو خليط كامل من المنتجات الغازية ذات الطبيعة العضوية في الغالب. يحتوي على مواد مثل:
- الميثان.
- الإيثان.
- البروبان.
- البيوتان.
- الإيثيلين.
- الأسيتيلين.
- البنتان وبعض الآخرين.
في الصناعة ، إنها مهمة جدًا ، لأنها خليط البروبان والبيوتان هو الغاز المنزلي الذي يطبخ الناس الطعام عليه ، والذي يستخدم كمصدر للطاقة والحرارة.
يستخدم الكثير منهم في تصنيع الكحوليات والألدهيدات والأحماض والمواد العضوية الأخرى. يقدر الاستهلاك السنوي للغاز الطبيعي بتريليونات الأمتار المكعبة ، وهذا مبرر تماما.
الأكسجين وثاني أكسيد الكربون
ما هي المواد الغازية التي يمكن تسميتها الأكثر انتشارًا والمعروفة حتى لطلاب الصف الأول؟ الجواب واضح - الأكسجين وثاني أكسيد الكربون. بعد كل شيء ، هم المشاركون المباشرون في تبادل الغازات الذي يحدث في جميع الكائنات الحية على هذا الكوكب.
من المعروف أنه بفضل الأكسجين أصبحت الحياة ممكنة ، لأنه بدونها يمكن أن توجد فقط أنواع معينة من البكتيريا اللاهوائية. وثاني أكسيد الكربون منتج "غذائي" ضروري لجميع النباتات التي تمتصه من أجل القيام بعملية التمثيل الضوئي.
من وجهة نظر كيميائية ، يعتبر كل من الأكسجين وثاني أكسيد الكربون من المواد المهمة لتركيب المركبات. الأول هو عامل مؤكسد قوي ، والثاني هو في كثير من الأحيان عامل مختزل.
الهالوجينات
هذه مجموعة من المركبات تكون فيها الذرات جزيئات مادة غازية متصلة في أزواج ببعضها البعض بسبب رابطة تساهمية غير قطبية. ومع ذلك ، ليست كل الهالوجينات غازات. البروم سائل في ظل الظروف العادية ، بينما اليود مادة صلبة بدرجة عالية. الفلور والكلور مواد سامة خطرة على صحة الكائنات الحية ، وهي أقوى العوامل المؤكسدة وتستخدم على نطاق واسع في التخليق.
يمكن أن تختلف المخاليط عن بعضها البعض ليس فقط في تكوين، ولكن أيضًا مظهر خارجي. وفقًا لشكل هذا المزيج وما هي خصائصه ، يمكن أن يعزى إلى أي منهما متجانس (متجانس)، أو ل غير متجانسة (غير متجانسة)مخاليط.
متجانس (متجانس)تسمى هذه المخاليط التي يستحيل فيها حتى بمساعدة المجهر اكتشاف جزيئات المواد الأخرى.
التكوين والخصائص الفيزيائية في جميع أجزاء هذا الخليط هي نفسها ، حيث لا توجد واجهات بين مكوناته الفردية.
إلى مخاليط متجانسةترتبط:
- مخاليط الغازات
- حلول؛
- سبائك.
مخاليط الغاز
مثال على هذا الخليط المتجانس هواء.
يحتوي الهواء النظيف على أنواع مختلفة المواد الغازية:
- النيتروجين (حجمه في الهواء النقي هو \ (78 \)٪) ؛
- الأكسجين (\ (21 \)٪) ؛
- الغازات النبيلة - الأرجون وغيرها (\ (0.96 \)٪) ؛
- ثاني أكسيد الكربون (\ (0.04 \)٪).
الخليط الغازي غاز طبيعيو غاز البترول المصاحب. المكونات الرئيسية لهذه المخاليط هي الهيدروكربونات الغازية: الميثان والإيثان والبروبان والبيوتان.
أيضًا ، يعتبر المزيج الغازي مصدرًا متجددًا مثل الغاز الحيويتتشكل أثناء معالجة المخلفات العضوية بواسطة البكتيريا في مدافن النفايات وفي خزانات مرافق المعالجة وفي المنشآت الخاصة. المكون الرئيسي للغاز الحيوي هو الميثانالذي يحتوي على خليط من ثاني أكسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين وعدد من المواد الغازية الأخرى.
مخاليط الغاز: الهواء والغاز الحيوي. يمكن بيع الهواء للسائحين الفضوليين ، ويمكن استخدام الغاز الحيوي الذي يتم الحصول عليه من الكتلة الخضراء في حاويات خاصة كوقود
حلول
يُطلق على هذا عادةً مخاليط المواد السائلة ، على الرغم من أن هذا المصطلح في العلم له معنى أوسع: من المعتاد أن نطلق على الحل أي(بما في ذلك الغازية والصلبة) خليط متجانسمواد. لذا ، حول المحاليل السائلة.
حل مهم موجود في الطبيعة نفط. المنتجات السائلة التي تم الحصول عليها أثناء معالجتها: البنزين والكيروسين ووقود الديزل وزيت الوقود وزيوت التشحيم- هي أيضًا خليط من مختلف الهيدروكربونات.
انتبه!
لتحضير محلول ، تحتاج إلى خلط مادة غازية أو سائلة أو صلبة مع مذيب (ماء ، كحول ، أسيتون ، إلخ).
فمثلا، الأمونياتم الحصول عليها عن طريق إذابة مدخلات غاز الأمونيا. في المقابل ، للاستعداد صبغات اليوديذوب اليود البلوري في الكحول الإيثيلي (الإيثانول).
مخاليط سائلة متجانسة (محاليل): زيت وأمونيا
يمكن الحصول على سبيكة (محلول صلب) بناءً على أي معدن، ويمكن أن تحتوي على العديد من المواد المختلفة.
الأهم في الوقت الحاضر سبائك الحديد- الحديد الزهر والفولاذ.
سبائك الحديد التي تحتوي على أكثر من \ (2 \)٪ كربون تسمى حديد الزهر ، وسبائك الحديد التي تحتوي على نسبة منخفضة من الكربون تسمى الفولاذ.
ما يشار إليه عادة باسم "الحديد" هو في الواقع فولاذ منخفض الكربون. إلا كربونقد تحتوي سبائك الحديد السيليكون والفوسفور والكبريت.
