Alcohol is een vloeibare of gasvormige stof. Hoe en wanneer gaan vloeistoffen over in gasvormige toestand? Complexe verbindingen van gasvormige aard

Tot op heden zijn er meer dan 3 miljoen verschillende stoffen bekend. En dit cijfer groeit elk jaar, omdat synthetische chemici en andere wetenschappers voortdurend experimenten doen om nieuwe verbindingen te verkrijgen die enkele nuttige eigenschappen hebben.

Sommige stoffen zijn natuurlijke bewoners die zich van nature vormen. De andere helft is kunstmatig en synthetisch. In zowel het eerste als het tweede geval bestaat een aanzienlijk deel echter uit gasvormige stoffen, voorbeelden en kenmerken waarvan we in dit artikel zullen ingaan.

Geaggregeerde toestanden van stoffen

Sinds de 17e eeuw is het algemeen aanvaard dat alle bekende verbindingen in drie aggregatietoestanden kunnen voorkomen: vaste, vloeibare, gasvormige stoffen. Zorgvuldig onderzoek van de afgelopen decennia op het gebied van astronomie, natuurkunde, scheikunde, ruimtebiologie en andere wetenschappen heeft echter aangetoond dat er een andere vorm is. Dit is plasma.

Wat vertegenwoordigt ze? Dit is gedeeltelijk of volledig En het blijkt dat de overgrote meerderheid van dergelijke stoffen in het heelal. Het is dus in de plasmatoestand dat er zijn:

interstellaire materie;
ruimte materie;
de bovenste lagen van de atmosfeer;
nevels;
samenstelling van veel planeten;
sterren.

Daarom zeggen ze tegenwoordig dat er vaste, vloeibare, gasvormige stoffen en plasma zijn. Trouwens, elk gas kan kunstmatig in een dergelijke toestand worden gebracht als het wordt onderworpen aan ionisatie, dat wil zeggen, gedwongen wordt om in ionen te veranderen.

Gasvormige stoffen: voorbeelden

Er zijn veel voorbeelden van stoffen die worden overwogen. Gassen zijn immers bekend sinds de 17e eeuw, toen Van Helmont, een natuuronderzoeker, voor het eerst kooldioxide won en de eigenschappen ervan begon te bestuderen. Trouwens, hij gaf ook de naam aan deze groep verbindingen, omdat gassen naar zijn mening iets wanordelijks, chaotisch zijn, geassocieerd met geesten en iets onzichtbaars, maar tastbaars. Deze naam heeft wortel geschoten in Rusland.

Het is mogelijk om alle gasvormige stoffen in te delen, dan is het makkelijker om voorbeelden te geven. Het is immers moeilijk om alle diversiteit te dekken.

De samenstelling wordt onderscheiden:

gemakkelijk,
complexe moleculen.

De eerste groep omvat de atomen die in een willekeurig aantal uit dezelfde atomen bestaan. Voorbeeld: zuurstof - O 2, ozon - O 3, waterstof - H 2, chloor - CL 2, fluor - F 2, stikstof - N 2 en andere.

waterstofsulfide - H2S;
waterstofchloride - HCL;
methaan - CH 4;
zwaveldioxide - SO 2;
bruin gas - NO 2;
freon - CF 2 CL 2;
ammoniak - NH 3 en anderen.

Indeling naar de aard van stoffen

Je kunt de soorten gasvormige stoffen ook indelen naar de organische en anorganische wereld. Dat wil zeggen, door de aard van de samenstellende atomen. Organische gassen zijn:

de eerste vijf vertegenwoordigers (methaan, ethaan, propaan, butaan, pentaan). Algemene formule CnH2n+2;
ethyleen - C2H4;
acetyleen of ethyn - C2H2;
methylamine - CH3NH2 en andere.

Een andere classificatie die aan de betreffende verbindingen kan worden onderworpen, is de indeling op basis van de deeltjes waaruit de samenstelling bestaat. Niet alle gasvormige stoffen bestaan uit atomen. Voorbeelden van structuren waarin ionen, moleculen, fotonen, elektronen, Brownse deeltjes, plasma aanwezig zijn, verwijzen ook naar verbindingen in een dergelijke aggregatietoestand.

Eigenschappen van gassen

De eigenschappen van stoffen in de beschouwde toestand verschillen van die voor vaste of vloeibare verbindingen. Het punt is dat de eigenschappen van gasvormige stoffen bijzonder zijn. Hun deeltjes zijn gemakkelijk en snel mobiel, de stof als geheel is isotroop, dat wil zeggen dat de eigenschappen niet worden bepaald door de bewegingsrichting van de samenstellende structuren.

Het is mogelijk om de belangrijkste fysische eigenschappen van gasvormige stoffen aan te wijzen, waardoor ze zich zullen onderscheiden van alle andere vormen van het bestaan van materie.

Dit zijn verbindingen die niet kunnen worden gezien en gecontroleerd, gevoeld op gewone menselijke manieren. Om de eigenschappen te begrijpen en een bepaald gas te identificeren, vertrouwen ze op vier parameters die ze allemaal beschrijven: druk, temperatuur, hoeveelheid stof (mol), volume.
In tegenstelling tot vloeistoffen kunnen gassen de hele ruimte spoorloos innemen, alleen beperkt door de grootte van het vat of de kamer.
Alle gassen zijn gemakkelijk met elkaar te mengen, terwijl deze verbindingen geen grensvlak hebben.
Er zijn lichtere en zwaardere vertegenwoordigers, dus onder invloed van zwaartekracht en tijd is het mogelijk om hun scheiding te zien.
Diffusie is een van de belangrijkste eigenschappen van deze verbindingen. Het vermogen om andere stoffen binnen te dringen en ze van binnenuit te verzadigen, terwijl het volledig ongeordende bewegingen maakt binnen de structuur.
Echte gassen kunnen geen elektrische stroom geleiden, maar als we het hebben over ijle en geïoniseerde stoffen, dan neemt de geleidbaarheid dramatisch toe.
De warmtecapaciteit en thermische geleidbaarheid van gassen is laag en varieert van soort tot soort.
De viscositeit neemt toe met toenemende druk en temperatuur.
Er zijn twee opties voor de overgang tussen fasen: verdamping - de vloeistof verandert in damp, sublimatie - de vaste stof, die de vloeistof omzeilt, wordt gasvormig.

Een onderscheidend kenmerk van dampen van echte gassen is dat de eerste, onder bepaalde omstandigheden, in een vloeibare of vaste fase kunnen overgaan, terwijl de laatste dat niet zijn. Er moet ook worden opgemerkt dat de verbindingen in kwestie bestand zijn tegen vervorming en vloeibaar zijn.

Door vergelijkbare eigenschappen van gasvormige stoffen kunnen ze op grote schaal worden gebruikt in verschillende gebieden van wetenschap en technologie, industrie en de nationale economie. Bovendien zijn specifieke kenmerken strikt individueel voor elke vertegenwoordiger. We hebben alleen de kenmerken overwogen die alle echte structuren gemeen hebben.

Samendrukbaarheid

Bij verschillende temperaturen, maar ook onder invloed van druk, kunnen gassen comprimeren, waardoor hun concentratie toeneemt en het ingenomen volume wordt verminderd. Bij verhoogde temperaturen zetten ze uit, bij lage temperaturen krimpen ze.

