Sprādzienbīstamo transformācijas reakciju galarezultātu parasti izsaka ar vienādojumu, kas savieno sākotnējās sprāgstvielas ķīmisko formulu vai tās sastāvu (sprādzienbīstama maisījuma gadījumā) ar sprādziena galaproduktu sastāvu.
Zināšanas par ķīmiskās transformācijas vienādojumu sprādziena laikā ir svarīgas divos aspektos. No vienas puses, izmantojot šo vienādojumu, ir iespējams aprēķināt sprādziena gāzveida produktu siltumu un tilpumu, līdz ar to arī temperatūru, spiedienu un citus parametrus. Savukārt sprādzienbīstamo vielu sastāvam ir īpaša nozīme, runājot par sprāgstvielām, kas paredzētas spridzināšanai pazemes raktuvēs (tātad raktuvju ventilācijas aprēķins, lai oglekļa monoksīda un slāpekļa oksīdu daudzums nepārsniegtu noteiktu tilpumu).
Tomēr sprādziena laikā ķīmiskais līdzsvars ne vienmēr tiek izveidots. Tajos daudzos gadījumos, kad aprēķins neļauj droši noteikt sprādzienbīstamas transformācijas galīgo līdzsvaru, pievēršas eksperimentam. Taču arī produktu sastāva eksperimentālā noteikšana sprādziena brīdī sastopas ar nopietnām grūtībām, jo sprādziena produkti augstā temperatūrā var saturēt atomus un brīvos radikāļus (aktīvās daļiņas), kurus pēc atdzesēšanas nevar noteikt.
Organiskās sprāgstvielas parasti sastāv no oglekļa, ūdeņraža, skābekļa un slāpekļa. Līdz ar to sprādzienbīstamie produkti var saturēt šādas gāzveida un cietas vielas: CO 2, H 2 O, N 2, CO, O 2, H 2, CH 4 un citus ogļūdeņražus: NH 3, C 2 N 2, HCN, NO, N 2 O, C. Ja sprāgstviela satur sēru vai hloru, tad sprādziena produkti var saturēt attiecīgi SO 2, H 2 S, HCl un Cl 2. Ja sprādzienbīstamā sastāvā ir metāli, piemēram, alumīnijs vai daži sāļi (piemēram, amonija nitrāts NH 4 NO 3, bārija nitrāts Ba(NO 3) 2; hlorāti - bārija hlorāts Ba(ClO 3) 2, kālija hlorāts KClO 3 ; perhlorāti - amonija NHClO 4 utt.) sprādziena produkti satur oksīdus, piemēram, Al 2 O 3, karbonātus, piemēram, bārija karbonātu BaCO 3, kālija karbonātu K 2 CO 3, bikarbonātus (KHCO 3), cianīdus (KCN), sulfāti (BaSO 4, K 2 SO 4), sulfīdi (NS, K 2 S), sulfīti (K 2 S 2 O 3), hlorīdi (AlC l 3, BaCl 2, KCl) un citi savienojumi.
Dažu sprādzienbīstamu produktu klātbūtne un daudzums galvenokārt ir atkarīgs no sprādzienbīstamā sastāva skābekļa bilances.
Skābekļa līdzsvars raksturo attiecības starp degošo elementu saturu un skābekli sprāgstvielā.
Skābekļa bilanci parasti aprēķina kā starpību starp sprāgstvielā esošā skābekļa masas daudzumu un skābekļa daudzumu, kas nepieciešams tās sastāvā esošo degošo elementu pilnīgai oksidēšanai. Aprēķinu veic uz 100 g sprāgstvielu, saskaņā ar kuru skābekļa bilanci izsaka procentos. Skābekļa piegādi sastāvam raksturo skābekļa bilance (OB) jeb skābekļa koeficients a k, kas relatīvi izsaka skābekļa pārpalikumu vai trūkumu degošo elementu pilnīgai oksidēšanai līdz augstākiem oksīdiem, piemēram, CO 2 un H. 2 O.
Ja sprāgstviela satur pietiekami daudz skābekļa, lai pilnībā oksidētu tajā esošos degošos elementus, tad tās skābekļa bilance ir nulle. Ja ir pārpalikums, CB ir pozitīvs, ja trūkst skābekļa, CB ir negatīvs. Sprāgstvielu skābekļa bilance atbilst CB – 0; a k = 1.