أنظمة أحادية الطور تتكون من مكونين أو أكثر. وفقًا لحالة تجميعها ، يمكن أن تكون المحاليل صلبة أو سائلة أو غازية. وبالتالي ، فإن الهواء عبارة عن محلول غازي ، وهو خليط متجانس من الغازات. فودكا- محلول سائل ، خليط من عدة مواد تشكل مرحلة سائلة واحدة ؛ مياه البحر- محلول سائل ، خليط من المواد الصلبة (الملح) والسائلة (الماء) التي تشكل مرحلة سائلة واحدة ؛ نحاس- محلول صلب ، خليط من مادتين صلبتين (النحاس والزنك) تشكل مرحلة صلبة واحدة. خليط البنزين والماء ليس حلاً ، لأن هذه السوائل لا تذوب في بعضها البعض ، وتبقى في شكل مرحلتين سائلتين مع واجهة. تحتفظ مكونات المحاليل بخصائصها الفريدة ولا تدخل في تفاعلات كيميائية مع بعضها البعض مع تكوين مركبات جديدة. لذلك ، عند خلط مجلدين من الهيدروجين مع حجم واحد من الأكسجين ، يتم الحصول على محلول غازي. إذا تم إشعال خليط الغاز هذا ، يتم تكوين مادة جديدة- الماء ، وهو في حد ذاته ليس حلا. يسمى المكون الموجود في المحلول بكمية أكبر المذيب ، المكونات المتبقية- المواد المذابة.ومع ذلك ، يصعب أحيانًا رسم خط بين الخلط الفيزيائي للمواد وتفاعلها الكيميائي. على سبيل المثال ، عند خلط كلوريد الهيدروجين الغازي حمض الهيدروكلوريك مع الماء
H2O تتشكل أيونات H 3 O + و Cl - . يجذبون جزيئات الماء المجاورة لأنفسهم ، ويشكلون الهيدرات. وهكذا ، فإن المكونات الأولية - HCl و H 2 O - تخضع لتغييرات كبيرة بعد الخلط. ومع ذلك ، يعتبر التأين والإماهة (في الحالة العامة ، الذوبان) من العمليات الفيزيائية التي تحدث أثناء تكوين المحاليل.تعتبر المحاليل الغروانية من أهم أنواع المخاليط التي تمثل مرحلة متجانسة: المواد الهلامية ، والمستحلبات ، والهباء الجوي. حجم الجسيمات في المحاليل الغروية هو 1-1000 نانومتر ، في الحلول الحقيقية
~ 0.1 نانومتر (بترتيب الحجم الجزيئي).مفاهيم أساسية. تسمى المادتان اللتان تذوبان في بعضهما البعض بأي نسب مع تكوين حلول حقيقية قابلة للذوبان بشكل متبادل. هذه المواد كلها غازات ، العديد من السوائل (على سبيل المثال ، الكحول الإيثيلي- ماء ، جلسرين - ماء ، بنزين - البنزين) ، بعض المواد الصلبة (على سبيل المثال ، الفضة - الذهب). للحصول على حلول صلبة ، من الضروري أولاً إذابة مواد البداية ، ثم مزجها والسماح لها بالتصلب. مع ذوبانها المتبادل الكامل ، يتم تشكيل مرحلة صلبة واحدة ؛ إذا كانت القابلية للذوبان جزئية ، فإن البلورات الصغيرة لأحد المكونات الأولية تبقى في المادة الصلبة الناتجة.إذا كان مكونان يشكلان طورًا واحدًا عند مزجهما بنسب معينة فقط ، وفي حالات أخرى تحدث مرحلتان ، عندئذٍ يطلق عليهما الذوبان جزئيًا. على سبيل المثال ، الماء والبنزين: يتم الحصول على المحاليل الحقيقية منهما فقط عن طريق إضافة كمية صغيرة من الماء إلى كمية كبيرة من البنزين ، أو كمية صغيرة من البنزين إلى كمية كبيرة من الماء. إذا قمت بخلط كميات متساوية من الماء والبنزين ، فسيتم تكوين نظام سائل ثنائي الطور. طبقته السفلية عبارة عن ماء به كمية قليلة من البنزين والطبقة العلوية
- البنزين بكمية قليلة من الماء. وهناك أيضًا مواد لا تذوب إحداها في الأخرى على الإطلاق ، مثل الماء والزئبق. إذا كانت المادتان قابلتان للذوبان بشكل متبادل جزئيًا ، فعند درجة حرارة وضغط معينين ، هناك حد لكمية مادة واحدة يمكن أن تشكل محلولًا حقيقيًا مع الأخرى في ظل ظروف التوازن. يسمى المحلول ذو التركيز المحدود للمذاب المشبع. يمكنك أيضًا تحضير ما يسمى بالمحلول فوق المشبع ، حيث يكون تركيز المذاب أكبر من تركيزه في المشبع. ومع ذلك ، فإن المحاليل المفرطة التشبع غير مستقرة ، ومع أدنى تغيير في الظروف ، مثل التحريك ، أو جزيئات الغبار ، أو إضافة البلورات المذابة ، يكون هناك فائض من رواسب الذائبة.يبدأ أي سائل في الغليان عند درجة حرارة يصل فيها ضغط بخاره المشبع إلى قيمة الضغط الخارجي. على سبيل المثال ، يغلي الماء تحت ضغط 101.3 كيلو باسكال عند 100
° C لأنه عند هذه الدرجة يكون ضغط بخار الماء بالضبط 101.3 كيلو باسكال. ومع ذلك ، إذا تم إذابة بعض المواد غير المتطايرة في الماء ، فإن ضغط بخارها سينخفض. لجعل ضغط بخار المحلول الناتج يصل إلى 101.3 كيلو باسكال ، تحتاج إلى تسخين المحلول فوق 100° ج- ويترتب على ذلك أن درجة غليان المحلول تكون دائمًا أعلى من نقطة غليان مذيب نقي. يتم شرح الانخفاض في نقطة تجمد الحلول بالمثل.قانون راولت. في عام 1887 ، قام الفيزيائي الفرنسي ف. راؤول ، بدراسة محاليل مختلفة من السوائل والمواد الصلبة غير المتطايرة ، بوضع قانون يتعلق بانخفاض ضغط البخار على المحاليل المخففة من الإلكتروليتات ذات التركيز: الانخفاض النسبي في ضغط البخار المشبع. من المذيب فوق المحلول يساوي الجزء المولي من المذاب. ويترتب على قانون رولت أن الزيادة في درجة الغليان أو الانخفاض في درجة التجمد لمحلول مخفف مقارنة بالمذيب النقي يتناسب مع التركيز المولي (أو الجزء الجزيئي) للمذاب ويمكن استخدامه لتحديد جزيئه وزن.الحل الذي يتبع سلوكه قانون راولت يسمى بالمثالية. أقرب الحلول المثالية هي الغازات والسوائل غير القطبية (جزيئاتها لا تغير اتجاهها في مجال كهربائي). في هذه الحالة ، تكون حرارة الذوبان صفراً ، ويمكن التنبؤ مباشرة بخصائص الحلول ، مع معرفة خصائص المكونات الأولية والنسب التي يتم خلطها بها. بالنسبة للحلول الحقيقية ، لا يمكن إجراء مثل هذا التنبؤ. أثناء تكوين المحاليل الحقيقية ، عادة ما يتم إطلاق الحرارة أو امتصاصها. تسمى العمليات التي يتم إطلاقها بالحرارة طاردة للحرارة ، وتسمى العمليات ذات الامتصاص ماص للحرارة.