Ook de druk verandert. De dichtheid van gasvormige stoffen neemt toe en bij het bereiken van een kritiek punt, dat voor elke vertegenwoordiger anders is, kan een overgang naar een andere aggregatietoestand optreden.

De belangrijkste wetenschappers die hebben bijgedragen aan de ontwikkeling van de leer van gassen

Er zijn veel van zulke mensen, omdat de studie van gassen een moeizaam en historisch lang proces is. Laten we stilstaan bij de beroemdste persoonlijkheden die erin slaagden de belangrijkste ontdekkingen te doen.

in 1811 een ontdekking deed. Het maakt niet uit welke gassen, het belangrijkste is dat ze onder dezelfde omstandigheden in een gelijke hoeveelheid van het aantal moleculen in één volume ervan aanwezig zijn. Er is een berekende waarde genoemd naar de naam van de wetenschapper. Het is gelijk aan 6,03 * 10 23 moleculen voor 1 mol van een gas.
Fermi - creëerde de doctrine van een ideaal kwantumgas.
Gay-Lussac, Boyle-Marriott - de namen van wetenschappers die de basiskinetische vergelijkingen voor berekeningen hebben gemaakt.
Robert Boyle.
John Dalton.
Jacques Charles en vele andere wetenschappers.

De structuur van gasvormige stoffen

Het belangrijkste kenmerk bij de constructie van het kristalrooster van de stoffen in kwestie is dat er op de knooppunten atomen of moleculen zijn die met elkaar zijn verbonden door zwakke covalente bindingen. Er zijn ook Van der Waals-krachten als het gaat om ionen, elektronen en andere kwantumsystemen.

Daarom zijn de belangrijkste soorten roosterstructuren voor gassen:

atomair;
moleculair.

De bindingen binnenin breken gemakkelijk, dus deze verbindingen hebben geen permanente vorm, maar vullen het hele ruimtelijke volume. Dit verklaart ook het gebrek aan elektrische geleidbaarheid en slechte thermische geleidbaarheid. Maar de thermische isolatie van gassen is goed, omdat ze dankzij diffusie in staat zijn om vaste stoffen binnen te dringen en vrije clusterruimten erin te bezetten. Tegelijkertijd wordt er geen lucht doorgelaten, warmte wordt vastgehouden. Dit is de basis voor het gebruik van gassen en vaste stoffen in combinatie voor bouwdoeleinden.

Eenvoudige stoffen tussen gassen

Welke gassen qua structuur en structuur tot deze categorie behoren, hebben we hierboven al besproken. Dit zijn degenen die uit dezelfde atomen zijn opgebouwd. Er zijn veel voorbeelden, omdat een aanzienlijk deel van de niet-metalen uit het gehele periodieke systeem onder normale omstandigheden in deze aggregatietoestand bestaat. Bijvoorbeeld:

witte fosfor - een van dit element;
stikstof;
zuurstof;
fluor;
chloor;
helium;
neon;
argon;
krypton;
xenon.

De moleculen van deze gassen kunnen zowel monoatomisch (edelgassen) als polyatomair (ozon - O 3) zijn. Het type binding is covalent niet-polair, in de meeste gevallen vrij zwak, maar niet in het geheel. Het kristalrooster van het moleculaire type, waardoor deze stoffen gemakkelijk van de ene aggregatietoestand naar de andere kunnen gaan. Dus bijvoorbeeld jodium onder normale omstandigheden - donkerpaarse kristallen met een metaalachtige glans. Bij verhitting sublimeren ze echter in clubs van helder paars gas - I 2.

Overigens kan elke stof, inclusief metalen, onder bepaalde omstandigheden in gasvormige toestand voorkomen.

Complexe verbindingen van gasvormige aard

Dergelijke gassen zijn natuurlijk de meerderheid. Verschillende combinaties van atomen in moleculen, verenigd door covalente bindingen en van der Waals-interacties, maken de vorming mogelijk van honderden verschillende vertegenwoordigers van de beschouwde aggregaattoestand.

Voorbeelden van precies complexe stoffen onder gassen kunnen alle verbindingen zijn die uit twee of meer verschillende elementen bestaan. Dit kan zijn:

propaan;
butaan;
acetyleen;
ammoniak;
silaan;
fosfine;
methaan;
koolstofdisulfide;
zwaveldioxide;
bruin gas;
freon;
ethyleen en anderen.

Kristalrooster van moleculair type. Veel van de vertegenwoordigers lossen gemakkelijk op in water en vormen de overeenkomstige zuren. De meeste van deze verbindingen vormen een belangrijk onderdeel van chemische syntheses die in de industrie worden uitgevoerd.

Methaan en zijn homologen

Soms verwijst het algemene begrip "gas" naar een natuurlijk mineraal, dat een geheel mengsel is van gasvormige producten van overwegend organische aard. Het bevat stoffen zoals:

methaan;
ethaan;
propaan;
butaan;
ethyleen;
acetyleen;
pentaan en enkele anderen.

In de industrie zijn ze erg belangrijk, want het is het propaan-butaanmengsel dat het huishoudgas is waarop mensen voedsel koken, dat wordt gebruikt als bron van energie en warmte.

Velen van hen worden gebruikt voor de synthese van alcoholen, aldehyden, zuren en andere organische stoffen. Het jaarlijkse verbruik van aardgas wordt geschat op biljoenen kubieke meters, en dat is volkomen terecht.

Zuurstof en koolstofdioxide

Welke gasvormige stoffen kunnen het meest worden genoemd en zijn zelfs bekend bij eersteklassers? Het antwoord ligt voor de hand: zuurstof en koolstofdioxide. Zij zijn immers de directe deelnemers aan de gasuitwisseling die plaatsvindt in alle levende wezens op de planeet.

Het is bekend dat het leven mogelijk is dankzij zuurstof, omdat zonder zuurstof alleen bepaalde soorten anaërobe bacteriën kunnen bestaan. En koolstofdioxide is een noodzakelijk "voedingsproduct" voor alle planten die het opnemen om het proces van fotosynthese uit te voeren.

Vanuit chemisch oogpunt zijn zowel zuurstof als koolstofdioxide belangrijke stoffen voor het synthetiseren van verbindingen. De eerste is een sterk oxidatiemiddel, de tweede is vaker een reductiemiddel.

Halogenen

Dit is zo'n groep verbindingen waarin atomen deeltjes van een gasvormige stof zijn die paarsgewijs met elkaar verbonden zijn door een covalente niet-polaire binding. Niet alle halogenen zijn echter gassen. Broom is onder normale omstandigheden een vloeistof, terwijl jodium een sterk sublimeerbare vaste stof is. Fluor en chloor zijn giftige stoffen die gevaarlijk zijn voor de gezondheid van levende wezens, die de sterkste oxidatiemiddelen zijn en veel worden gebruikt bij de synthese.

Mengsels kunnen niet alleen van elkaar verschillen samenstelling, maar ook door uiterlijk. In overeenstemming met hoe dit mengsel eruitziet en welke eigenschappen het heeft, kan het worden toegeschreven aan: homogeen (homogeen), of te heterogeen (heterogeen) mengsels.

Homogeen (homogeen) worden dergelijke mengsels genoemd waarin het zelfs met behulp van een microscoop onmogelijk is om deeltjes van andere stoffen te detecteren.

De samenstelling en fysieke eigenschappen in alle delen van een dergelijk mengsel zijn hetzelfde, omdat er geen interfaces zijn tussen de afzonderlijke componenten.