Ja sprāgstviela satur oglekli, ūdeņradi, slāpekli un skābekli un ir aprakstīta ar vienādojumu C a H b N c O d, tad skābekļa bilances un skābekļa koeficienta vērtības var noteikt pēc formulām
(2)
kur a, b, c un d ir atomu skaits, attiecīgi, C, H, N un O sprāgstvielu ķīmiskajā formulā; 12, 1, 14, 16 – oglekļa, ūdeņraža, slāpekļa un skābekļa atomu masas, noapaļotas līdz tuvākajam veselajam skaitlim; daļas saucējs vienādojumā (1) nosaka sprāgstvielas molekulmasu: M = 12a + b + 14c + 16d.
No sprāgstvielu ražošanas un ekspluatācijas (uzglabāšanas, transportēšanas, lietošanas) drošības viedokļa lielākajai daļai to sastāvu ir negatīvs skābekļa bilance.
Pēc skābekļa bilances visas sprāgstvielas iedala šādās trīs grupās:
I. Sprāgstvielas ar pozitīvu skābekļa bilanci: ogleklis oksidējas līdz CO 2, ūdeņradis līdz H 2 O, slāpeklis un skābekļa pārpalikums izdalās elementārā formā.
II. Sprāgstvielas ar negatīvu skābekļa bilanci, kad skābekļa nepietiek, lai pilnībā oksidētu sastāvdaļas līdz augstākiem oksīdiem un ogleklis daļēji oksidējas līdz CO (bet visas sprāgstvielas pārvēršas gāzēs).
III. Sprāgstvielas ar negatīvu skābekļa bilanci, bet nav pietiekami daudz skābekļa, lai visas degošās sastāvdaļas pārvērstu gāzēs (sprādziena produkti satur elementāru oglekli).
4.4.1. Sprāgstvielu sprāgstvielu sadalīšanās produktu sastāva aprēķins
ar pozitīvu skābekļa bilanci (I grupa BB)
Sastādot sprāgstvielu ar pozitīvu skābekļa bilanci sprādzienbīstamo vielu eksplozijas reakciju vienādojumus, vadās pēc šādiem principiem: ogleklis oksidējas par oglekļa dioksīdu CO 2, ūdeņradis par ūdeni H 2 O, slāpeklis un skābekļa pārpalikums izdalās elementārā formā (N 2, O 2).
Piemēram.
1. Sastādiet reakcijas vienādojumu (noteikt sprādziena produktu sastāvu) atsevišķas sprāgstvielas sprādzienbīstamai sadalīšanai.
Nitroglicerīns: C 3 H 5 (ONO 2) 3, M = 227.
Mēs nosakām skābekļa līdzsvaru nitroglicerīnam:
KB > 0, mēs rakstām reakcijas vienādojumu:
C 3 H 5 (ONO 2) 3 = 3CO 2 + 2,5 H 2 O + 0,25 O 2 + 1,5 N 2.
Papildus galvenajai reakcijai notiek disociācijas reakcijas:
2CO 2 2CO + O 2;
O2 + N22NO;
2H2O 2H2+O2;
H 2 O + CO CO 2 + H 2 .
Bet tā kā KB = 3,5 (daudz vairāk par nulli), tad reakcijas tiek novirzītas uz CO 2, H 2 O, N 2 veidošanos, tāpēc CO, H 2 un NO gāzu īpatsvars sprādzienbīstamos sadalīšanās produktos ir niecīgs un var atstāt novārtā.
2. Izveidojiet vienādojumu jauktas sprāgstvielas sprādzienbīstamas sadalīšanās reakcijai: amonāls, kas sastāv no 80% amonija nitrāta NH 4 NO 3 (M = 80), 15% TNT C 7 H 5 N 3 O 6 (M = 227) un 5% alumīnija Al( a.m. M = 27).
Skābekļa bilances un koeficienta α aprēķinu jauktām sprāgstvielām veic šādi: aprēķina katra ķīmiskā elementa daudzumu, kas atrodas 1 kg maisījuma, un izsaka to molos. Pēc tam viņi izveido parasto ķīmisko formulu 1 kg jauktas sprāgstvielas, kas pēc izskata ir līdzīga atsevišķas sprāgstvielas ķīmiskajai formulai, un pēc tam veic aprēķinus līdzīgi kā iepriekš minētajā piemērā.
Ja jauktā sprāgstviela satur alumīniju, tad vienādojumiem KB un α k vērtību noteikšanai ir šāda forma:
,
,
kur e ir alumīnija atomu skaits nosacījuma formulā.