تسمى خصائص المحلول التي تعتمد بشكل أساسي على تركيزه (عدد جزيئات المذاب لكل وحدة حجم أو كتلة المذيب) ، وليس على طبيعة المذاب ،
جماعي . على سبيل المثال ، درجة غليان الماء النقي عند الضغط الجوي العادي هي 100° C ، ونقطة غليان المحلول المحتوي على 1 مول من مادة مذابة (غير منفصلة) في 1000 غرام من الماء هي بالفعل 100.52° ج ـ بغض النظر عن طبيعة هذه المادة. إذا انفصلت المادة ، مكونة أيونات ، فإن نقطة الغليان تزداد بما يتناسب مع نمو العدد الإجمالي لجزيئات المذاب ، والذي ، بسبب التفكك ، يتجاوز عدد جزيئات المادة المضافة إلى المحلول. الكميات التجميعية الهامة الأخرى هي نقطة تجمد المحلول والضغط الاسموزي وضغط البخار الجزئي للمذيب.تركيز المحلول هي قيمة تعكس النسب بين المذاب والمذيب. مثل هذه المفاهيم النوعية مثل "مخفف" و "مركّز" تقول فقط أن المحلول يحتوي على القليل أو الكثير من المذاب. لتحديد تركيز المحاليل ، غالبًا ما تستخدم النسب المئوية (الكتلة أو الحجم) ، وفي الأدبيات العلمية - عدد المولات أو المعادلات الكيميائية (سم . الوزن يعادل)المذاب لكل وحدة كتلة أو حجم المذيب أو المحلول. يجب دائمًا تحديد وحدات التركيز بدقة لتجنب الالتباس. تأمل المثال التالي. محلول يتكون من 90 جم من الماء (حجمه 90 مل ، لأن كثافة الماء 1 جم / مل) و 10 جم من الإيثانول (حجمه 12.6 مل ، نظرًا لأن كثافة الكحول تساوي 0.794 جم / مل) كتلة 100 جم ، لكن حجم هذا المحلول 101.6 مل (وسيكون مساويًا لـ 102.6 مل إذا زاد حجمهما عند خلط الماء والكحول). يمكن حساب النسبة المئوية لتركيز المحلول بطرق مختلفة:أو
الوحدة الأكثر شيوعًا هي المولارية ، ولكن يجب مراعاة بعض نقاط الغموض عند حسابها. على سبيل المثال ، من أجل الحصول على محلول 1M من مادة معينة ، وزنها الدقيق ، يساوي المول. الكتلة بالجرام ، ورفع حجم المحلول إلى 1 لتر. قد تختلف كمية الماء اللازمة لإعداد هذا المحلول قليلاً حسب درجة الحرارة والضغط. لذلك ، فإن حلين أحادي المولي تم إعدادهما في ظل ظروف مختلفة لا يحتويان في الواقع على نفس التركيز بالضبط. يتم حساب المولالية من كتلة معينة من المذيب (1000 جم) ، والتي لا تعتمد على درجة الحرارة والضغط. في الممارسة المختبرية ، يكون قياس أحجام معينة من السوائل أكثر ملاءمة (توجد سحاحات ، ماصات ، قوارير حجمية لهذا الغرض) بدلاً من وزنها ، لذلك ، في الأدبيات العلمية ، غالبًا ما يتم التعبير عن التركيزات في الشامات ، وعادة ما يتم التعبير عن المولالية تستخدم فقط لقياسات دقيقة للغاية.
يتم استخدام الوضع الطبيعي لتبسيط العمليات الحسابية. كما قلنا بالفعل ، تتفاعل المواد مع بعضها البعض بكميات تتناسب مع ما يعادلها. بعد أن أعددنا حلولًا من مواد مختلفة لها نفس الحالة الطبيعية وأخذ أحجامها المتساوية ، يمكننا التأكد من أنها تحتوي على نفس العدد من المكافئات.
عندما يكون من الصعب (أو ليس من الضروري) التمييز بين المذيب والمذاب ، يتم قياس التركيز في الكسور الجزيئية. لا تعتمد الكسور المولية ، مثل المولالية ، على درجة الحرارة والضغط.
بمعرفة كثافة المذاب والمحلول ، يمكن للمرء أن يحول تركيزًا إلى آخر: المولارية إلى مولارية ، وكسر مول ، والعكس صحيح. بالنسبة للحلول المخففة لمذاب ومذيب معين ، فإن هذه الكميات الثلاث تتناسب مع بعضها البعض.
