لماذا تذوب الأملاح في الماء؟ ذوبان الأملاح في الماء عند درجة حرارة الغرفة.

الماء هو أحد المركبات الكيميائية الرئيسية على كوكبنا. واحدة من خصائصه الأكثر إثارة للاهتمام هي القدرة على تكوين محاليل مائية. وفي العديد من مجالات العلوم والتكنولوجيا، تلعب ذوبان الملح في الماء دورًا مهمًا.

يُفهم الذوبان على أنه قدرة المواد المختلفة على تكوين مخاليط متجانسة (متجانسة) مع السوائل - المذيبات. إن حجم المادة المستخدمة لإذابة وتكوين محلول مشبع هو الذي يحدد قابلية ذوبانه، مقارنة بالكسر الكتلي لهذه المادة أو كميتها في المحلول المركز.

تصنف الأملاح حسب قدرتها على الذوبان على النحو التالي:

• تشمل المواد القابلة للذوبان المواد التي يمكن إذابتها في 100 جرام من الماء أكثر من 10 جرام؛
• تشمل المواد القابلة للذوبان قليلاً تلك التي لا تتجاوز كميتها في المذيب 1 جرام؛
• تركيز غير قابل للذوبان في 100 جرام من الماء أقل من 0.01.

عندما تكون قطبية المادة المستخدمة في الذوبان مماثلة لقطبية المذيب، فإنها قابلة للذوبان. مع وجود أقطاب مختلفة، فمن غير الممكن على الأرجح تخفيف المادة.

كيف يحدث الذوبان؟

إذا تحدثنا عما إذا كان الملح يذوب في الماء، فهذا بيان عادل بالنسبة لمعظم الأملاح. يوجد جدول خاص يمكنك من خلاله تحديد قيمة الذوبان بدقة. وبما أن الماء مذيب عالمي، فإنه يمتزج جيدًا مع السوائل والغازات والأحماض والأملاح الأخرى.

واحدة من أكثر أمثلة توضيحيةالحل صلبيمكن ملاحظة وجود الماء في الماء كل يوم تقريبًا في المطبخ أثناء تحضير الأطباق باستخدامه ملح الطعام. فلماذا يذوب الملح في الماء؟

من دورة المدرسةفي الكيمياء، يتذكر الكثير من الناس أن جزيئات الماء والملح قطبية. وهذا يعني أن أقطابها الكهربائية متقابلة، مما يؤدي إلى ارتفاع ثابت العزل الكهربائي. تحيط جزيئات الماء بأيونات مادة أخرى، على سبيل المثال، في الحالة التي نتناولها، NaCl. وينتج عن ذلك سائل متجانس في الاتساق.

تأثير درجة الحرارة

هناك بعض العوامل التي تؤثر على ذوبان الأملاح. أولًا، هذه هي درجة حرارة المذيب. كلما زاد ارتفاعه، زاد معامل انتشار الجزيئات في السائل، ويحدث نقل الكتلة بشكل أسرع.

على الرغم من أن ذوبان ملح الطعام (NaCl) في الماء، على سبيل المثال، لا يعتمد عمليا على درجة الحرارة، حيث أن معامل ذوبانه هو 35.8 عند 20 درجة مئوية و 38.0 عند 78 درجة مئوية. لكن كبريتات النحاس (CaSO4) مع زيادة درجة حرارة الماء يذوب أقل جودة.

تشمل العوامل الأخرى التي تؤثر على الذوبان ما يلي:

1. حجم الجسيمات الذائبة - مع مساحة أكبر لفصل الطور، يحدث الذوبان بشكل أسرع.
2. عملية خلط، عند تنفيذها بشكل مكثف، تعزز نقل الكتلة بشكل أكثر كفاءة.
3. وجود الشوائب: بعضها يسرع عملية الذوبان، والبعض الآخر يؤدي إلى تعقيد عملية الانتشار ويقلل من سرعة العملية.

فيديو عن آلية ذوبان الملح

يمكن تعريف الملح على أنه مركب يتكون من التفاعل بين حمض وقاعدة، ولكنه ليس ماء. سيتناول هذا القسم خصائص الأملاح المرتبطة بالتوازن الأيوني.

تفاعلات الأملاح في الماء

سيظهر بعد قليل أن الذوبان مفهوم نسبي. ومع ذلك، لأغراض المناقشة المقبلة، يمكننا تقسيم جميع الأملاح تقريبًا إلى تلك القابلة للذوبان وتلك غير القابلة للذوبان في الماء.