Tot homogene mengsels betrekking hebben:

mengsels van gassen;
oplossingen;
legeringen.

Gasmengsels

Een voorbeeld van zo'n homogeen mengsel is: lucht.

Schone lucht bevat verschillende gasvormige stoffen:

stikstof (de volumefractie in schone lucht is \(78\)%);
zuurstof (\(21\)%);
edelgassen - argon en andere (\ (0,96 \)%);
koolstofdioxide (\(0,04\)%).

Het gasvormige mengsel is natuurlijk gas en bijbehorend petroleumgas. De belangrijkste componenten van deze mengsels zijn: gasvormige koolwaterstoffen: methaan, ethaan, propaan en butaan.

Ook is een gasvormig mengsel zo'n hernieuwbare hulpbron als: biogas gevormd bij de verwerking van organische reststoffen door bacteriën op stortplaatsen, in de tanks van verwerkingsinstallaties en in speciale installaties. Het hoofdbestanddeel van biogas is: methaan, dat een mengsel van kooldioxide, waterstofsulfide en een aantal andere gasvormige stoffen bevat.

Gasmengsels: lucht en biogas. Lucht kan worden verkocht aan nieuwsgierige toeristen, en biogas verkregen uit groene massa in speciale containers kan worden gebruikt als brandstof

Oplossingen

Dit wordt meestal vloeibare mengsels van stoffen genoemd, hoewel deze term in de wetenschap een bredere betekenis heeft: het is gebruikelijk om een oplossing te noemen elk(inclusief gasvormig en vast) homogeen mengsel stoffen. Dus over vloeibare oplossingen.

Een belangrijke oplossing in de natuur is: olie-. Vloeibare producten verkregen tijdens de verwerking: benzine, kerosine, dieselbrandstof, stookolie, smeeroliën- zijn ook een mengsel van verschillende koolwaterstoffen.

Let op!

Om een oplossing te bereiden, moet u een gasvormige, vloeibare of vaste stof mengen met een oplosmiddel (water, alcohol, aceton, enz.).

Bijvoorbeeld, ammoniak verkregen door het oplossen van het ingangsgas ammoniak. Op zijn beurt, om voor te bereiden jodiumtincturen kristallijn jodium wordt opgelost in ethylalcohol (ethanol).

Vloeibare homogene mengsels (oplossingen): olie en ammoniak

Een legering (vaste oplossing) kan worden verkregen op basis van: elk metaal, en het kan veel verschillende stoffen bevatten.

De belangrijkste op dit moment zijn: ijzer legeringen- gietijzer en staal.

IJzerlegeringen die meer dan \(2\)% koolstof bevatten, worden gietijzer genoemd, en ijzerlegeringen met een lager koolstofgehalte worden staal genoemd.

Wat gewoonlijk "ijzer" wordt genoemd, is eigenlijk koolstofarm staal. Behalve koolstof ijzerlegeringen kunnen bevatten: silicium, fosfor, zwavel.

eenfasige systemen bestaande uit twee of meer componenten. Afhankelijk van hun aggregatietoestand kunnen oplossingen vast, vloeibaar of gasvormig zijn. Lucht is dus een gasvormige oplossing, een homogeen mengsel van gassen; wodka- vloeibare oplossing, een mengsel van verschillende stoffen die één vloeibare fase vormen; zeewater- vloeibare oplossing, een mengsel van vaste (zout) en vloeibare (water) stoffen die één vloeibare fase vormen; messing- vaste oplossing, een mengsel van twee vaste stoffen (koper en zink) die één vaste fase vormen. Een mengsel van benzine en water is geen oplossing, omdat deze vloeistoffen niet in elkaar oplossen en in de vorm van twee vloeibare fasen met een grensvlak blijven. De componenten van de oplossingen behouden hun unieke eigenschappen en gaan geen chemische reacties met elkaar aan met de vorming van nieuwe verbindingen. Dus bij het mengen van twee volumes waterstof met één volume zuurstof, wordt een gasvormige oplossing verkregen. Als dit gasmengsel wordt ontstoken, ontstaat er een nieuwe stof- water, wat op zichzelf geen oplossing is. De component die in een grotere hoeveelheid in de oplossing aanwezig is, wordt het oplosmiddel genoemd, de overige componenten- opgeloste stoffen.

Soms is het echter moeilijk om een scheidslijn te trekken tussen de fysieke vermenging van stoffen en hun chemische interactie. Bijvoorbeeld bij het mengen van gasvormig waterstofchloride HCl met water

H2O H-ionen worden gevormd 3 O + en Cl - . Ze trekken aangrenzende watermoleculen naar zich toe en vormen hydraten. Dus de initiële componenten - HCl en H 2 O - ondergaan significante veranderingen na het mengen. Niettemin worden ionisatie en hydratatie (in het algemeen solvatatie) beschouwd als fysische processen die plaatsvinden tijdens de vorming van oplossingen.

Een van de belangrijkste soorten mengsels die een homogene fase vertegenwoordigen, zijn colloïdale oplossingen: gels, sols, emulsies en aerosolen. De deeltjesgrootte in colloïdale oplossingen is 1-1000 nm, in echte oplossingen

~ 0,1 nm (in de orde van moleculaire grootte).Basisconcepten. Twee stoffen die in elke verhouding in elkaar oplossen met de vorming van echte oplossingen, worden volledig wederzijds oplosbaar genoemd. Dergelijke stoffen zijn allemaal gassen, veel vloeistoffen (bijvoorbeeld ethylalcohol)- water, glycerine - water, benzeen - benzine), sommige vaste stoffen (bijvoorbeeld zilver - goud). Om vaste oplossingen te verkrijgen, is het eerst nodig om de uitgangsmaterialen te smelten, vervolgens te mengen en te laten stollen. Met hun volledige wederzijdse oplosbaarheid wordt één vaste fase gevormd; als de oplosbaarheid gedeeltelijk is, blijven er kleine kristallen van een van de oorspronkelijke componenten in de resulterende vaste stof.

Als twee componenten één fase vormen wanneer ze alleen in bepaalde verhoudingen worden gemengd, en in andere gevallen komen er twee fasen voor, dan worden ze gedeeltelijk wederzijds oplosbaar genoemd. Dat zijn bijvoorbeeld water en benzeen: echte oplossingen worden er alleen uit verkregen door een kleine hoeveelheid water toe te voegen aan een grote hoeveelheid benzeen, of een kleine hoeveelheid benzeen aan een grote hoeveelheid water. Als je gelijke hoeveelheden water en benzeen mengt, ontstaat er een tweefasen vloeibaar systeem. De onderste laag is water met een kleine hoeveelheid benzeen, en de bovenste laag is

- benzeen met een kleine hoeveelheid water. Er zijn ook stoffen die helemaal niet in elkaar oplossen, bijvoorbeeld water en kwik. Als twee stoffen slechts gedeeltelijk wederzijds oplosbaar zijn, dan is er bij een bepaalde temperatuur en druk een grens aan de hoeveelheid van de ene stof die onder evenwichtsomstandigheden een echte oplossing met de andere kan vormen. Een oplossing met een beperkende concentratie van een opgeloste stof wordt verzadigd genoemd. Je kunt ook de zogenaamde oververzadigde oplossing bereiden, waarin de concentratie van de opgeloste stof zelfs groter is dan in de verzadigde. Oververzadigde oplossingen zijn echter onstabiel en bij de minste verandering in omstandigheden, zoals roeren, stofdeeltjes of de toevoeging van opgeloste kristallen, slaat een overmaat van de opgeloste stof neer.