الذوبان من مادة معينة هو قدرتها على تكوين حلول مع مواد أخرى. من الناحية الكمية ، يتم قياس قابلية ذوبان الغاز أو السائل أو المادة الصلبة بتركيز محلولهم المشبع عند درجة حرارة معينة. هذه خاصية مهمة للمادة التي تساعد على فهم طبيعتها ، وكذلك للتأثير على مسار التفاعلات التي تشارك فيها هذه المادة.غازات. في حالة عدم وجود تفاعل كيميائي ، تختلط الغازات مع بعضها البعض بأي نسب ، وفي هذه الحالة لا معنى للحديث عن التشبع. ومع ذلك ، عندما يذوب الغاز في سائل ، هناك تركيز محدد يعتمد على الضغط ودرجة الحرارة. ترتبط قابلية ذوبان الغازات في بعض السوائل بقدرتها على التسييل. الغازات المسالة بسهولة مثل NH 3 ، حمض الهيدروكلوريك ، سو 2 ، أكثر قابلية للذوبان من الغازات التي يصعب تسييلها ، مثل O 2 ، ح 2 وهو. في حالة وجود تفاعل كيميائي بين المذيب والغاز (على سبيل المثال ، بين الماء و NH 3 أو HCl) الذوبان يزيد. تختلف قابلية ذوبان غاز معين حسب طبيعة المذيب ، لكن الترتيب الذي يتم فيه ترتيب الغازات وفقًا للزيادة في قابليتها للذوبان يظل هو نفسه تقريبًا بالنسبة للمذيبات المختلفة.تخضع عملية الذوبان لمبدأ Le Chatelier (1884): إذا تعرض نظام في حالة توازن لأي تأثير ، فنتيجة للعمليات التي تحدث فيه ، سيتحول التوازن في هذا الاتجاه الذي سينخفض فيه التأثير. عادة ما يكون انحلال الغازات في السوائل مصحوبًا بإطلاق حرارة. في هذه الحالة ، وفقًا لمبدأ Le Chatelier ، تقل قابلية ذوبان الغازات. هذا الانخفاض هو الأكثر وضوحًا ، وكلما زادت قابلية ذوبان الغازات: هذه الغازات لها و ب
ارتفاع حرارة المحلول. الطعم "الناعم" للماء المغلي أو المقطر ناتج عن عدم وجود هواء فيه ، حيث إن قابليته للذوبان في درجات حرارة عالية تكون قليلة جدًا.مع زيادة الضغط ، تزداد قابلية ذوبان الغازات. وفقًا لقانون هنري (1803) ، تتناسب كتلة الغاز التي يمكن أن تذوب في حجم معين من السائل عند درجة حرارة ثابتة مع ضغطها. تستخدم هذه الخاصية لتحضير المشروبات الغازية. يذوب ثاني أكسيد الكربون في سائل عند ضغط 3-4 ضغط جوي ؛ في ظل هذه الظروف ، يمكن أن يذوب غاز أكبر بمقدار 3-4 مرات (بالكتلة) في حجم معين من 1 atm. عندما يتم فتح وعاء به مثل هذا السائل ، ينخفض الضغط فيه ، ويتم إطلاق جزء من الغاز المذاب على شكل فقاعات. لوحظ تأثير مماثل عند فتح زجاجة من الشمبانيا أو عندما تظهر المياه الجوفية المشبعة على أعماق كبيرة بثاني أكسيد الكربون إلى السطح.
عندما يتم إذابة خليط من الغازات في سائل واحد ، تظل قابلية ذوبان كل منها كما هي في حالة عدم وجود مكونات أخرى بنفس الضغط كما في حالة الخليط (قانون دالتون).
السوائل. يتم تحديد الذوبان المتبادل لسائلين من خلال مدى تشابه بنية جزيئاتهما ("مثل يذوب مثل"). تتميز السوائل غير القطبية ، مثل الهيدروكربونات ، بتفاعلات جزيئية ضعيفة ؛ لذلك ، فإن جزيئات سائل ما تخترق بسهولة بين جزيئات سائل آخر ، أي تخلط السوائل جيدًا. في المقابل ، لا تمتزج السوائل القطبية وغير القطبية ، مثل الماء والهيدروكربونات ، جيدًا مع بعضها البعض. يجب أن يهرب كل جزيء ماء أولاً من بيئة الجزيئات المماثلة الأخرى ، والتي تجذبها بقوة إلى نفسها ، وأن تخترق بين جزيئات الهيدروكربون ، التي تجذبها بشكل ضعيف. بالمقابل ، جزيئات الهيدروكربون ، لكي تذوب في الماء ، يجب أن تضغط بين جزيئات الماء ، للتغلب على جاذبيتها المتبادلة القوية ، وهذا يتطلب طاقة. مع ارتفاع درجة الحرارة ، تزداد الطاقة الحركية للجزيئات ، ويضعف التفاعل بين الجزيئات ، وتزداد قابلية ذوبان الماء والهيدروكربونات. مع زيادة كبيرة في درجة الحرارة ، يمكن تحقيق قابليتها الكاملة للذوبان المتبادل. تسمى درجة الحرارة هذه درجة حرارة المحلول الحرج العليا (UCST).في بعض الحالات ، تزداد قابلية الذوبان المتبادل لسائلين جزئيًا مع انخفاض درجة الحرارة. يتم ملاحظة هذا التأثير عند إطلاق الحرارة أثناء الخلط ، عادة نتيجة تفاعل كيميائي. مع انخفاض كبير في درجة الحرارة ، ولكن ليس أقل من نقطة التجمد ، من الممكن الوصول إلى درجة حرارة الانحلال الحرجة المنخفضة (LCST). يمكن افتراض أن جميع الأنظمة التي تحتوي على LCTS لديها أيضًا UCTS (العكس ليس ضروريًا). ومع ذلك ، في معظم الحالات ، يغلي أحد السوائل القابلة للامتزاج أسفل VCTR. يحتوي نظام ماء النيكوتين على LCTR يبلغ 61
° C ، و VCTR هو 208° ج- بين 61-208° C هذه السوائل قابلة للذوبان بشكل محدود ، وخارج هذه الفترة يكون لها قابلية ذوبان متبادلة كاملة.المواد الصلبة. تظهر جميع المواد الصلبة قابلية محدودة للذوبان في السوائل. تحتوي محاليلها المشبعة على تركيبة معينة عند درجة حرارة معينة ، والتي تعتمد على طبيعة المذاب والمذيب. لذلك ، فإن قابلية ذوبان كلوريد الصوديوم في الماء أعلى بملايين المرات من ذوبان النفثالين في الماء ، وعندما يتم إذابته في البنزين ، يتم ملاحظة الصورة المعاكسة. يوضح هذا المثال القاعدة العامة التي تنص على أن المادة الصلبة تذوب بسهولة في سائل له خواص كيميائية وفيزيائية مماثلة لها ، ولكنها لا تذوب في سائل بخصائص معاكسة.عادة ما تكون الأملاح قابلة للذوبان في الماء وأسوأ من ذلك في المذيبات القطبية الأخرى ، مثل الكحول والأمونيا السائلة. ومع ذلك ، فإن قابلية ذوبان الأملاح تختلف أيضًا بشكل كبير: على سبيل المثال ، نترات الأمونيوم لديها قابلية ذوبان في الماء أكبر بملايين المرات من كلوريد الفضة.