تشكل بعض الأملاح محاليل متعادلة عند ذوبانها في الماء. تشكل الأملاح الأخرى محاليل حمضية أو قلوية. ويرجع ذلك إلى حدوث تفاعل عكسي بين أيونات الملح والماء، ونتيجة لذلك تتشكل الأحماض أو القواعد المترافقة. يعتمد ما إذا كان المحلول الملحي محايدًا أو حمضيًا أو قلويًا على نوع الملح. وبهذا المعنى هناك أربعة أنواع من الأملاح.

تشكلت الأملاح أحماض قويةواسس ضعيفة . تشكل الأملاح من هذا النوع، عندما تذوب في الماء، محلولا حمضيا. دعونا نأخذ كلوريد الأمونيوم NH4Cl كمثال. وعندما يذوب هذا الملح في الماء، يعمل أيون الأمونيوم

الكمية الزائدة من أيونات H3O+ المتكونة في هذه العملية تسبب الخواص الحمضية للمحلول.

أملاح تتكون من حمض ضعيف وقاعدة قوية. الأملاح من هذا النوع، عندما تذوب في الماء، تشكل محلول قلوي. كمثال، لنأخذ خلات الصوديوم CH3COONa1. يعمل أيون الأسيتات كقاعدة، ويستقبل البروتون من الماء، والذي يعمل في هذه الحالة كحمض:

تحدد الكمية الزائدة من أيونات OH- المتكونة في هذه العملية الخواص القلوية للمحلول.

أملاح تتكون من أحماض قوية وقواعد قوية. عندما يتم إذابة هذا النوع من الأملاح في الماء، يتكون محلول متعادل. لنأخذ كلوريد الصوديوم NaCl كمثال. عند إذابته في الماء، يتأين هذا الملح تمامًا، وبالتالي فإن تركيز أيونات Na+ يكون مساويًا لتركيز أيونات Cl-. نظرًا لعدم دخول أي من الأيونات أو الأيونات الأخرى في التفاعلات الحمضية القاعدية مع الماء، فإن كمية زائدة من أيونات H3O+ أو OH لا تتشكل في المحلول. ولذلك، فإن الحل تبين أن تكون محايدة.

أملاح تتكون من أحماض ضعيفة وقواعد ضعيفة. مثال على هذا النوع من الملح هو خلات الأمونيوم. عندما يذوب في الماء، يتفاعل أيون الأمونيوم مع الماء كحمض، ويتفاعل أيون الأسيتات مع الماء كقاعدة. تم وصف كل من ردود الفعل هذه أعلاه. المحلول المائي للملح المتكون من حمض ضعيف وقاعدة ضعيفة يمكن أن يكون حمضيًا ضعيفًا، أو قلويًا ضعيفًا، أو متعادلًا، اعتمادًا على التركيزات النسبية لأيونات H3O+ وOH- المتكونة نتيجة تفاعل كاتيونات الملح و الأنيونات مع الماء. وهذا يعتمد على العلاقة بين قيم ثوابت تفكك الكاتيون والأنيون.

جدول ذوبان العناصر الكيميائية هو جدول ذوبان أشهر الأحماض والقواعد والأملاح غير العضوية في الماء.

التعريف 1

يظهر جدول الذوبان في الكيمياء الذوبانية عند 20 درجة مئوية، وتزداد الذوبانية مع زيادة درجة الحرارة.

تكون المادة قابلة للذوبان في الماء إذا كانت قابلية ذوبانها أكثر من 1 جم لكل 100 جم من الماء وغير قابلة للذوبان إذا كانت أقل من 0.1 جم / 100 جم. على سبيل المثال، عند العثور على الليثيوم في جدول الذوبان في الكيمياء، يمكنك التأكد من أن جميعها تقريبًا وتشكل أملاحها محاليل.

في الشكل. 1 والتين. 2 تظهر صورة لجدول الذوبان الكامل في الكيمياء مع أسماء بقايا الأحماض.