Risinājums.
1. Aprēķiniet elementāro sastāvu 1 kg amonāla un pierakstiet tā nosacīto ķīmisko formulu
%.
2. Mēs pierakstām reakcijas vienādojumu amonāla sadalīšanai:
C 4,6 H 43,3 N 20 O 34 Al 1,85 = 4,6 CO 2 + 21,65 H 2 O + 0,925 Al 2 O 3 + 10N 2 + 0,2 O 2.
4.4.2. Sprāgstvielu sprāgstvielu sadalīšanās produktu sastāva aprēķins
ar negatīvu skābekļa bilanci (II grupa BB)
Kā minēts iepriekš, sastādot reakcijas vienādojumus otrās grupas sprāgstvielu sprādzienbīstamai sadalīšanai, ir jāņem vērā šādas pazīmes: ūdeņradis tiek oksidēts līdz H 2 O, ogleklis oksidējas līdz CO, atlikušais skābeklis oksidē daļu. CO pārvēršas par CO 2 un slāpeklis tiek atbrīvots N 2 formā.
Piemērs: Izveidojiet vienādojumu pentaeritritola tetranitrāta (PETN) sprādzienbīstamas sadalīšanās reakcijai C(CH 2 ONO 2) 4 Mthena = 316. Skābekļa bilance ir –10,1%.
No PETN ķīmiskās formulas ir skaidrs, ka skābekļa nepietiek līdz pilnīgai ūdeņraža un oglekļa oksidēšanai (8 ūdeņražiem ir nepieciešams 4 at. skābeklis, lai pārvērstos par H 2 O = 4H 2 O) (5 at. ogleklis, 10 at. in CO 2 = 5CO 2) kopējais nepieciešamais 4 + 10 = 14 at. skābekļa, un tajā ir tikai 12 atomi.
1. Mēs veidojam reakcijas vienādojumu PETN sadalīšanai:
C(CH2ONO2)4 = 5CO + 4H2O + 1,5O2 + 2N2 = 4H2O + 2CO + 3CO2 + 2N2.
Lai noteiktu CO un CO 2 koeficientu vērtību:
5CO + 1,5O 2 = xCO + yCO 2,
x + y = n – oglekļa atomu summa,
x + 2у = m – skābekļa atomu summa,
X + y = 5 x = 5 – y
x + 2y = 8 vai x = 8 - 2y
vai 5 – y = 8 – 2y; y = 8 – 5 = 3; x = 5 – 3 = 2.
Tas. koeficients CO x = 2; pie CO 2 y = 3, t.i.
5CO + 1,5 O 2 = 2CO + 3CO 2.
Sekundārās reakcijas (disociācijas):
Ūdens tvaiki: H 2 O + CO CO 2 + H 2;
2H2O 2H2+O2;
Disociācija: 2CO 2 2CO + O 2;
2. Lai novērtētu kļūdu, mēs aprēķinām sprādzienbīstamas sadalīšanās reakcijas produktu sastāvu, ņemot vērā nozīmīgāko no sekundārajām reakcijām - ūdens tvaiku reakciju (H 2 O + CO CO 2 + H 2).
Piedāvāsim reakcijas vienādojumu PETN sprādzienbīstamai sadalīšanai šādā formā:
C(CH 2 ONO 2) 4 = uH 2 O + xCO + yCO 2 + zH 2 + 2N 2.
Sildelementa sprādzienbīstamas noplūdes temperatūra ir aptuveni 4000 0 K.
Attiecīgi ūdens tvaiku līdzsvara konstante ir:
.
Mēs rakstām un atrisinām vienādojumu sistēmu:
,
x + y = 5 (skatīt iepriekš) – oglekļa atomu skaits;
2z + 2у = 8 – ūdeņraža atomu skaits;
x + 2y + u = 12 – skābekļa atomu skaits.
Vienādojumu sistēmas pārveidošana tiek reducēta līdz kvadrātvienādojuma iegūšanai:
7,15 g 2 – 12,45 g – 35 = 0.
(Ay tipa vienādojums 2 + y + c = 0).
Tā risinājums izskatās šādi:
,
,
y = 3,248, tad x = 1,752; z = 0,242; u = 3,758.
Tādējādi reakcijas vienādojums iegūst šādu formu:
C(CH2ONO2)4 = 1,752CO + 3,248CO2 + 3,758H2O + 0,242H2 + 2N2.