Elke vloeistof begint te koken bij de temperatuur waarbij de druk van de verzadigde damp de waarde van de externe druk bereikt. Water onder een druk van 101,3 kPa kookt bijvoorbeeld bij 100

° C omdat bij deze temperatuur de waterdampdruk precies 101,3 kPa is. Als echter een niet-vluchtige stof in water wordt opgelost, neemt de dampdruk ervan af. Om de dampdruk van de resulterende oplossing op 101,3 kPa te brengen, moet u de oplossing boven 100 . verwarmen° C. Hieruit volgt dat het kookpunt van een oplossing altijd hoger is dan het kookpunt van een zuiver oplosmiddel. De afname van het vriespunt van oplossingen wordt op dezelfde manier verklaard.Wet van Raoult. In 1887 stelde de Franse natuurkundige F. Raul, die oplossingen van verschillende niet-vluchtige vloeistoffen en vaste stoffen bestudeerde, een wet op die de afname van de dampdruk in vergelijking met verdunde oplossingen van niet-elektrolyten met concentratie betreft: de relatieve afname van de druk van een verzadigde damp van een oplosmiddel boven een oplossing is gelijk aan de molfractie van een opgeloste stof. Uit de wet van Raoult volgt dat een verhoging van het kookpunt of een verlaging van het vriespunt van een verdunde oplossing in vergelijking met een zuiver oplosmiddel evenredig is met de molaire concentratie (of molfractie) van de opgeloste stof en kan worden gebruikt om de moleculaire gewicht.

Een oplossing waarvan het gedrag voldoet aan de wet van Raoult wordt ideaal genoemd. De meest ideale oplossingen zijn niet-polaire gassen en vloeistoffen (waarvan de moleculen niet van oriëntatie veranderen in een elektrisch veld). In dit geval is de oploswarmte nul en kunnen de eigenschappen van oplossingen direct worden voorspeld, met kennis van de eigenschappen van de oorspronkelijke componenten en de verhoudingen waarin ze worden gemengd. Voor echte oplossingen kan zo'n voorspelling niet worden gedaan. Bij de vorming van echte oplossingen komt meestal warmte vrij of wordt geabsorbeerd. Processen waarbij warmte vrijkomt, worden exotherm genoemd en processen met absorptie worden endotherm genoemd.

Die kenmerken van een oplossing die voornamelijk afhangen van de concentratie (het aantal moleculen van een opgeloste stof per volume-eenheid of massa van het oplosmiddel), en niet van de aard van de opgeloste stof, worden genoemd

colligatief . Het kookpunt van zuiver water bij normale atmosferische druk is bijvoorbeeld 100° C, en het kookpunt van een oplossing die 1 mol van een opgeloste (niet-dissociërende) stof in 1000 g water bevat, is al 100,52° C ongeacht de aard van deze stof. Als de stof dissocieert en ionen vormt, neemt het kookpunt toe in verhouding tot de groei van het totale aantal deeltjes van de opgeloste stof, dat door dissociatie het aantal moleculen van de stof dat aan de oplossing wordt toegevoegd, overschrijdt. Andere belangrijke colligatieve grootheden zijn het vriespunt van de oplossing, de osmotische druk en de partiële dampdruk van het oplosmiddel.Oplossing concentratie is een waarde die de verhoudingen tussen een opgeloste stof en een oplosmiddel weergeeft. Dergelijke kwalitatieve concepten als "verdund" en "geconcentreerd" zeggen alleen dat de oplossing weinig of veel opgeloste stof bevat. Om de concentratie van oplossingen te kwantificeren, worden vaak percentages (massa of volume) gebruikt, en in de wetenschappelijke literatuur - het aantal mol of chemische equivalenten (cm . GELIJKWAARDIG GEWICHT)opgeloste stof per massa-eenheid of volume van het oplosmiddel of de oplossing. Concentratie-eenheden moeten altijd nauwkeurig worden gespecificeerd om verwarring te voorkomen. Beschouw het volgende voorbeeld. Een oplossing bestaande uit 90 g water (het volume is 90 ml, aangezien de dichtheid van water 1 g / ml is) en 10 g ethylalcohol (het volume is 12,6 ml, aangezien de dichtheid van alcohol 0,794 g / ml is) , heeft een massa van 100 g , maar het volume van deze oplossing is 101,6 ml (en zou gelijk zijn aan 102,6 ml als, bij het mengen van water en alcohol, de volumes eenvoudig worden opgeteld). De procentuele concentratie van een oplossing kan op verschillende manieren worden berekend: of

De concentratie-eenheden die in de wetenschappelijke literatuur worden gebruikt, zijn gebaseerd op concepten als mol en equivalent, aangezien alle chemische berekeningen en vergelijkingen van chemische reacties gebaseerd moeten zijn op het feit dat stoffen in bepaalde verhoudingen met elkaar reageren. Bijvoorbeeld 1 eq. NaCl, gelijk aan 58,5 g, interageert met 1 eq. AgNO 3 gelijk aan 170 g Het is duidelijk dat oplossingen die 1 equiv. deze stoffen hebben totaal verschillende procentuele concentraties.molariteit (M of mol / l) - het aantal mol opgeloste stof in 1 liter oplossing.molaliteit (m) is het aantal mol opgeloste stof in 1000 g oplosmiddel.Normaliteit (n.) - het aantal chemische equivalenten van een opgeloste stof in 1 liter oplossing.Molfractie (dimensieloze waarde) - het aantal molen van een bepaalde component, verwezen naar het totale aantal molen van een opgeloste stof en een oplosmiddel. (molpercentage is de molfractie vermenigvuldigd met 100.)

De meest voorkomende eenheid is molariteit, maar er moet rekening worden gehouden met enkele onduidelijkheden bij het berekenen ervan. Om bijvoorbeeld een 1M-oplossing van een bepaalde stof te verkrijgen, is het exacte gewicht gelijk aan de mol. massa in grammen en breng het volume van de oplossing op 1 liter. De hoeveelheid water die nodig is om deze oplossing te bereiden, kan enigszins variëren, afhankelijk van temperatuur en druk. Daarom hebben twee éénmolaire oplossingen die onder verschillende omstandigheden zijn bereid, niet precies dezelfde concentratie. De molaliteit wordt berekend uit een bepaalde massa oplosmiddel (1000 g), die onafhankelijk is van temperatuur en druk. In de laboratoriumpraktijk is het veel handiger om bepaalde volumes vloeistoffen te meten (hiervoor zijn buretten, pipetten, maatkolven) dan om ze te wegen, daarom worden concentraties in de wetenschappelijke literatuur vaak uitgedrukt in mol, en molaliteit is meestal alleen gebruikt voor zeer nauwkeurige metingen.

Normaliteit wordt gebruikt om berekeningen te vereenvoudigen. Zoals we al zeiden, hebben stoffen een wisselwerking met elkaar in hoeveelheden die overeenkomen met hun equivalenten. Nadat we oplossingen van verschillende stoffen met dezelfde normaliteit hebben bereid en hun gelijke volumes hebben genomen, kunnen we er zeker van zijn dat ze hetzelfde aantal equivalenten bevatten.

Waar het moeilijk (of niet nodig) is om onderscheid te maken tussen oplosmiddel en opgeloste stof, wordt de concentratie gemeten in molfracties. Molfracties zijn, net als molaliteit, niet afhankelijk van temperatuur en druk.