الشكل 1. جدول ذوبان الصور في الكيمياء 2018-2019

الشكل 2. جدول الكيمياء مع الأحماض وبقايا الأحماض

لتعويض اسم الملح، تحتاج إلى استخدام الجدول الدوري والذوبان. يتم إضافة اسم بقايا الحمض إلى اسم المعدن من الجدول الدوري، على سبيل المثال:

$\mathrm(Zn_3(PO_4)_2)$ - فوسفات الزنك; $\mathrm(FeSO_4)$ - كبريتات الحديد (II).

بين قوسين مع اسم النص، من الضروري الإشارة إلى تكافؤ المعدن، إذا كان هناك العديد منها. وفي حالة الحديد، يوجد أيضًا ملح $\mathrm(Fe_2(SO_4)_3)$ - كبريتات الحديد (III).

ماذا يمكنك أن تتعلم باستخدام جدول الذوبان في الكيمياء؟

يستخدم جدول ذوبان المواد في الكيمياء مع الترسيب لتحديد إمكانية حدوث أي تفاعل، حيث أنه بالنسبة بالطبع لا رجعة فيهيتطلب التفاعل تكوين راسب أو غاز.

الكاتيونات	الأنيونات
و-	الكلور-	ر-	أنا -	س 2-	رقم 3 -	ثاني أكسيد الكربون 32-	شافي 3 2-	الهدف الاستراتيجي 4 2-	ص 4 3-
نا+	ر	ر	ر	ر	ر	ر	ر	ر	ر	ر
ك+	ر	ر	ر	ر	ر	ر	ر	ر	ر	ر
NH4+	ر	ر	ر	ر	ر	ر	ر	ر	ر	ر
ملغ 2+	ر.ك	ر	ر	ر	م	ر	ن	ر.ك	ر	ر.ك
كا2+	نك	ر	ر	ر	م	ر	ن	ر.ك	م	ر.ك
الأب 2+	نك	ر	ر	ر	ر	ر	ن	ر.ك	ر.ك	ر.ك
با 2+	ر.ك	ر	ر	ر	ر	ر	ن	ر.ك	نك	ر.ك
سن 2+	ر	ر	ر	م	ر.ك	ر	ن	ن	ر	ن
الرصاص 2+	ن	م	م	م	ر.ك	ر	ن	ن	ن	ن
آل 3+	م	ر	ر	ر	ز	ر	ز	نك	ر	ر.ك
كر 3+	ر	ر	ر	ر	ز	ر	ز	ن	ر	ر.ك
من 2+	ر	ر	ر	ر	ن	ر	ن	ن	ر	ن
الحديد 2+	م	ر	ر	ر	ن	ر	ن	ن	ر	ن
الحديد 3+	ر	ر	ر	-	-	ر	ز	ن	ر	ر.ك
ثاني أكسيد الكربون +	م	ر	ر	ر	ن	ر	ن	ن	ر	ن
ني 2+	م	ر	ر	ر	ر.ك	ر	ن	ن	ر	ن
النحاس 2+	م	ر	ر	-	ن	ر	ز	ن	ر	ن
الزنك 2+	م	ر	ر	ر	ر.ك	ر	ن	ن	ر	ن
قرص مضغوط 2+	ر	ر	ر	ر	ر.ك	ر	ن	ن	ر	ن
زئبق 2+	ر	ر	م	نك	نك	ر	ن	ن	ر	ن
زئبق 2 2+	ر	نك	نك	نك	ر.ك	ر	ن	ن	م	ن
حج+	ر	نك	نك	نك	نك	ر	ن	ن	م	ن

أسطورة:

ف - المادة شديدة الذوبان في الماء؛ م - قابل للذوبان قليلا. ح - غير قابلة للذوبان عمليا في الماء، ولكن قابل للذوبان بسهولة في الأحماض الضعيفة أو المخففة؛ RK - غير قابل للذوبان في الماء وقابل للذوبان فقط في الأحماض غير العضوية القوية؛ NK - غير قابل للذوبان في الماء أو الأحماض. ز - يتحلل تماما عند إذابته ولا يتواجد عند ملامسته للماء. الشرطة تعني أن مثل هذه المادة غير موجودة على الإطلاق.

في المحاليل المائية، تتفكك الأملاح كليًا أو جزئيًا إلى أيونات. تخضع أملاح الأحماض الضعيفة و/أو القواعد الضعيفة للتحلل المائي. تحتوي المحاليل المائية للأملاح على أيونات مائية وأزواج أيونية وأشكال كيميائية أكثر تعقيدًا، بما في ذلك منتجات التحلل المائي، وما إلى ذلك. كما أن عددًا من الأملاح قابلة للذوبان أيضًا في الكحوليات والأسيتون والأميدات الحمضية والمذيبات العضوية الأخرى.