No iegūtā vienādojuma ir skaidrs, ka kļūda, nosakot sprādzienbīstamu sadalīšanās produktu sastāvu un daudzumu, izmantojot aptuvenu metodi, ir nenozīmīga.
4.4.3. Reakcijas vienādojumu sastādīšana sprāgstvielu sprādzienbīstamai sadalīšanai
ar negatīvu CB (III grupa)
Rakstot reakcijas vienādojumus sprāgstvielu sadalīšanai trešajai sprāgstvielu grupai, jums jāievēro šāda secība:
1. nosaka tā CB pēc sprāgstvielas ķīmiskās formulas;
2. oksidē ūdeņradi līdz H 2 O;
3. oksidē oglekli ar skābekļa atlikumiem līdz CO;
4. uzrakstiet atlikušos reakcijas produktus, jo īpaši C, N utt.;
5. pārbaudiet izredzes.
Piemērs : Izveidojiet vienādojumu trinitrotoluola (TNT, tol) C 6 H 2 (NO 2) 3 CH 3 sprādzienbīstamas sadalīšanās reakcijai.
Molārā masa M = 227; KB = -74,0%.
Risinājums: No ķīmiskās formulas redzam, ka oglekļa un ūdeņraža oksidēšanai nepietiek ar skābekli: pilnīgai ūdeņraža oksidēšanai nepieciešami 2,5 skābekļa atomi, nepilnīgai oglekļa oksidēšanai nepieciešami 7 atomi (tikai 9,5 salīdzinājumā ar esošajiem 6 atomiem). Šajā gadījumā TNT sadalīšanās reakcijas vienādojumam ir šāda forma:
C6H2(NO2)3CH3 = 2,5 H2O + 3,5 CO + 3,5 C + 1,5 N2.
Sekundārās reakcijas:
H 2 O + CO CO 2 + H 2;
Skaņas ķīmija
Skaņas ķīmija (sonoķīmija)- ķīmijas nozare, kas pēta spēcīgu akustisko viļņu mijiedarbību un no tā izrietošos ķīmiskos un fizikāli ķīmiskos efektus. Skaņas ķīmija pēta skaņas lauka skaļumā notiekošo skaņu ķīmisko reakciju kinētiku un mehānismu. Skaņas ķīmijas jomā ietilpst arī daži fizikāli ķīmiski procesi skaņas laukā: sonoluminiscence, vielas izkliede skaņas ietekmē, emulgācija un citi koloidāli ķīmiski procesi.
Sonoķīmija ir vērsta uz ķīmisko reakciju izpēti, kas notiek akustisko vibrāciju ietekmē - sonoķīmiskās reakcijas.
Skaņas ķīmiskie procesi parasti tiek pētīti ultraskaņas diapazonā (no 20 kHz līdz vairākiem MHz). Skaņas vibrācijas kilohercu diapazonā un infraskaņas diapazonā tiek pētītas daudz retāk.
Skaņas ķīmija pēta kavitācijas procesus.
Sonoķīmijas vēsture
Skaņas viļņu ietekmi uz ķīmisko procesu gaitu pirmo reizi 1927. gadā atklāja Ričards un Lūmis, atklājot, ka ultraskaņas ietekmē kālija jodīds sadalās ūdens šķīdumā, izdaloties jodam. Pēc tam tika atklātas šādas sonoķīmiskās reakcijas:
- slāpekļa disproporcija ūdenī amonjakā un slāpekļskābē
- cietes un želatīna makromolekulu sadalīšanās mazākās molekulās
- maleīnskābes ķēdes stereoizomerizācija par fumārskābi
- radikāļu veidošanās ūdens un oglekļa tetrahlorīda mijiedarbības laikā
- silīcija un alvas organisko savienojumu dimerizācija un oligomerizācija
Skaņas ķīmisko reakciju klasifikācija
Atkarībā no primāro un sekundāro elementāro procesu mehānisma skaņas ķīmiskās reakcijas var iedalīt šādās klasēs:
- Redoksreakcijas ūdenī, kas notiek šķidrā fāzē starp izšķīdušām vielām un ūdens molekulu ultraskaņas sadalīšanās produktiem, kas rodas kavitācijas burbulī un pāriet šķīdumā (ultraskaņas darbības mehānisms ir netiešs, un daudzējādā ziņā tas ir līdzīgs ūdens sistēmu radiolīze).