عادة ما يكون انحلال المواد الصلبة في السوائل مصحوبًا بامتصاص الحرارة ، ووفقًا لمبدأ Le Chatelier ، يجب أن تزداد قابليتها للذوبان مع التسخين. يمكن استخدام هذا التأثير لتنقية المواد عن طريق إعادة التبلور. للقيام بذلك ، يتم إذابتها عند درجة حرارة عالية حتى يتم الحصول على محلول مشبع ، ثم يتم تبريد المحلول ، وبعد ترسيب المذاب ، يتم ترشيحه. هناك مواد (على سبيل المثال ، هيدروكسيد الكالسيوم ، كبريتات وأسيتات) ، والتي تقل قابليتها للذوبان في الماء مع زيادة درجة الحرارة.
المواد الصلبة ، مثل السوائل ، يمكن أيضًا أن تذوب تمامًا في بعضها البعض ، مكونة خليطًا متجانسًا - محلول صلب حقيقي ، مشابه للمحلول السائل. تشكل المواد القابلة للذوبان جزئيًا في بعضها محلولين صلبين متوازنين مترافقين تتغير تركيبتهما مع درجة الحرارة.
معامل التوزيع. إذا تمت إضافة محلول من مادة إلى نظام توازن مكون من سائلين غير قابلين للامتزاج أو الامتزاج الجزئي ، يتم توزيعه بين السوائل بنسبة معينة ، بغض النظر عن الكمية الإجمالية للمادة ، في حالة عدم وجود تفاعلات كيميائية في النظام . تسمى هذه القاعدة بقانون التوزيع ، وتسمى نسبة تركيزات المذاب في السوائل بمعامل التوزيع. معامل التوزيع يساوي تقريبًا نسبة قابلية ذوبان مادة معينة في سائلين ، أي تتوزع المادة بين السوائل حسب قابليتها للذوبان. تُستخدم هذه الخاصية لاستخراج مادة معينة من محلولها في مذيب واحد باستخدام مذيب آخر. مثال آخر على استخدامه هو عملية استخراج الفضة من الخامات ، والتي غالبًا ما يتم تضمينها مع الرصاص. للقيام بذلك ، يضاف الزنك إلى خام مصهور لا يختلط بالرصاص. تتوزع الفضة بين الرصاص المصهور والزنك ، وخاصة في الطبقة العليا من هذا الأخير. يتم جمع هذه الطبقة ويتم فصل الفضة عن طريق تقطير الزنك.حاصل الإذابة (إلخ ). بين فائض (الترسيب) من المادة الصلبةم xب ذ ويؤسس حلها المشبع توازنًا ديناميكيًا موصوفًا بواسطة المعادلةثابت التوازن لهذا التفاعل هو
ويسمى منتج الذوبان. إنه ثابت عند درجة حرارة وضغط معينين وهو القيمة التي يتم من خلالها حساب قابلية الذوبان في المادة المترسبة وتغييرها. إذا تمت إضافة مركب إلى المحلول الذي ينفصل إلى أيونات تحمل نفس اسم أيونات ملح قليل الذوبان ، فعندئذٍ ، وفقًا لتعبير PR ، تقل قابلية ذوبان الملح. عند إضافة مركب يتفاعل مع أحد الأيونات ، فإنه على العكس سيزداد.على بعض خواص محاليل المركبات الأيونية أنظر أيضاالشوارد.
المؤلفاتشاخبارونوف م. مقدمة في النظرية الجزيئية للحلول
. م ، 1956 ريمي آي. دورة الكيمياء غير العضوية ، ر. 1-2. م ، 1963 ، 1966
3. الهيدروكربونات
الهيدروكربونات ،المركبات العضوية التي تتكون جزيئاتها فقط من ذرات الكربون والهيدروجين.
أبسط ممثل هو الميثان CH 4. الهيدروكربونات هي أسلاف جميع المركبات العضوية الأخرى ، ويمكن الحصول على تنوع كبير منها عن طريق إدخال مجموعات وظيفية في جزيء الهيدروكربون ؛ لذلك ، غالبًا ما يتم تعريف الكيمياء العضوية على أنها كيمياء الهيدروكربونات ومشتقاتها.
يمكن أن تكون الهيدروكربونات ، حسب الوزن الجزيئي ، غازية أو سائلة أو صلبة (لكن بلاستيكية). المركبات التي تحتوي على ما يصل إلى أربع ذرات كربون في جزيء ، في ظل الظروف العادية - غازات ، مثل الميثان ، والإيثان ، والبروبان ، والبيوتان ، والأيزوبيوتان ؛ هذه الهيدروكربونات هي جزء من الغازات البترولية الطبيعية القابلة للاحتراق والمرتبطة بها. الهيدروكربونات السائلة هي جزء من النفط والمنتجات النفطية ؛ تحتوي عادةً على ما يصل إلى ستة عشر ذرة كربون. تحتوي بعض الشموع والبارافين والأسفلت والقار والقطران على هيدروكربونات أثقل ؛ وهكذا ، فإن تكوين البارافين يتضمن هيدروكربونات صلبة تحتوي على 16 إلى 30 ذرة كربون.
تنقسم الهيدروكربونات إلى مركبات ذات سلسلة مفتوحة - مركبات أليفاتية أو غير حلقية ذات بنية دورية مغلقة - أليكليكات (ليس لها خاصية عطرية) وعطرية (تحتوي جزيئاتها على حلقة بنزين أو شظايا مبنية من حلقات بنزين مدمجة) . يتم فصل الهيدروكربونات العطرية إلى فئة منفصلة ، نظرًا لوجود نظام مترافق مغلق من روابط r ، فإن لها خصائص محددة.