من المحاليل المائية، يمكن أن تتبلور الأملاح على شكل هيدرات بلورية، ومن المحاليل غير المائية - على شكل مذيبات بلورية، على سبيل المثال CaBr 2 3C 2 H 5 OH.

يمكن الحصول على بيانات حول العمليات المختلفة التي تحدث في أنظمة الماء والملح، وعن قابلية ذوبان الأملاح في وجودها المشترك اعتمادًا على درجة الحرارة والضغط والتركيز، وعلى تكوين المراحل الصلبة والسائلة، من خلال دراسة مخططات ذوبان أنظمة الماء والملح.

الطرق العامة لتخليق الأملاح.

1. الحصول على الأملاح المتوسطة:

1) المعدن مع اللافلز: 2Na + Cl 2 = 2NaCl

2) المعدن مع الحمض: Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2

3) معدن بمحلول ملح من معدن أقل نشاطًا Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu

4) الأكسيد الأساسي مع الأكسيد الحمضي: MgO + CO 2 = MgCO 3

5) أكسيد أساسي مع حمض CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O

6) قواعد تحتوي على أكسيد حمض Ba(OH) 2 + CO 2 = BaCO 3 + H 2 O

7) القواعد مع الحمض: Ca(OH) 2 + 2HCl = CaCl 2 + 2H 2 O

8) الأملاح مع الحمض: MgCO 3 + 2HCl = MgCl 2 + H 2 O + CO 2

BaCl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2HCl

9) المحلول القاعدي مع المحلول الملحي: Ba(OH) 2 + Na 2 SO 4 = 2NaOH + BaSO 4

10) محاليل الأملاح 3CaCl 2 + 2Na 3 PO 4 = Ca 3 (PO 4) 2 + 6NaCl

2.الحصول على الأملاح الحمضية:

1. تفاعل الحمض مع عدم وجود القاعدة. كوه + H2SO4 = KHSO4 + H2O

2. تفاعل القاعدة مع أكسيد الحمض الزائد

Ca(OH) 2 + 2CO 2 = Ca(HCO3) 2

3. تفاعل الملح المتوسط ​​مع الحمض Ca 3 (PO 4) 2 + 4H 3 PO 4 = 3Ca(H 2 PO 4) 2

3. الحصول على الأملاح الأساسية :

1. التحلل المائي للأملاح المتكونة من قاعدة ضعيفة وحمض قوي

ZnCl 2 + H 2 O = Cl + حمض الهيدروكلوريك

2. إضافة (قطرة قطرة) كميات صغيرة من القلويات إلى محاليل الأملاح المعدنية المتوسطة AlCl 3 + 2NaOH = Cl + 2NaCl

3. تفاعل أملاح الأحماض الضعيفة مع الأملاح المتوسطة

2MgCl 2 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O = 2 CO 3 + CO 2 + 4 NaCl

4. الحصول على الأملاح المعقدة :

1. تفاعلات الأملاح مع الروابط: AgCl + 2NH 3 = Cl

FeCl 3 + 6KCN] = K 3 + 3KCl

5. الحصول على الأملاح المزدوجة:

1. التبلور المشترك لأملاحين:

Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 24H 2 O = 2 + NaCl

4. تفاعلات الأكسدة والاختزال الناتجة عن خصائص الكاتيون أو الأنيون. 2KMnO4 + 16HCl = 2MnCl2 + 2KCl + 5Cl2 + 8H2O

2. الخواص الكيميائية للأملاح الحمضية:

1. التحلل الحراري مع تكوين أملاح متوسطة

Ca(HCO 3) 2 = CaCO 3 + CO 2 + H 2 O

2. التفاعل مع القلويات. الحصول على كمية متوسطة من الملح.

Ba(HCO3) 2 + Ba(OH) 2 = 2BaCO3 + 2H2O

3. الخواص الكيميائية للأملاح الأساسية:

1. التحلل الحراري.

2 CO 3 = 2CuO + CO 2 + H 2 O

2. التفاعل مع الحمض : تكوين ملح متوسط ​​.