Als je de dichtheden van een opgeloste stof en een oplossing kent, kun je de ene concentratie in de andere omzetten: molariteit naar molaliteit, molfractie en vice versa. Voor verdunde oplossingen van een bepaalde opgeloste stof en oplosmiddel zijn deze drie hoeveelheden evenredig met elkaar.

oplosbaarheid van een bepaalde stof is het vermogen om oplossingen te vormen met andere stoffen. Kwantitatief wordt de oplosbaarheid van een gas, vloeistof of vaste stof gemeten door de concentratie van hun verzadigde oplossing bij een bepaalde temperatuur. Dit is een belangrijk kenmerk van een stof dat helpt om de aard ervan te begrijpen en om het verloop van reacties waaraan deze stof deelneemt, te beïnvloeden.gassen. Bij afwezigheid van chemische interactie vermengen gassen zich in elke verhouding met elkaar, en in dit geval heeft het geen zin om over verzadiging te praten. Wanneer een gas echter oplost in een vloeistof, is er een bepaalde grensconcentratie die afhankelijk is van druk en temperatuur. De oplosbaarheid van gassen in sommige vloeistoffen hangt samen met hun vermogen om vloeibaar te worden. Meest gemakkelijk vloeibaar gemaakte gassen zoals NH 3, HCl, ZO 2 , zijn beter oplosbaar dan gassen die moeilijk vloeibaar te maken zijn, zoals O 2, H2 en hij. Bij aanwezigheid van een chemische interactie tussen het oplosmiddel en het gas (bijvoorbeeld tussen water en NH 3 of HCl) oplosbaarheid toeneemt. De oplosbaarheid van een bepaald gas varieert met de aard van het oplosmiddel, maar de volgorde waarin de gassen zijn gerangschikt in overeenstemming met de toename van hun oplosbaarheid blijft ongeveer hetzelfde voor verschillende oplosmiddelen.

Het ontbindingsproces volgt het principe van Le Chatelier (1884): als een systeem in evenwicht ergens door wordt beïnvloed, dan zal als gevolg van de daarin optredende processen het evenwicht in een zodanige richting verschuiven dat de impact afneemt. Het oplossen van gassen in vloeistoffen gaat meestal gepaard met het vrijkomen van warmte. In dit geval neemt, in overeenstemming met het principe van Le Chatelier, de oplosbaarheid van gassen af. Deze afname is des te opvallender, hoe hoger de oplosbaarheid van gassen: dergelijke gassen hebben en b

hogere oplossingswarmte. De "zachte" smaak van gekookt of gedestilleerd water is te wijten aan de afwezigheid van lucht, omdat de oplosbaarheid bij hoge temperaturen erg klein is.

Bij toenemende druk neemt de oplosbaarheid van gassen toe. Volgens de wet van Henry (1803) is de massa van een gas dat kan oplossen in een bepaald volume vloeistof bij een constante temperatuur evenredig met de druk. Deze eigenschap wordt gebruikt voor de bereiding van koolzuurhoudende dranken. Kooldioxide wordt opgelost in een vloeistof bij een druk van 3-4 atm.; onder deze omstandigheden kan 3-4 keer meer gas (in massa) oplossen in een bepaald volume dan bij 1 atm. Wanneer een container met zo'n vloeistof wordt geopend, daalt de druk en komt een deel van het opgeloste gas vrij in de vorm van bellen. Een soortgelijk effect wordt waargenomen bij het openen van een fles champagne of wanneer ondergronds water, op grote diepte verzadigd met kooldioxide, aan de oppervlakte komt.

Wanneer een mengsel van gassen in één vloeistof wordt opgelost, blijft de oplosbaarheid van elk van hen hetzelfde als bij afwezigheid van andere componenten bij dezelfde druk als in het geval van een mengsel (wet van Dalton).

Vloeistoffen. De onderlinge oplosbaarheid van twee vloeistoffen wordt bepaald door hoe vergelijkbaar de structuur van hun moleculen is ("like lost like"). Niet-polaire vloeistoffen, zoals koolwaterstoffen, worden gekenmerkt door zwakke intermoleculaire interacties; daarom dringen de moleculen van de ene vloeistof gemakkelijk tussen de moleculen van een andere, d.w.z. vloeistoffen goed mengen. Daarentegen mengen polaire en niet-polaire vloeistoffen, zoals water en koolwaterstoffen, zich niet goed met elkaar. Elk watermolecuul moet eerst ontsnappen uit de omgeving van andere soortgelijke moleculen, die het sterk naar zich toe trekken, en doordringen tussen de koolwaterstofmoleculen, die het zwak aantrekken. Omgekeerd moeten koolwaterstofmoleculen, om in water op te lossen, tussen de watermoleculen knijpen en hun sterke onderlinge aantrekkingskracht overwinnen, en dit vereist energie. Naarmate de temperatuur stijgt, neemt de kinetische energie van de moleculen toe, neemt de intermoleculaire interactie af en neemt de oplosbaarheid van water en koolwaterstoffen toe. Met een aanzienlijke temperatuurstijging kan hun volledige wederzijdse oplosbaarheid worden bereikt. Deze temperatuur wordt de bovenste kritische oplossingstemperatuur (UCST) genoemd.

In sommige gevallen neemt de onderlinge oplosbaarheid van twee gedeeltelijk mengbare vloeistoffen toe met afnemende temperatuur. Dit effect wordt waargenomen wanneer tijdens het mengen warmte vrijkomt, meestal als gevolg van een chemische reactie. Met een significante temperatuurdaling, maar niet onder het vriespunt, is het mogelijk om de lagere kritische oplostemperatuur (LCST) te bereiken. Aangenomen kan worden dat alle systemen met LCTS ook UCTS hebben (het omgekeerde is niet nodig). In de meeste gevallen kookt een van de mengbare vloeistoffen echter onder de VCTR. Het nicotine-watersysteem heeft een LCTR van 61

° C, en de videorecorder is 208° C. Tussen 61-208° C deze vloeistoffen zijn beperkt oplosbaar en buiten dit interval zijn ze onderling volledig oplosbaar.vaste stoffen. Alle vaste stoffen zijn beperkt oplosbaar in vloeistoffen. Hun verzadigde oplossingen hebben een bepaalde samenstelling bij een bepaalde temperatuur, die afhangt van de aard van de opgeloste stof en het oplosmiddel. De oplosbaarheid van natriumchloride in water is dus enkele miljoenen keren hoger dan de oplosbaarheid van naftaleen in water, en wanneer ze worden opgelost in benzeen, wordt het tegenovergestelde beeld waargenomen. Dit voorbeeld illustreert de algemene regel dat een vaste stof gemakkelijk oplost in een vloeistof die vergelijkbare chemische en fysische eigenschappen heeft, maar niet oplost in een vloeistof met tegengestelde eigenschappen.

Zouten zijn gewoonlijk gemakkelijk oplosbaar in water en slechter in andere polaire oplosmiddelen, zoals alcohol en vloeibare ammoniak. De oplosbaarheid van zouten varieert echter ook aanzienlijk: ammoniumnitraat is bijvoorbeeld miljoenen keren beter oplosbaar in water dan zilverchloride.