- Reakcijas burbuļa iekšpusē starp izšķīdušām gāzēm un vielām ar augstu tvaika spiedienu (piemēram, slāpekļa oksīdu sintēze, pakļaujot ultraskaņai ūdenī, kurā ir izšķīdis gaiss). Šo reakciju mehānisms daudzējādā ziņā ir līdzīgs radiolīzei gāzes fāzē.
- Ķēdes reakcijas šķīdumā, ko ierosina nevis radikāli ūdens sadalīšanās produkti, bet cita viela, kas sadalās kavitācijas burbulī (piemēram, maleīnskābes izomerizācijas reakcija par fumārskābi, ko ierosina broms vai alkilbromīdi).
- Reakcijas, kurās iesaistītas makromolekulas (piemēram, polimēru molekulu iznīcināšana un tās izraisīta polimerizācija).
- Eksplozijas ierosināšana ar ultraskaņu šķidrās vai cietās sprāgstvielās (piemēram, joda nitrīdā, tetranitrometānā, trinitrotoluolā).
- Skaņas ķīmiskās reakcijas neūdens sistēmās. Dažas no šīm reakcijām ir: piesātināto ogļūdeņražu pirolīze un oksidēšana, alifātisko aldehīdu un spirtu oksidēšana, alkilhalogenīdu šķelšanās un dimerizācija, halogēna atvasinājumu reakcijas ar metāliem (Wurtz reakcija), aromātisko savienojumu alkilēšana, tioamīdu un tiokarbamātu iegūšana, metālorganisko savienojumu, Ulmana reakcija, cikloaddīcijas reakcijas, halogēnu apmaiņas reakcijas, perfluoralkilsavienojumu sagatavošana un reakcijas, karbēnu sintēzes, nitrilu sintēze u.c.
Skaņas ķīmijas metodes
Skaņas ķīmisko reakciju pētīšanai izmanto šādas metodes:
- Apgrieztais pjezoelektriskais efekts un magnetostrikcijas efekts, lai radītu augstfrekvences skaņas vibrācijas šķidrumā
- Analītiskā ķīmija sonoķīmisko reakciju produktu izpētei
Literatūra
- Margulis M.A. Skaņu ķīmijas pamati. Ķīmiskās reakcijas akustiskajos laukos. - M.: Augstskola, 1984. - 272 lpp. - 300 eksemplāri.
Wikimedia fonds. 2010. gads.
Skatiet, kas ir “Skaņas ķīmija” citās vārdnīcās:
Lietvārds, sinonīmu skaits: 2 sonochemistry (3) chemistry (43) ASIS Dictionary of Synonyms. V.N. Trišins. 2013… Sinonīmu vārdnīca
- "Ievads īstajā fizikālajā ķīmijā." M. V. Lomonosova rokraksts. 1752 Fizikālās ķīmijas ķīmijas sadaļa ... Wikipedia
Šim terminam ir arī citas nozīmes, skatiet sadaļu Ķīmija (nozīmes). Ķīmija (no arābu کيمياء, iespējams, cēlies no ēģiptiešu vārda km.t (melns), no kura arī cēlies Ēģiptes nosaukums, melnzeme un svins “melns”... ... Wikipedia
Skaņas izdalīšanos ķīmiskajās reakcijās visbiežāk novēro sprādzienu laikā, kad straujš temperatūras un spiediena pieaugums rada vibrācijas gaisā. Bet jūs varat iztikt bez sprādzieniem. Ja dzeramajai sodai uzlej nedaudz etiķa, atskan šņākoņa skaņa un izdalās oglekļa dioksīds: NaHCO3 + CH3COOH = CH3COONa + H2O + CO2. Skaidrs, ka bezgaisa telpā nebūs dzirdama ne šī reakcija, ne sprādziens.
Cits piemērs: ja jūs ielejat nedaudz smagas koncentrētas sērskābes stikla cilindra apakšā, pēc tam ielejiet vieglā spirta slāni uz augšu un pēc tam novietojiet kālija permanganāta (kālija permanganāta) kristālus uz robežas starp diviem šķidrumiem, jūs dzirdēs diezgan skaļu sprakšķēšanu, un tumsā ir redzamas spilgtas dzirksteles. Šeit ir ļoti interesants "skaņas ķīmijas" piemērs.
Visi dzirdēja, kā krāsnī rūc liesma.