Sn(OH)Cl + HCl = SnCl2 + H2O

4. الخواص الكيميائية للأملاح المعقدة :

1. تدمير المجمعات بسبب تكوين مركبات ضعيفة الذوبان:

2Cl + K2S = CuS + 2KCl + 4NH3

2. تبادل الروابط بين المجالين الخارجي والداخلي.

K2 + 6H2O = Cl2 + 2KCl

5. الخواص الكيميائية للأملاح المزدوجة:

1. التفاعل مع المحاليل القلوية: KCr(SO 4) 2 + 3KOH = Cr(OH) 3 + 2K 2 SO 4

2. الاختزال: KCr(SO 4) 2 + 2H°(Zn, dil. H 2 SO 4) = 2CrSO 4 + H 2 SO 4 + K 2 SO 4 المواد الخام لالإنتاج الصناعي

عدد من الأملاح - الكلوريدات والكبريتات والكربونات والبورات Na، K، Ca، Mg هي مياه البحر والمحيطات، والمحلول الملحي الطبيعي الذي يتكون أثناء تبخرها، ورواسب الملح الصلبة. بالنسبة لمجموعة المعادن التي تشكل رواسب الملح الرسوبية (كبريتات وكلوريدات الصوديوم والبوتاسيوم والمغنيسيوم)، يتم استخدام الاسم التقليدي "الأملاح الطبيعية". توجد أكبر رواسب أملاح البوتاسيوم في روسيا (سوليكامسك) وكندا وألمانيا، وتقع رواسب قوية من خامات الفوسفات في شمال إفريقيا وروسيا وكازاخستان، ويوجد NaNO3 في تشيلي. تستخدم الأملاح في الصناعات الغذائية والكيميائية والمعادن والزجاج والجلود والنسيج،زراعة

، الطب، الخ.

1. بورات (أوكسوبورات)، أملاح أحماض البوريك: ميتابوريك HBO 2، أورثوبوريك H3 BO 3 وأحماض بولي بورونيك غير معزولة في الحالة الحرة. بناءً على عدد ذرات البورون الموجودة في الجزيء، يتم تقسيمها إلى أحادية، وثنائية، ورباعية، وسداسيات، وما إلى ذلك. وتسمى البورات أيضًا بالأحماض التي تتكون منها وعدد مولات B 2 O 3 لكل 1 مول من الأكسيد الرئيسي . وبالتالي، يمكن أن تسمى المستقلبات المختلفة أحادية البورات إذا كانت تحتوي على أنيون B(OH)4 أو أنيون سلسلة (BO2). ن ن -ثنائي البورات - إذا كانت تحتوي على أنيون مزدوج السلسلة (B 2 O 3 (OH) 2) ن 2ن-تريبورات - إذا كانت تحتوي على أنيون حلقي (ب3أو6) 3-.

تشمل هياكل البورات مجموعات البورون والأكسجين - "كتل" تحتوي على من 1 إلى 6، وأحيانا 9 ذرات بورون، على سبيل المثال:

عدد التنسيق لذرات البورون هو 3 (مجموعات مثلثية من البورون والأكسجين) أو 4 (مجموعات رباعية السطوح). مجموعات البورون والأكسجين هي الأساس ليس فقط للجزيرة، ولكن أيضًا للهياكل الأكثر تعقيدًا - تلك المتبلمرة المتسلسلة والطبقية والإطارية. وتتشكل الأخيرة نتيجة إزالة الماء من جزيئات البورات المائية وتكوين روابط جسرية عبر ذرات الأكسجين؛ أحيانًا تكون العملية مصحوبة بتمزق اتصالات V-Oداخل polyanions. يمكن للبوليانيونات ربط مجموعات جانبية - رباعي أو مثلثات البورون والأكسجين أو ثنائياتها أو الأنيونات الدخيلة.

غالبًا ما تشكل الأمونيوم والقلويات والمعادن الأخرى في حالة الأكسدة +1 مستقلبات رطبة ولا مائي مثل MBO 2، ورباعي البورات M 2 B 4 O 7، وخماسي البورات MB 5 O 8، وكذلك ديكابورات M 4 B 10 O 17. ن H 2 O. التربة القلوية والمعادن الأخرى في حالة الأكسدة + 2 عادة ما تعطي مستقلبات رطبة، ثلاثيات M 2 B 6 O 11 وسداسي MB 6 O 10. فضلا عن الفوقية اللامائية، ortho- وtetraborates. تتميز المعادن في حالة الأكسدة + 3 بمركبات MBO 3 الرطبة واللامائية.