Het oplossen van vaste stoffen in vloeistoffen gaat gewoonlijk gepaard met de absorptie van warmte, en volgens het principe van Le Chatelier zou hun oplosbaarheid bij verhitting moeten toenemen. Dit effect kan worden gebruikt om stoffen te zuiveren door herkristallisatie. Om dit te doen, worden ze bij hoge temperatuur opgelost totdat een verzadigde oplossing is verkregen, vervolgens wordt de oplossing afgekoeld en, na precipitatie van de opgeloste stof, gefiltreerd. Er zijn stoffen (bijvoorbeeld calciumhydroxide, sulfaat en acetaat), waarvan de oplosbaarheid in water afneemt met toenemende temperatuur.

Vaste stoffen kunnen, net als vloeistoffen, ook volledig in elkaar oplossen en een homogeen mengsel vormen - een echte vaste oplossing, vergelijkbaar met een vloeibare oplossing. Stoffen die gedeeltelijk in elkaar oplosbaar zijn, vormen twee in evenwicht geconjugeerde vaste oplossingen waarvan de samenstelling verandert met de temperatuur.

Verdelingscoëfficiënt. Als een oplossing van een stof wordt toegevoegd aan een evenwichtssysteem van twee niet- of gedeeltelijk mengbare vloeistoffen, wordt deze in een bepaalde verhouding over de vloeistoffen verdeeld, onafhankelijk van de totale hoeveelheid van de stof, bij afwezigheid van chemische interacties in het systeem . Deze regel wordt de distributiewet genoemd en de verhouding van de concentraties van een opgeloste stof in vloeistoffen wordt de distributiecoëfficiënt genoemd. De verdelingscoëfficiënt is ongeveer gelijk aan de verhouding van de oplosbaarheid van een bepaalde stof in twee vloeistoffen, d.w.z. de stof wordt verdeeld over vloeistoffen volgens zijn oplosbaarheid. Deze eigenschap wordt gebruikt om een bepaalde stof uit de oplossing in het ene oplosmiddel te extraheren met een ander oplosmiddel. Een ander voorbeeld van het gebruik ervan is het proces waarbij zilver uit ertsen wordt gewonnen, waarbij het vaak samen met lood wordt gebruikt. Om dit te doen, wordt zink toegevoegd aan het gesmolten erts, dat niet vermengt met lood. Zilver is verdeeld tussen gesmolten lood en zink, voornamelijk in de bovenste laag van laatstgenoemde. Deze laag wordt opgevangen en het zilver wordt afgescheiden door zinkdestillatie.Oplosbaarheidsproduct (ENZ ). Tussen overmaat (neerslag) van vaste stof M x B ja en zijn verzadigde oplossing brengt een dynamisch evenwicht tot stand dat wordt beschreven door de vergelijkingDe evenwichtsconstante van deze reactie is

en wordt het oplosbaarheidsproduct genoemd. Het is constant bij een gegeven temperatuur en druk en is de waarde van waaruit de oplosbaarheid van het neerslag wordt berekend en veranderd. Als aan de oplossing een verbinding wordt toegevoegd die uiteenvalt in ionen met dezelfde naam als de ionen van een slecht oplosbaar zout, dan neemt, overeenkomstig de uitdrukking voor PR, de oplosbaarheid van het zout af. Bij het toevoegen van een verbinding die reageert met een van de ionen, zal deze juist toenemen.Op sommige eigenschappen van oplossingen van ionische verbindingen zie ook ELEKTROLYTEN. LITERATUUR Shakhparonov M.I. Inleiding tot de moleculaire theorie van oplossingen . M., 1956
Remy ik. Cursus anorganische chemie , tt. 1-2. M., 1963, 1966

3. Koolwaterstoffen

KOOLWATERSTOFFEN, organische verbindingen waarvan de moleculen alleen uit koolstof- en waterstofatomen bestaan.

De eenvoudigste vertegenwoordiger is methaan CH 4 . Koolwaterstoffen zijn de voorlopers van alle andere organische verbindingen, waarvan een enorme verscheidenheid kan worden verkregen door functionele groepen in het koolwaterstofmolecuul te introduceren; daarom wordt organische chemie vaak gedefinieerd als de chemie van koolwaterstoffen en hun derivaten.

Koolwaterstoffen kunnen, afhankelijk van het molecuulgewicht, gasvormige, vloeibare of vaste (maar plastische) stoffen zijn. Verbindingen met maximaal vier koolstofatomen in een molecuul, onder normale omstandigheden - gassen, zoals methaan, ethaan, propaan, butaan, isobutaan; deze koolwaterstoffen maken deel uit van de brandbare natuurlijke en aanverwante petroleumgassen. Vloeibare koolwaterstoffen maken deel uit van olie en olieproducten; ze bevatten doorgaans tot zestien koolstofatomen. Sommige wassen, paraffine, asfalt, bitumen en teer bevatten nog zwaardere koolwaterstoffen; Zo omvat de samenstelling van paraffine vaste koolwaterstoffen die 16 tot 30 koolstofatomen bevatten.

Koolwaterstoffen worden onderverdeeld in verbindingen met een open keten - alifatische of niet-cyclische verbindingen met een gesloten cyclische structuur - alicyclisch (hebben niet de eigenschap aromaticiteit) en aromatisch (hun moleculen bevatten een benzeenring of fragmenten die zijn opgebouwd uit gefuseerde benzeenringen). Aromatische koolwaterstoffen worden in een aparte klasse ingedeeld, omdat ze door de aanwezigheid van een gesloten geconjugeerd systeem van r-bindingen specifieke eigenschappen hebben.

Niet-cyclische koolwaterstoffen kunnen een niet-vertakte keten van koolstofatomen (normale structuurmoleculen) en vertakte ketens (isostructuurmoleculen) hebben.Afhankelijk van het type bindingen tussen koolstofatomen, worden zowel alifatische als cyclische koolwaterstoffen onderverdeeld in verzadigde, die alleen eenvoudige bindingen bevatten (alkanen, cycloalkanen) en onverzadigd, die samen met eenvoudige meervoudige bindingen (alkenen, cycloalkenen, dienen, alkynen, cyclo-alkynen) bevatten.

De classificatie van koolwaterstoffen wordt weergegeven in het diagram (zie p. 590), dat ook voorbeelden geeft van de structuren van vertegenwoordigers van elke klasse van koolwaterstoffen.

Koolwaterstoffen zijn onmisbaar als energiebron, aangezien de belangrijkste gemeenschappelijke eigenschap van al deze verbindingen het vrijkomen van een aanzienlijke hoeveelheid warmte is tijdens de verbranding (de calorische waarde van methaan is bijvoorbeeld 890 kJ / mol). Mengsels van koolwaterstoffen worden gebruikt als brandstof in thermische stations en ketelhuizen (aardgas, stookolie, ketelbrandstof), als brandstof voor motoren van auto's, vliegtuigen en andere voertuigen (benzine, kerosine en dieselbrandstof). Bij volledige verbranding van koolwaterstoffen ontstaan water en koolstofdioxide.

Wat betreft reactiviteit verschillen verschillende klassen koolwaterstoffen sterk van elkaar: verzadigde verbindingen zijn relatief inert, voor onverzadigde verbindingen zijn additiereacties door meervoudige bindingen kenmerkend, voor aromatische verbindingen substitutiereacties (bijvoorbeeld nitrering, sulfonering).