Dūņošana ir dzirdama arī tad, ja aizdedzinat ūdeņradi, kas izplūst no caurules, un nolaižat caurules galu koniskā vai sfēriskā traukā. Šo parādību sauca par dziedošo liesmu.
Zināma arī tieši pretēja parādība – svilpes skaņas ietekme uz liesmu. Liesma var it kā “sajust” skaņu, uzraudzīt tās intensitātes izmaiņas un radīt sava veida skaņas vibrāciju “vieglu kopiju”.
Tātad viss pasaulē ir savstarpēji saistīts, arī tādas šķietami attālas zinātnes kā ķīmija un akustika.
Apskatīsim pēdējo no iepriekš minētajām ķīmisko reakciju pazīmēm - nogulsnes nogulsnēšanos no šķīduma.
Ikdienā šādas reakcijas ir reti sastopamas. Daži dārznieki zina, ka, lai cīnītos pret kaitēkļiem, jūs sagatavojat tā saukto Bordo šķidrumu (nosaukts pēc pilsētas Bordo pilsētā, kurā ar to tika apsmidzināti vīna dārzi) un, lai to izdarītu, sajauciet vara sulfāta šķīdumu ar kaļķa pienu. , veidosies nogulsnes.
Mūsdienās reti kurš gatavo Bordo šķidrumu, taču visi ir redzējuši tējkannas iekšienē esošos svarus. Izrādās, ka arī šīs ir ķīmiskās reakcijas laikā radušās nogulsnes!
Tāda ir reakcija. Ūdenī ir nedaudz šķīstošā kalcija bikarbonāta Ca(HCO3)2. Šī viela veidojas, kad pazemes ūdens, kurā ir izšķīdis oglekļa dioksīds, sūcas caur kaļķainiem akmeņiem.
Šajā gadījumā notiek kalcija karbonāta šķīdināšanas reakcija (proti, no tā tiek izgatavots kaļķakmens, krīts un marmors): CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2. Ja ūdens tagad iztvaiko no šķīduma, reakcija sāk iet pretējā virzienā.
Ūdens var iztvaikot, kad kalcija bikarbonāta šķīdums savāc pilienus uz pazemes alas griestiem, un šie pilieni laiku pa laikam nokrīt.
Tā rodas stalaktīti un stalagmīti. Apgrieztā reakcija notiek arī tad, kad šķīdumu karsē.
Šādi tējkannā veidojas katlakmens.
Un jo vairāk bikarbonāta bija ūdenī (tad ūdeni sauc par cietu), jo vairāk veidojas katlakmens. Un dzelzs un mangāna piemaisījumi padara skalu nevis baltu, bet dzeltenu vai pat brūnu.
Ir viegli pārbaudīt, vai skala patiešām ir karbonāta. Lai to izdarītu, jums tas jāapstrādā ar etiķi - etiķskābes šķīdumu.
Reakcijas rezultātā CaCO3 + 2CH3COOH = (CH3COO)2Ca + + H2O + CO2 izdalīsies oglekļa dioksīda burbuļi, un katlakmens sāks šķīst.
Uzskaitītās pazīmes (atkārtosim tās vēlreiz: gaismas, siltuma, gāzes, nogulumu izdalīšanās) ne vienmēr ļauj apgalvot, ka reakcija patiešām notiek.
Piemēram, ļoti augstā temperatūrā kalcija karbonāts CaCO3 (krīts, kaļķakmens, marmors) sadalās un veidojas kalcija oksīds un oglekļa dioksīds: CaCO3 = CaO + CO2, un šīs reakcijas laikā siltumenerģija netiek atbrīvota, bet tiek absorbēta un vielas izskats mainās maz.
Vēl viens piemērs. Ja sajaucat atšķaidītus sālsskābes un nātrija hidroksīda šķīdumus, tad nekādas redzamas izmaiņas netiek novērotas, lai gan notiek reakcija HC1 + NaOH = NaCl + H2O. Šajā reakcijā kodīgas vielas - skābe un sārms "apdzēsa" viena otru, un rezultātā radās nekaitīgs nātrija hlorīds (galda sāls) un ūdens.
Bet, ja sajaucat sālsskābes un kālija nitrāta (kālija nitrāta) šķīdumus, tad nekāda ķīmiska reakcija nenotiks.
Tas nozīmē, ka ne vienmēr ir iespējams tikai pēc ārējām pazīmēm noteikt, vai reakcija ir notikusi.