البورات عبارة عن مواد أو بلورات عديمة اللون (بشكل رئيسي ذات بنية منخفضة التماثل - أحادية الميل أو تقويم العظام). بالنسبة للبورات اللامائية، تتراوح درجات حرارة الانصهار من 500 إلى 2000 درجة مئوية؛ أعلى نقاط الانصهار هي المستقلبات القلوية والأورثو ومستقلبات المعادن الأرضية القلوية. تشكل معظم البورات أكوابًا بسهولة عندما يتم تبريد ذوبانها. صلابة البورات المائية على مقياس موس هي 2-5، لا مائي - ما يصل إلى 9.

تفقد أحاديات البورات المائية ماء التبلور حتى 180 درجة مئوية تقريبًا، والبوليبورات - عند 300-500 درجة مئوية؛ القضاء على الماء بسبب مجموعات OH , يحدث التنسيق حول ذرات البورون حتى 750 درجة مئوية تقريبًا. مع الجفاف الكامل، تتشكل مواد غير متبلورة، والتي تخضع في معظم الحالات عند 500-800 درجة مئوية إلى "إعادة ترتيب البورات" - التبلور، المصحوب (بالنسبة للبوليبورات) بتحلل جزئي مع إطلاق B 2 O 3.

بورات الفلزات القلوية والأمونيوم وT1(I) قابلة للذوبان في الماء (خاصة ميتا وخماسي البورات)، وتتحلل في المحاليل المائية (المحاليل لها تفاعل قلوي). تتحلل معظم البورات بسهولة بواسطة الأحماض، وفي بعض الحالات بفعل ثاني أكسيد الكربون؛ و SO 2 ؛. البورات الأرضية القلوية و المعادن الثقيلةتتفاعل مع محاليل القلويات والكربونات وبيكربونات الفلزات القلوية. البورات اللامائية أكثر استقرارًا كيميائيًا من البورات المائية. مع بعض الكحوليات، وخاصة الجلسرين، تشكل البورات مجمعات قابلة للذوبان في الماء. تحت تأثير عوامل مؤكسدة قوية، وخاصة H 2 O 2، أو أثناء الأكسدة الكهروكيميائية، يتم تحويل البورات إلى بيروكسوبورات .

هناك حوالي 100 بورات طبيعية معروفة، وهي أساسًا أملاح Na، Mg، Ca، Fe.

يتم الحصول على البورات المائية: عن طريق تحييد H 3 VO 3 مع أكاسيد المعادن أو الهيدروكسيدات أو الكربونات؛ تفاعلات تبادل بورات الفلز القلوي، غالبًا الصوديوم، مع أملاح معادن أخرى؛ تفاعل التحول المتبادل للبورات ضعيفة الذوبان مع المحاليل المائية لبورات الفلز القلوي؛ العمليات الحرارية المائية باستخدام هاليدات الفلزات القلوية كإضافات تمعدن. يتم الحصول على البورات اللامائية عن طريق دمج أو تلبيد B 2 O 3 مع أكاسيد المعادن أو الكربونات أو تجفيف الهيدرات؛ وتنمو البلورات المفردة في محاليل البورات في الأكاسيد المنصهرة، على سبيل المثال Bi 2 O 3.

تستخدم البورات: للحصول على مركبات البورون الأخرى؛ كمكونات شحن في إنتاج الزجاج والطلاء الزجاجي والمينا والسيراميك؛ للطلاءات المقاومة للحريق والتشريب. كمكونات للتدفقات المستخدمة في تكرير ولحام ولحام المعادن"؛ كأصباغ ومواد مالئة للدهانات والورنيشات؛ مثل مواد الصباغة، ومثبطات التآكل، ومكونات الشوارد، والفوسفور، وما إلى ذلك. يتم استخدام البوراكس وبورات الكالسيوم على نطاق واسع.