Koolwaterstoffen worden gebruikt als uitgangs- en tussenproducten in de organische synthese. In de chemische en petrochemische industrie worden niet alleen koolwaterstoffen van natuurlijke oorsprong gebruikt, maar ook synthetische. Methoden om dit laatste te verkrijgen zijn gebaseerd op de verwerking van aardgas (productie en gebruik van synthesegas - een mengsel van CO en H2), olie (kraken), steenkool (hydrogenering), en meer recentelijk biomassa, in het bijzonder landbouwafval, hout verwerking en andere producties.

3.1 Beperk koolwaterstoffen. Alkanen CnH3n+2

Kenmerken van de chemische structuur

Belangrijkste fysische en chemische eigenschappen:

CH4-gas, kleur- en geurloos, lichter dan lucht, onoplosbaar in water

С-С4 - gas;

C5-C16 - vloeistof;

C16 en meer - solide

Voorbeelden van koolwaterstoffen die worden gebruikt in cosmetica, hun samenstelling en eigenschappen (paraffine, vaseline).

In cosmetica worden koolwaterstoffen gebruikt om een film te creëren die een glijdend effect geeft (bijvoorbeeld in massagecrèmes) en als structuurvormende componenten van verschillende preparaten.

Gasvormige koolwaterstoffen

Methaan en ethaan zijn bestanddelen van aardgas. Propaan en butaan (in vloeibare vorm) - brandstof voor transport.

Vloeibare koolwaterstoffen

Benzine. Transparante, brandbare vloeistof met een typische geur, gemakkelijk oplosbaar in organische oplosmiddelen (alcohol, ether, tetrachloorkoolstof). Een mengsel van benzine en lucht is een sterk explosief. Speciale benzine wordt soms gebruikt om de huid te ontvetten en te reinigen, bijvoorbeeld van de resten van de pleister.

Vaseline olie. Vloeibare, viskeuze koolwaterstof met een hoog kookpunt en een lage viscositeit. In cosmetica wordt het gebruikt als haarolie, huidolie en maakt het deel uit van crèmes. Petroleum. Transparante, kleurloze, kleurloze, geurloze, dikke, olieachtige substantie, hoge viscositeit, onoplosbaar in water, bijna onoplosbaar in ethanol, oplosbaar in ether en andere organische oplosmiddelen. Vaste koolwaterstoffen

Paraffine. Een mengsel van vaste koolwaterstoffen verkregen door destillatie van de paraffinefractie van olie. Paraffine is een kristallijne massa met een specifieke geur en een neutrale reactie. Paraffine wordt gebruikt in thermotherapie. Gesmolten paraffine, die een hoge warmtecapaciteit heeft, koelt langzaam af en handhaaft, geleidelijk aan warmte afgevend, een gelijkmatige opwarming van het lichaam gedurende een lange tijd. Afkoelend gaat de paraffine van een vloeibare toestand naar een vaste toestand en, in volume afnemend, comprimeert de paraffine de onderliggende weefsels. Voorkomen van hyperemie van oppervlakkige bloedvaten, gesmolten paraffine verhoogt de temperatuur van weefsels en verhoogt het zweten sterk. Indicaties voor paraffinetherapie zijn seborroe in het gezicht, acne, vooral verharde acne, geïnfiltreerd chronisch eczeem. Het is raadzaam om de gezichtshuidreiniging voor te schrijven na een paraffinemasker.

Ceresin. Een mengsel van koolwaterstoffen verkregen tijdens de verwerking van ozoceriet. Het wordt gebruikt in decoratieve cosmetica als verdikkingsmiddel, omdat koken goed mengt met vetten.

Petrolatum is een mengsel van koolwaterstoffen. Het is een goede basis voor zalven, ontleedt de geneeskrachtige stoffen waaruit hun samenstelling bestaat niet, vermengt zich met oliën en vetten in welke hoeveelheden dan ook. Alle koolwaterstoffen zijn niet verzeept, ze kunnen niet rechtstreeks door de huid dringen, daarom worden ze in cosmetica gebruikt als oppervlaktebeschermend middel. Alle vloeibare, halfvaste en vaste koolwaterstoffen zijn niet-ranzig (niet aangetast door micro-organismen).

De beschouwde koolwaterstoffen worden acyclisch genoemd. Ze staan in contrast met cyclische (met een benzeenring in het molecuul) koolwaterstoffen die worden verkregen door destillatie van koolteer - benzeen (oplosmiddel), naftaleen, dat eerder werd gebruikt als een anti-motmiddel, antraceen en andere stoffen.

3.2 Onverzadigde koolwaterstoffen

Alkenen (ethyleenkoolwaterstoffen) - onverzadigde koolwaterstoffen, in de moleculen waarvan er één dubbele binding is

Kenmerken van de chemische structuur

Met 2 H 4 is ethyleen een kleurloos gas met een vage zoete geur, lichter dan lucht, enigszins oplosbaar in water.

Principes voor het benoemen van koolwaterstoffen:

Koolwaterstoffen met een dubbele binding eindigen in -een.

Ethaan C 2 H 6 etheen C 2 H 4

3.3 Cyclische en aromatische koolwaterstoffen, principes van chemische structuur, voorbeelden

Arenes (aromatische koolwaterstoffen), waarvan de moleculen stabiele cyclische structuren bevatten - benzeenkernen, met een speciale aard van bindingen.

Er zijn geen enkele (C - O en dubbele (C \u003d C)) bindingen in het benzeenmolecuul. Alle bindingen zijn equivalent, hun lengtes zijn gelijk. Dit is een speciaal type binding - circulaire p-conjugatie.

Hybridisatie - ;s p 2 Valentiehoek -120°

Zes niet-hybride bindingen vormen een enkel -elektronensysteem (aromatische kern), dat loodrecht op het vlak van de benzeenring staat.

Chemische eigenschappen:

Benzeen neemt namelijk een tussenpositie in tussen verzadigde en onverzadigde koolwaterstoffen. gaat een substitutiereactie aan (het verloopt gemakkelijk) en toevoeging (het verloopt moeilijk).

Azuleen. Dit is een cyclische koolwaterstof die synthetisch wordt verkregen (de natuurlijke analoog van chamazuleen wordt verkregen uit kamille- en duizendbladbloemen). Azuleen heeft anti-allergische en ontstekingsremmende eigenschappen, verlicht spasmen van gladde spieren, versnelt de processen van weefselregeneratie en genezing, evenals in harsen voor biomechanische ontharing.

4. Alcoholen

4.1 Definitie

Alcoholen zijn organische verbindingen waarin één waterstofatoom (H) is vervangen door een hydroxylgroep (OH).

4.2 Functionele groepen. Indeling van alcoholen in eenwaardige en meerwaardige alcoholen, voorbeelden. Principes voor het benoemen van alcoholen

Overeenkomstig het aantal OH-groepen worden een- en meerwaardige alcoholen onderscheiden.

Afhankelijk van de locatie van de OH-groep, worden alcoholen onderverdeeld in primair, secundair en tertiair. In tegenstelling tot paraffinekoolwaterstoffen hebben ze een relatief hoog kookpunt. Alle meerwaardige alcoholen hebben een zoete nasmaak.

Alcoholen met een korte keten zijn hydrofiel, d.w.z. ze zijn mengbaar met water en lossen gemakkelijk hydrofiele stoffen op.Eenwaardige alcoholen met lange ketens zijn bijna of volledig onoplosbaar in water, d.w.z. hydrofoob.

Alcoholen met een grote massa moleculen (vetalcoholen) zijn vast bij kamertemperatuur (bijvoorbeeld myristyl- of cetylalcohol). Alcohol met meer dan 24 koolstofatomen wordt wasalcohol genoemd.