يمكن أن تحتوي الهيدروكربونات غير الحلقية على سلسلة غير متفرعة من ذرات الكربون (جزيئات بنية طبيعية) ومتفرعة (جزيئات ذات بنية متساوية). اعتمادًا على نوع الروابط بين ذرات الكربون ، يتم تقسيم كل من الهيدروكربونات الأليفاتية والدائرية إلى مشبعة تحتوي فقط على روابط بسيطة (الألكانات) ، سيكلو ألكانات) ، وغير مشبعة ، تحتوي على روابط متعددة بسيطة (الألكينات ، الألكينات الحلقية ، الدين ، الألكينات ، الألكينات الحلقيّة).
ينعكس تصنيف الهيدروكربونات في الرسم البياني (انظر ص 590) ، والذي يعطي أيضًا أمثلة على هياكل ممثلي كل فئة من فئات الهيدروكربونات.
الهيدروكربونات لا غنى عنها كمصدر للطاقة ، لأن الخاصية المشتركة الرئيسية لجميع هذه المركبات هي إطلاق كمية كبيرة من الحرارة أثناء الاحتراق (على سبيل المثال ، حرارة احتراق الميثان هي 890 كيلو جول / مول). تستخدم مخاليط الهيدروكربونات كوقود في المحطات الحرارية ومنازل الغلايات (الغاز الطبيعي وزيت الوقود ووقود الغلايات) ، كوقود لمحركات السيارات والطائرات والمركبات الأخرى (البنزين والكيروسين ووقود الديزل). ينتج عن الاحتراق الكامل للهيدروكربونات الماء وثاني أكسيد الكربون.
من حيث التفاعل ، تختلف فئات الهيدروكربونات المختلفة اختلافًا كبيرًا عن بعضها البعض: المركبات المشبعة خاملة نسبيًا ، بالنسبة للمركبات غير المشبعة ، تعد تفاعلات الإضافة بواسطة روابط متعددة مميزة ، للمركبات العطرية ، تفاعلات الاستبدال (على سبيل المثال ، النترات ، السلفونات).
تستخدم الهيدروكربونات كمنتجات أولية وسيطة في التخليق العضوي. في الصناعة الكيميائية والبتروكيماوية ، لا يتم استخدام الهيدروكربونات ذات الأصل الطبيعي فحسب ، بل تستخدم أيضًا الهيدروكربونات ذات الأصل الطبيعي. تعتمد طرق الحصول على الأخير على معالجة الغاز الطبيعي (إنتاج واستخدام الغاز التخليقي - خليط من ثاني أكسيد الكربون و H2) ، والنفط (التكسير) ، والفحم (الهدرجة) ، ومؤخراً الكتلة الحيوية ، ولا سيما النفايات الزراعية ، والخشب المعالجة وغيرها من المنتجات.
3.1 الحد من الهيدروكربونات. الألكانات CnH3n + 2
ملامح التركيب الكيميائي
الخصائص الفيزيائية والكيميائية الرئيسية:
غاز الميثان ، عديم اللون والرائحة ، أخف من الهواء ، غير قابل للذوبان في الماء
С-С4 - غاز ؛
C5-C16 - سائل ؛
C16 وأكثر - صلبة
أمثلة على الهيدروكربونات المستخدمة في التجميل وتكوينها وخصائصها (البارافين والفازلين).
في مستحضرات التجميل ، تُستخدم الهيدروكربونات لإنشاء فيلم يوفر تأثيرًا انزلاقيًا (على سبيل المثال ، في كريمات التدليك) وكمكونات لتشكيل بنية لمختلف المستحضرات.
الهيدروكربونات الغازية
الميثون والإيثان من مكونات الغاز الطبيعي. البروبان والبيوتان (في شكل مسال) - وقود للنقل.
الهيدروكربونات السائلة
بنزين. سائل شفاف قابل للاشتعال برائحة نموذجية ، قابل للذوبان بسهولة في المذيبات العضوية (كحول ، إيثر ، رابع كلوريد الكربون). مزيج من البنزين والهواء مادة متفجرة قوية. يستخدم البنزين الخاص أحيانًا لإزالة الشحوم وتنظيف الجلد ، على سبيل المثال ، من بقايا الرقعة.
زيت الفازلين. هيدروكربون سائل لزج مع درجة غليان عالية ولزوجة منخفضة. في مستحضرات التجميل ، يتم استخدامه كزيت للشعر وزيت للبشرة وجزء من الكريمات. زيت البارافين. شفاف ، عديم اللون ، عديم اللون ، عديم الرائحة ، سميك ، مادة دهنية ، لزوجة عالية ، غير قابل للذوبان في الماء ، يكاد يكون غير قابل للذوبان في الإيثانول ، قابل للذوبان في الأثير والمذيبات العضوية الأخرى. الهيدروكربونات الصلبة
البارافين. خليط من الهيدروكربونات الصلبة يتم الحصول عليها عن طريق تقطير جزء البارافين من الزيت. البارافين عبارة عن كتلة بلورية لها رائحة معينة وتفاعل محايد. يستخدم البارافين في العلاج الحراري. يبرد البارافين المصهور ، الذي يتمتع بسعة حرارية عالية ، ببطء ، ويطلق الحرارة تدريجيًا ، ويحافظ على ارتفاع درجة حرارة الجسم بشكل منتظم لفترة طويلة. عند التبريد ، ينتقل البارافين من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة ، ويتناقص حجمه ويضغط على الأنسجة الأساسية. لمنع احتقان الأوعية السطحية ، يزيد البارافين المنصهر من درجة حرارة الأنسجة ويزيد التعرق بشكل حاد. مؤشرات العلاج بالبارافين هي الزهم الوجهي ، حب الشباب ، حب الشباب بشكل خاص ، الأكزيما المزمنة المتسللة. يُنصح بتطهير بشرة الوجه بعد قناع البارافين.
سيريسين. خليط من الهيدروكربونات تم الحصول عليه أثناء معالجة الأوزوسيريت. يتم استخدامه في مستحضرات التجميل كعامل تثخين ، حيث يمتزج الطهي جيدًا مع الدهون.
الفازلين هو خليط من الهيدروكربونات. وهو أساس جيد للمراهم ، لا يتحلل من المواد الطبية التي تتكون منها ، ويمتزج بالزيوت والدهون بأي كميات. لا يتم تصبن جميع الهيدروكربونات ، ولا يمكنها اختراق الجلد مباشرة ، لذلك يتم استخدامها في مستحضرات التجميل كعامل حماية سطحي. جميع الهيدروكربونات السائلة وشبه الصلبة والصلبة غير زنخة (لا تهاجمها الكائنات الحية الدقيقة).