2. الهاليدات، المركبات الكيميائيةالهالوجينات مع عناصر أخرى. تشتمل الهاليدات عادة على مركبات تكون فيها ذرات الهالوجين ذات سالبية كهربية أكبر من العنصر الآخر. لا تتشكل الهاليدات بواسطة He و Ne و Ar. إلى هاليدات EC البسيطة أو الثنائية ن (ن- غالبًا ما يكون عددًا صحيحًا من 1 للأحاديات إلى 7 لـ IF 7 و ReF 7، ولكن يمكن أيضًا أن يكون كسريًا، على سبيل المثال 7/6 لـ Bi 6 Cl 7) يشمل، على وجه الخصوص، أملاح الأحماض الهيدروهاليكية ومركبات الهالوجين (على سبيل المثال) ، هالوفلوريد). هناك أيضًا هاليدات مختلطة، ومتعددات الهاليدات، والهيدروهاليدات، والأوكسوهاليدات، والأوكسوهاليدات، والهيدروكسيهاليدات، والثيوهاليدات، والهاليدات المعقدة. عادة ما يكون عدد أكسدة الهالوجينات في الهاليدات -1.

بناءً على طبيعة الرابطة بين عنصر الهالوجين، تنقسم الهاليدات البسيطة إلى أيونية وتساهمية. وفي الواقع، فإن الروابط ذات طبيعة مختلطة مع غلبة مساهمة هذا المكون أو ذاك. هاليدات الفلزات القلوية والقلوية الأرضية، بالإضافة إلى العديد من أحاديات وثنائيات الهاليدات من معادن أخرى، هي أملاح نموذجية تسود فيها الطبيعة الأيونية للرابطة. معظمها مقاوم للحرارة نسبيًا، ومنخفض التطاير، وقابل للذوبان بدرجة عالية في الماء؛ في المحاليل المائية تنفصل بالكامل تقريبًا إلى أيونات. تمتلك ثلاثي الهاليدات أيضًا خصائص الأملاح. العناصر الأرضية النادرة. تقل قابلية ذوبان الهاليدات الأيونية في الماء بشكل عام من اليوديد إلى الفلوريد. الكلوريدات والبروميدات واليوديدات Ag + و Cu + و Hg + و Pb 2+ ضعيفة الذوبان في الماء.

تؤدي زيادة عدد ذرات الهالوجين في هاليدات المعدن أو نسبة شحنة المعدن إلى نصف قطر أيونه إلى زيادة المكون التساهمي للرابطة وانخفاض الذوبان في الماء والثبات الحراري للهاليدات ، زيادة في التقلبات، زيادة في الأكسدة والقدرة والميل إلى التحلل المائي. وقد لوحظت هذه التبعيات في هاليدات المعادن من نفس الفترة وفي سلسلة من الهاليدات من نفس المعدن. يمكن ملاحظتها بسهولة باستخدام مثال الخواص الحرارية. على سبيل المثال، بالنسبة لهاليدات المعادن من الفترة الرابعة، تبلغ درجات حرارة الانصهار والغليان على التوالي 771 و1430 درجة مئوية لـ KC1، و772 و1960 درجة مئوية لـ CaCl2، و967 و975 درجة مئوية لـ ScCl3، و-24.1 و136 درجة مئوية لـ TiCl4. . بالنسبة لـ UF 3، تكون نقطة الانصهار ~ 1500 درجة مئوية، UF 4 1036 درجة مئوية، UF 5 348 درجة مئوية، UF 6 64.0 درجة مئوية. في صفوف التوصيلات EH نمع ثابت نعادة ما تزداد تساهمية الرابطة عند الانتقال من الفلوريدات إلى الكلوريدات وتنخفض عند الانتقال من الأخيرة إلى البروميدات واليوديدات. لذلك، بالنسبة لـ AlF 3 تكون درجة حرارة التسامي 1280 درجة مئوية، AlC1 3 180 درجة مئوية، نقطة الغليان AlBr 3 254.8 درجة مئوية، AlI 3 407 درجة مئوية. في السلسلة ZrF 4، ZrCl 4 ZrBr 4، ZrI 4 تكون درجة حرارة التسامي 906، 334، 355 و418 درجة مئوية، على التوالي. في صفوف MF نوMC1 نحيث M هو معدن من مجموعة فرعية واحدة، فإن تساهمية الرابطة تتناقص مع زيادة الكتلة الذرية للمعدن. يوجد عدد قليل من الفلوريدات والكلوريدات المعدنية التي لها مساهمات متساوية تقريبًا من مكونات الرابطة الأيونية والتساهمية.

يتناقص متوسط ​​طاقة رابطة عنصر الهالوجين عند الانتقال من الفلوريدات إلى اليودات وبتزايد ن(انظر الجدول).