Met een toename van het aantal hydroxylgroepen neemt de zoete smaak en de oplosbaarheid van alcohol in water toe. Daarom lost glycerol (3-atomaire alcohol), vergelijkbaar met olie, goed op in water. Vaste 6-atomige alcoholsorbitol wordt gebruikt als suikervervanger voor diabetespatiënten.

4.3 Chemische en fysische basiseigenschappen van alcoholen, hun gebruik in cosmetica (methanol, ethanol, isopropanol, glycerine)

eenwaardige alcoholen

Methanol (methylalcohol, houtalcohol) is een heldere, kleurloze vloeistof, gemakkelijk mengbaar met water, alcohol en ether. Deze zeer giftige stof wordt niet gebruikt in cosmetica.

Ethanol (ethylalcohol, wijnalcohol, voedselalcohol) is een transparante, kleurloze, vluchtige vloeistof, kan worden gemengd met water en organische oplosmiddelen, is veel minder toxisch dan methanol, wordt veel gebruikt in de geneeskunde en cosmetica als oplosmiddel voor biologisch actieve stoffen (etherische oliën). , harsen, jodium, enz.). Ethanol wordt verkregen door de fermentatie van stoffen die suiker en zetmeel bevatten. Het fermentatieproces vindt plaats door gistenzymen. Na de fermentatie wordt alcohol geïsoleerd door distillatie. Vervolgens wordt de zuivering van ongewenste onzuiverheden (rectificatie) uitgevoerd. Ethanol komt vooral in apotheken binnen met een sterkte van 96°. Andere mengsels van ethanol met water bevatten 90, 80, 70, 40% alcohol. Bijna pure alcohol (met zeer kleine hoeveelheden water) wordt absolute alcohol genoemd.

Afhankelijk van het doel van het gebruik van alcohol, wordt het op smaak gebracht met verschillende additieven (etherische oliën, kamfer). Ethanol bevordert de uitzetting van onderhuidse haarvaten, heeft een desinfecterende werking.

Eau de toilette voor het gezicht kan 0 tot 30% alcohol bevatten, haarlotion - ongeveer 50%, eau de cologne - ten minste 70%. Lavendelwater bevat ongeveer 3% etherische olie. Parfums bevatten 12 tot 20% essentiële oliën en een fixeermiddel, colognes bevatten ongeveer 9% essentiële oliën en een beetje fixeermiddel. Isopropanol (isopropylalcohol) - een compleet en goedkoop alternatief voor ethanol, verwijst naar secundaire alcoholen. Zelfs gezuiverde isopropylalcohol heeft een karakteristieke geur die niet kan worden geëlimineerd. De desinfecterende en ontvettende eigenschappen van isopropanol zijn sterker dan die van ethylalcohol. Het wordt alleen uitwendig gebruikt, als onderdeel van eau de toilette voor haar, in fixeermiddelen, enz. Wodka mag geen isopropanol bevatten en een kleine hoeveelheid ervan is toegestaan in alcoholtinctuur op naaldnaalden (naaldconcentraat).

Polyhydrische alcoholen

Tweewaardige alcoholen hebben de standaarduitgang van de naam - glycol. In cosmetische preparaten wordt propyleenglycol, dat een lage toxiciteit heeft, gebruikt als oplosmiddel en vochtinbrengende crème. Tweewaardige alcoholen of glycolen worden volgens de substitutienomenclatuur diolen genoemd. Driewaardige alcohol - glycerol - wordt veel gebruikt in medicijnen en farmaceutische producten. De consistentie van glycerine is vergelijkbaar met siroop, bijna geurloos, hygroscopisch, heeft een zoete nasmaak, oplosbaar in alle andere stoffen die een OH-groep bevatten, onoplosbaar in ether, benzine, chloroform, vet en essentiële oliën. 86 - 88% glycerine en gedehydrateerde 98% glycerine komen op de markt. In verdunde vorm wordt glycerine aangetroffen in huidcrèmes, gezichtstoiletwater, tandpasta's, scheerzepen en handgels. Verdund in de juiste verhouding, verzacht het de huid, maakt het soepel en vervangt de natuurlijke vochtfactor van de huid. In zijn pure vorm wordt het niet gebruikt in huidverzorgingsproducten, omdat het uitdroogt. en menselijke gezondheid biologisch chemie Academie van Wetenschappen van de USSR, een van de organisatoren ... naar verschillende gebieden biologisch chemie - chemie alicyclische verbindingen, chemie heterocycli, biologisch katalyse chemie eiwitten en aminozuren. ...

Ionische associatie effecten in biologisch chemie

Samenvatting >> Scheikunde

Stereochemische oriëntatie van het proces. BIJ biologisch chemie interesse in ionenparen ontstond ... de meest opvallende prestaties van fysieke biologisch chemie. Reactiestudies, in ... dan het concept van ionenparen in biologisch chemie ingrijpende veranderingen heeft ondergaan; waren...

Ik herinner me hoe de definitie van de geaggregeerde toestand van materie ons op de lagere school werd uitgelegd. De leraar gaf een goed voorbeeld over de tinnen soldaat en toen werd alles duidelijk voor iedereen. Hieronder zal ik proberen mijn herinneringen op te frissen.

Bepaal de toestand van de materie

Welnu, alles is hier eenvoudig: als de stof in de hand wordt genomen, kun je hem voelen en als je erop drukt, behoudt hij zijn volume en vorm - dit is een vaste toestand. In vloeibare toestand behoudt een stof niet zijn vorm, maar zijn volume. Zo zit er water in een glas, op dit moment heeft het de vorm van een glas. En als het in een kopje wordt gegoten, zal het de vorm van een kopje aannemen, maar de hoeveelheid water zelf zal niet veranderen. Dit betekent dat een stof in vloeibare toestand van vorm kan veranderen, maar niet van volume. In de gasvormige toestand blijft noch de vorm, noch het volume van de substantie behouden, maar probeert het alle beschikbare ruimte te vullen.

En met betrekking tot de tabel is het vermeldenswaard dat suiker en zout misschien vloeibare stoffen lijken, maar in feite zijn het losse stoffen, hun hele volume bestaat uit kleine vaste kristallen.

Materietoestanden: vloeibaar, vast, gasvormig

Alle stoffen in de wereld bevinden zich in een bepaalde toestand: vast, vloeibaar of gasvormig. En elke stof kan van de ene toestand naar de andere gaan. Verrassend genoeg kan zelfs een tinnen soldaat vloeibaar zijn. Maar hiervoor is het nodig om bepaalde voorwaarden te creëren, namelijk om het in een zeer, zeer hete kamer te plaatsen, waar het tin zal smelten en in vloeibaar metaal zal veranderen.

Maar de gemakkelijkste manier om de staat van aggregatie te beschouwen op het voorbeeld van water.

Als vloeibaar water bevroren is, verandert het in ijs - dit is de vaste toestand.
Als vloeibaar water sterk wordt verwarmd, begint het te verdampen - dit is de gasvormige toestand.
En als je het ijs verwarmt, zal het beginnen te smelten en weer in water veranderen - dit wordt de vloeibare toestand genoemd.

Het is vooral de moeite waard om het condensatieproces te benadrukken: als je het verdampte water concentreert en koelt, zal de gasvormige toestand in een vaste toestand veranderen - dit wordt condensatie genoemd, en zo vormt zich sneeuw in de atmosfeer.