تسمى الهيدروكربونات المدروسة لا حلقية. تتناقض مع الهيدروكربونات الحلقية (التي تحتوي على حلقة بنزين في الجزيء) ، والتي يتم الحصول عليها عن طريق تقطير قطران الفحم - البنزين (مذيب) ، النفثالين ، والذي كان يستخدم سابقًا كعامل مضاد للعثة والأنثراسين ومواد أخرى.
3.2 الهيدروكربونات غير المشبعة
الألكينات (هيدروكربونات الإيثيلين) - هيدروكربونات غير مشبعة ، يوجد في جزيئاتها رابطة مزدوجة واحدة
ملامح التركيب الكيميائي
مع 2 H 4 ، يكون الإيثيلين غازًا عديم اللون برائحة حلوة خفيفة ، وأخف من الهواء ، وقابل للذوبان في الماء قليلاً.
مبادئ تسمية المحروقات:
الهيدروكربونات التي تحتوي على نهاية رابطة مزدوجة في -ene.
الإيثان C 2 H 6 ethene C 2 H 4
3.3 الهيدروكربونات الحلقية والعطرية ، مبادئ التركيب الكيميائي ، أمثلة
Arenes (هيدروكربونات عطرية) ، تحتوي جزيئاتها على هياكل دائرية مستقرة - نوى بنزين ، ذات طبيعة خاصة من الروابط.
لا توجد روابط مفردة (C - O و C \ u003d C)) في جزيء البنزين. جميع الروابط متساوية ، أطوالها متساوية.هذا نوع خاص من الروابط - اقتران p الدائري.
تهجين - ؛ ص 2 زاوية التكافؤ -120 درجة
تشكل ستة روابط غير هجينة نظامًا أحادي الإلكترون (نواة عطرية) ، والذي يقع بشكل عمودي على مستوى حلقة البنزين.
الخواص الكيميائية:
يحتل البنزين موقعًا وسيطًا بين الهيدروكربونات المشبعة وغير المشبعة ، وذلك بسبب. يدخل في تفاعل الاستبدال (يستمر بسهولة) والإضافة (يستمر بصعوبة).
أزولين.هذا هيدروكربون دوري يتم الحصول عليه صناعياً (يتم الحصول على التناظرية الطبيعية للكامازولين من أزهار البابونج واليارو). يحتوي Azulene على خصائص مضادة للحساسية ومضادة للالتهابات ، ويخفف من تشنج العضلات الملساء ، ويسرع عمليات تجديد الأنسجة والشفاء.
4. الكحوليات
4.1 التعريف
الكحولات عبارة عن مركبات عضوية يتم فيها استبدال ذرة هيدروجين واحدة (H) بمجموعة هيدروكسيل (OH).
4.2 المجموعات الوظيفية. تصنيف الكحولات إلى كحول أحادي الماء ومتعدد الهيدروجين ، أمثلة. مبادئ تسمية الكحوليات
وفقًا لعدد مجموعات OH ، يتم تمييز الكحولات أحادية ومتعددة الهيدروكسيل.
اعتمادًا على موقع مجموعة OH ، يتم تقسيم الكحوليات إلى الابتدائية والثانوية والثالثية. على عكس هيدروكربونات البارافين ، فإن لها درجة غليان عالية نسبيًا. جميع الكحولات متعددة الهيدروكسيل لها مذاق حلو.
الكحولات قصيرة السلسلة محبة للماء ، أي إنها قابلة للامتزاج بالماء وتذيب المواد المحبة للماء بسهولة. الكحولات أحادية الماء ذات السلاسل الطويلة غير قابلة للذوبان في الماء تقريبًا أو كليًا ، أي نافرة من الماء.
الكحولات التي تحتوي على كتلة كبيرة من الجزيئات (الكحولات الدهنية) تكون صلبة في درجة حرارة الغرفة (على سبيل المثال ، كحول ميريستيل أو سيتيل). يسمى الكحول الذي يحتوي على أكثر من 24 ذرة كربون بالكحول الشمعي.
مع زيادة عدد مجموعات الهيدروكسيل ، يزداد الطعم الحلو وقابلية ذوبان الكحول في الماء. لذلك ، يذوب الجلسرين (كحول ثلاثي الذرات) ، على غرار الزيت ، جيدًا في الماء. يستخدم السوربيتول كحول صلب سداسي الذرات كبديل للسكر لمرضى السكري.
4.3 الخصائص الكيميائية والفيزيائية الأساسية للكحوليات ، واستخدامها في التجميل (الميثانول ، الإيثانول ، الأيزوبروبانول ، الجلسرين)
كحول مونوهيدريك
الميثانول (كحول الميثيل ، كحول الخشب) سائل صافٍ عديم اللون ، سهل الامتزاج بالماء والكحول والأثير. هذه المادة شديدة السمية لا تستخدم في مستحضرات التجميل.
الإيثانول (كحول الإيثيل ، كحول النبيذ ، كحول الطعام) سائل شفاف ، عديم اللون ، متطاير ، يمكن خلطه بالماء والمذيبات العضوية ، وهو أقل سمية بكثير من الميثانول ، ويستخدم على نطاق واسع في الطب ومستحضرات التجميل كمذيب للمواد الفعالة بيولوجيا (زيوت عطرية ، راتنجات ، يود ، إلخ). يتم الحصول على الإيثانول من تخمير المواد التي تحتوي على السكر والنشا. تحدث عملية التخمير بسبب إنزيمات الخميرة. بعد التخمير ، يتم عزل الكحول بالتقطير. ثم يتم التطهير من المواد غير المرغوب فيها (التصحيح). يدخل الإيثانول الصيدليات بشكل أساسي بقوة 96 درجة. تحتوي الخلائط الأخرى من الإيثانول مع الماء على 90 ، 80 ، 70 ، 40٪ كحول. يسمى الكحول النقي تقريبًا (بكميات قليلة جدًا من الماء) بالكحول المطلق.
اعتمادًا على الغرض من استخدام الكحول ، يتم نكهته بمواد مضافة مختلفة (زيوت أساسية ، كافور). يعزز الإيثانول توسع الشعيرات الدموية تحت الجلد ، وله تأثير مطهر.