Apskatīsim visbiežāk sastopamās reakcijas, izmantojot skābju, bāzu, oksīdu un sāļu piemēru - galvenās neorganisko savienojumu klases.
Priekšvārds
Ievads
§ 1. Skaņas ķīmijas priekšmets
§ 2. Eseja par skaņas ķīmijas attīstību
§ 3. Skaņu ķīmijas eksperimentālās metodes
1. nodaļa. Skaņas lauks un ultraskaņas kavitācija
§ 4. Akustiskais lauks un to raksturojošie lielumi (pamatjēdzieni)
§ 5. Akustiskā kavitācija šķidrumos
§ 6. Kavitācijas kodoli šķidrumos
§ 7. Kavitācijas burbuļu pulsācija un sabrukšana
§ 8. Kavitācijas reģiona attīstības dinamika
2. nodaļa. Sonoķīmisko reakciju un soioluminiscences eksperimentālie un teorētiskie pētījumi
§ 9. Dažādu faktoru ietekme uz skaņu ķīmisko reakciju norisi un soioluminiscenci
§ 10. Līdzluminiscence dažādos šķidrumos
§ 11. Fizikālie procesi, kas izraisa skaņas ķīmiskās reakcijas un soioluminiscenci
§ 12. Koluminiscences spektrālie pētījumi
§ 13. Primārie un sekundārie elementārie procesi kavitācijas burbulī
§ 14. Ultraskaņas ķīmisko reakciju klasifikācija
15.§ Par gāzu ietekmes mehānismu un skaņu ķīmisko reakciju rašanos
§ 16. Akustiskie lauki ar zemu intensitāti
§ 17. Zemas frekvences akustiskie lauki
3. nodaļa. Kavitācijas izraisīto skaņas ķīmisko reakciju un fizikāli ķīmisko procesu enerģija
18.§ Galvenie akustisko vibrāciju enerģijas pārveidošanas veidi
§ 19. Reakcijas produktu ķīmiski akustiskā iznākums (enerģijas iznākums)
§ 20. Ultraskaņas ūdens sadalīšanas produktu sākotnējā ķīmiski akustiskā iznākums
21.§ Soioluminiscences enerģijas ieguve
§ 22. Skaņas ķīmisko reakciju ātruma atkarība no ultraskaņas viļņu intensitātes
§ 23. Kavitācijas izraisīto fizikālo un ķīmisko procesu ātruma atkarība no ultraskaņas viļņu intensitātes
24.§ Vispārīgie kvantitatīvie likumi
25.§ Par skaņu ķīmisko reakciju enerģijas izvadu saistību ar sonoluminiscenci
4. nodaļa. Ultraskaņas ķīmisko reakciju kinētika
§ 26. Stacionārais stāvoklis radikāļu koncentrācijai, kas aprēķināta vidēji svārstību periodā un tilpumā (pirmā tuvināšana)
27. §. Radikāļu koncentrācijas izmaiņas tilpumā (otrais tuvinājums)
§ 28. Kavitācijas-difūzijas modelis radikāļu telpiskā un laika sadalījumam (trešā tuvināšana)
§ 29. Ultraskaņas viļņu enerģijas vieta starp citām fizikālām vielas ietekmēšanas metodēm
§ 30. Siltuma izplatīšanās pazīmes no kavitācijas burbuļa
5. nodaļa. Ūdens un ūdens šķīdumu skaņas ķīmija
§ 31. Iegūto eksperimentālo rezultātu galvenās iezīmes
§ 32. Hloretiķskābes šķīdumu sonolīze. Par hidratēto elektronu rašanos ultraskaņas viļņu jomā
§ 33. Dzelzs (II) sulfāta oksidēšana ultraskaņas viļņu jomā
§ 34. Cērija (IV) sulfāta samazināšana ultraskaņas viļņu jomā
§ 35. Ūdeņraža peroksīda sintēze ūdens un formiātu ūdens šķīdumu sonolīzes laikā
§ 36. Sākotnējo ķīmiski akustisko izeju vērtību aprēķins
37.§ Skaņas ķīmiskās reakcijas ūdenī un ūdens šķīdumos slāpekļa atmosfērā
38.§. Etilēn-1,2-dikarbonskābes un tās esteru stereoizomerizācijas ķēdes reakcijas ierosināšana ar ultraskaņas viļņiem
Secinājums. Ultraskaņas viļņu izmantošanas perspektīvas zinātnē, tehnoloģijā un medicīnā
Literatūra
Priekšmeta rādītājs
Metāna gāze ir vieglāka par gaisu, tāpēc tās radītās putas viegli paceļas līdz griestiem. Nu, dabasgāzes galvenās sastāvdaļas spilgtā sadegšana nevienu nedrīkst pārsteigt - to pašu var teikt par jebkuru vieglo ogļūdeņradi.
Avots: Zinātne GIF attēlos
2. Luminola un kālija heksacianoferāta (III) oksidācijas reakcija
Šeit ir hemiluminiscences piemērs: luminola transformācijas laikā tiek novērots cilvēka acs skaidri redzams spīdums. Sarkanais asins sāls šeit darbojas kā katalizators - tādu pašu lomu, starp citu, var spēlēt hemoglobīns, kā rezultātā aprakstītā reakcija tiek plaši izmantota kriminoloģijā, lai noteiktu asins pēdas.
Avots: Profesors Nicolas Science Show
3. Ar dzīvsudrabu piepildīts balons (reakcija, atsitoties pret grīdu)
Dzīvsudrabs ir vienīgais metāls, kas normālos apstākļos paliek šķidrs, ļaujot to ieliet balonā. Tomēr dzīvsudrabs ir tik smags, ka pat bumbiņa, kas krīt no neliela augstuma, to saplosīs.
Avots: Vairs nav bērni
4. Ūdeņraža peroksīda sadalīšanās, ko katalizē kālija jodīds
Ja nav piemaisījumu, ūdeņraža peroksīda ūdens šķīdums ir diezgan stabils, bet, tiklīdz tam pievienos kālija jodīdu, nekavējoties sāksies šo molekulu sadalīšanās. To pavada molekulārā skābekļa izdalīšanās, kas lieliski veicina dažādu putu veidošanos.
Avots: Fishki.net
5. Dzelzs + vara sulfāts
Viena no pirmajām reakcijām, kas pētīta krievu ķīmijas kursā: aizvietošanas rezultātā aktīvākais metāls (dzelzs) izšķīst un nonāk šķīdumā, savukārt mazāk aktīvais metāls (varš) izgulsnējas krāsainu pārslu veidā. Kā jūs varētu nojaust, animācija laika gaitā ir ievērojami paātrināta.
Avots: Trinixy
6. Ūdeņraža peroksīds un kālija jodīds
Vēl viens piemērs ūdeņraža peroksīda (aka peroksīda) sadalīšanās reakcijai katalizatora klātbūtnē. Pievērsiet uzmanību mazgāšanas līdzekļa pudelei, kas stāv uz galda: tieši tā palīdz parādīties ziepju desai, kas nokrīt uz galda.
Avots: Trinixy
7. Litija sadegšana
Litijs ir viens no sārmu metāliem, kas pamatoti tiek uzskatīts par visaktīvāko starp visiem citiem metāliem. Tas nedeg tik intensīvi kā tā brāļi nātrijs un kālijs, taču ir viegli redzēt, ka šis process joprojām ir ļoti ātrs.
Avots: Trinixy
8. Cukura dehidratācija sērskābē
Ļoti vienkārša un ļoti efektīva reakcija: sērskābe atņem ūdeni no saharozes molekulām, pārvēršot tās par atomu oglekli (vienkārši oglēm). Izdalītais gāzveida ūdens puto ogles, liekot mums redzēt draudīgu melnu kolonnu.
Avots: Fishki.net
9. Kvarca stikls
Atšķirībā no standarta logu stikla, kvarcs ir izturīgāks pret augstām temperatūrām: tas “neplūst” uz parastā gāzes degļa. Tāpēc kvarca caurules tiek pielodētas uz skābekļa degļiem, kas nodrošina augstāku liesmas temperatūru.
Avots: Global Research
10. Fluoresceīns
Ūdens šķīdumā, pakļaujot ultravioletajam starojumam, zaļā krāsviela fluoresceīns izstaro gaismu redzamā diapazonā - šo parādību sauc par fluorescenci.
Avots: Thoisoi
11. Zibens cilindrā
Oglekļa sulfīda un slāpekļa oksīda (I) reakciju ne tikai pavada spilgti balta zibspuldze, kas atgādina lodveida zibeni, bet arī to raksturo smieklīga skaņa, kuras dēļ tas saņēma savu populāro nosaukumu - “rej suns”. viņi cenšas nodot šo vielu kā dārgmetālu.
Notiek ielāde...