يمكن أن يحتوي ماء التواليت للوجه من 0 إلى 30٪ كحول ، وغسول للشعر - حوالي 50٪ ، وكولونيا - 70٪ على الأقل. يحتوي ماء اللافندر على حوالي 3٪ زيت أساسي. تحتوي العطور على 12 إلى 20٪ زيوت أساسية ومثبت ، وتحتوي الكولونيا على حوالي 9٪ زيوت أساسية وقليل من المثبت. الأيزوبروبانول (كحول الأيزوبروبيل) - بديل كامل وغير مكلف للإيثانول ، يشير إلى الكحولات الثانوية. حتى كحول الأيزوبروبيل المنقى له رائحة مميزة لا يمكن التخلص منها. خصائص التطهير وإزالة الشحوم من الأيزوبروبانول أقوى من تلك الموجودة في الكحول الإيثيلي. يتم استخدامه خارجيًا فقط ، كجزء من ماء تواليت للشعر ، في المثبتات ، إلخ. لا ينبغي أن يحتوي الفودكا على الأيزوبروبانول ، ويسمح بكمية صغيرة منه في صبغة الكحول على الإبر الصنوبرية (التركيز الصنوبري).
كحول متعدد الهيدروكسيل
الكحولات ثنائية الهيدروجين لها النهاية القياسية للاسم - جلايكول. في مستحضرات التجميل ، يستخدم البروبيلين غليكول ، الذي يتميز بسمية منخفضة ، كمذيب ومرطب. تسمى الكحولات ثنائية الهيدروجين ، أو الجليكول ، ديولس وفقًا للتسمية البديلة. يستخدم الكحول الثلاثي - الجلسرين - على نطاق واسع في الطب والمستحضرات الصيدلانية. قوام الجلسرين مشابه للشراب ، عديم الرائحة تقريبًا ، رطب ، له مذاق حلو ، قابل للذوبان في جميع المواد الأخرى التي تحتوي على مجموعة OH ، غير قابل للذوبان في الأثير ، البنزين ، الكلوروفورم ، الزيوت الدهنية والزيوت الأساسية. 86 - 88٪ جلسرين ومجفف 98٪ جلسرين يدخل التجارة. في شكل مخفف ، يوجد الجلسرين في كريمات البشرة ، وماء تواليت الوجه ، ومعاجين الأسنان ، وصابون الحلاقة ، وجل اليدين. مخفف بنسبة مناسبة ، ينعم البشرة ويجعلها نضرة ، لتحل محل عامل الترطيب الطبيعي للبشرة. في شكله النقي ، لا يستخدم في مستحضرات العناية بالبشرة لأنه يجففها. وصحة الإنسان العضوية كيمياءأكاديمية العلوم لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، أحد المنظمين ... لعدة مناطق عضوي كيمياء - كيمياءمركبات اليكسيليك ، كيمياءغير متجانسة ، عضويالحفز كيمياءالبروتين والأحماض الأمينية. ...
آثار الارتباط الأيوني في عضوي كيمياء
الملخص >> الكيمياءالتوجه الكيميائي للعملية. في عضوي كيمياءنشأ الاهتمام بالأزواج الأيونية ... أكثر الإنجازات المادية لفتا للانتباه عضوي كيمياء. دراسات التفاعل ، في ... ثم مفهوم الأزواج الأيونية في عضوي كيمياءقد خضع لتغييرات كبيرة ؛ كانوا...
أتذكر كيف تم شرح تعريف الحالة الكلية للمادة لنا في المدرسة الابتدائية. أعطى المعلم مثالًا جيدًا عن جندي القصدير ثم أصبح كل شيء واضحًا للجميع. أدناه سأحاول تحديث ذكرياتي.
تحديد حالة المادة
حسنًا ، كل شيء بسيط هنا: إذا تم أخذ المادة في متناول اليد ، فيمكن الشعور بها وعندما تضغط عليها ، فإنها تحتفظ بحجمها وشكلها - هذه حالة صلبة. في الحالة السائلة ، لا تحتفظ المادة بشكلها ، ولكنها تحتفظ بحجمها. على سبيل المثال ، يوجد ماء في كوب ، وفي الوقت الحالي يكون له شكل كوب. وإذا صُب في فنجان ، فسيأخذ شكل كوب ، لكن كمية الماء نفسها لن تتغير. هذا يعني أن المادة في الحالة السائلة يمكن أن تغير شكلها ، ولكن ليس الحجم. في الحالة الغازية ، لا يتم الحفاظ على شكل المادة ولا حجمها ، ولكنها تحاول ملء كل المساحة المتاحة.
وفيما يتعلق بالجدول ، تجدر الإشارة إلى أن السكر والملح قد يبدوان كمواد سائلة ، لكنهما في الحقيقة مواد سائبة ، ويتكون حجمهما بالكامل من بلورات صلبة صغيرة.
حالات المادة: سائلة ، صلبة ، غازية
جميع المواد في العالم في حالة معينة: صلبة أو سائلة أو غازية. وأي مادة يمكن أن تنتقل من حالة إلى أخرى. والمثير للدهشة أنه حتى جندي من الصفيح يمكن أن يكون سائلاً. لكن من أجل ذلك ، من الضروري تهيئة ظروف معينة ، أي وضعها في غرفة شديدة الحرارة للغاية ، حيث يذوب القصدير ويتحول إلى معدن سائل.
لكن أسهل طريقة للنظر في حالة التجميع على مثال الماء.
- إذا تم تجميد الماء السائل ، فسوف يتحول إلى جليد - هذه هي حالته الصلبة.
- إذا تم تسخين الماء السائل بقوة ، فسيبدأ في التبخر - هذه هي حالته الغازية.
- وإذا قمت بتسخين الجليد ، فسوف يبدأ في الذوبان ويتحول مرة أخرى إلى ماء - وهذا ما يسمى بالحالة السائلة.
يجدر تسليط الضوء بشكل خاص على عملية التكثيف: إذا ركزت وتبريد الماء المتبخر ، فإن الحالة الغازية ستتحول إلى حالة صلبة - وهذا ما يسمى التكثيف ، وهذه هي الطريقة التي يتشكل بها الثلج في الغلاف الجوي.
العم فانيا مؤامرة المسرحية. "العم إيفان. الموقف من أستاذ الآخرين
تساخيس الصغير ، الملقب بزينوبر
مايكوف ، أبولون نيكولايفيتش - سيرة ذاتية قصيرة