العديد من هاليدات المعادن التي تحتوي على ذرات O معزولة أو جسرية (أكسو- وأوكسيهاليدات، على التوالي)، على سبيل المثال، أوكسوتري فلوريد الفاناديوم VOF 3، ديوكسي فلوريد النيوبيوم NbO 2 F، ثنائي أوكسو يوديد التنغستن WO 2 I 2.

تحتوي الهاليدات المعقدة (الهالوميتالات) على أنيونات معقدة تكون ذرات الهالوجين فيها عبارة عن بروابط، على سبيل المثال، سداسي كلوروبلاتينات البوتاسيوم (IV) K2، وسباعي فلوروتانتالات الصوديوم (V)، وNa، وسداسي فلورو زرنيخات الليثيوم (V). تتمتع مركبات الفلورو والأكسوفلورو والكلوروميتالات بأكبر قدر من الاستقرار الحراري. بحكم طبيعة الروابط، فإن المركبات الأيونية مع الكاتيونات NF 4 +، N 2 F 3 +، C1F 2 +، XeF +، وما إلى ذلك تشبه الهاليدات المعقدة.

تتميز العديد من الهاليدات بالارتباط والبلمرة في الطور السائل والغازي مع تكوين روابط جسرية. الأكثر عرضة لذلك هي هاليدات المعادن من المجموعة الأولى والثانية، AlCl 3، Sb pentafluorides و المعادن الانتقالية، أوكسوفلوريدات من تكوين MOF 4. الهاليدات التي لها رابطة من معدن إلى معدن معروفة، على سبيل المثال. الكلورين-زئبق-زئبق-Cl.

تختلف خصائص الفلوريدات بشكل كبير عن الهاليدات الأخرى. ومع ذلك، في الهاليدات البسيطة، تكون هذه الاختلافات أقل وضوحًا منها في الهالوجينات نفسها، وفي الهاليدات المعقدة تكون أقل وضوحًا منها في الهاليدات البسيطة.

العديد من الهاليدات التساهمية (خاصة الفلوريدات) هي أحماض لويس القوية، على سبيل المثال. AsF 5، سبف 5، فرنك بلجيكي 3، A1C1 3. الفلوريدات جزء من الأحماض الفائقة. يتم اختزال الهاليدات الأعلى بواسطة المعادن والهيدروجين، على سبيل المثال:

5WF 6 + واط = 6WF 5

TiCl 4 + 2Mg = Ti + 2MgCl 2

UF 6 + H 2 = UF 4 + 2HF

يتم اختزال هاليدات المعادن من المجموعات V-VIII، باستثناء الكروم والمنغنيز، بمقدار H 2 إلى المعادن، على سبيل المثال:

WF 6 + ZN 2 = W + 6HF

تتفاعل العديد من هاليدات الفلزات التساهمية والأيونية مع بعضها البعض لتكوين هاليدات معقدة، على سبيل المثال:

KS1 + TaCl 5 = K

يمكن للهالوجينات الأخف أن تحل محل الهاليدات الأثقل. يمكن للأكسجين أكسدة الهاليدات، وتحرير C1 2، Br 2، وI 2. أحد التفاعلات المميزة للهاليدات التساهمية هو التفاعل مع الماء (التحلل المائي) أو بخاره عند تسخينه (التحلل الحراري)، مما يؤدي إلى تكوين أكاسيد أو أوكسي أو أوكسوهاليدات وهيدروكسيدات وهاليدات الهيدروجين.

يتم الحصول على الهاليدات مباشرة من العناصر، عن طريق تفاعل هاليدات الهيدروجين أو أحماض الهيدروهاليك مع العناصر أو الأكاسيد أو الهيدروكسيدات أو الأملاح، وعن طريق التفاعلات التبادلية.

تستخدم الهاليدات على نطاق واسع في التكنولوجيا كمواد أولية لإنتاج الهالوجينات والفلزات القلوية والقلوية الأرضية، وكمكونات للزجاج والمواد غير العضوية الأخرى؛ وهي منتجات وسيطة في إنتاج المعادن النادرة وبعض المعادن غير الحديدية، U، Si، Ge، إلخ.

في الطبيعة، تشكل الهاليدات فئات منفصلة من المعادن، والتي تشمل الفلوريدات (على سبيل المثال، معادن الفلوريت، الكرايوليت) والكلوريدات (السيلفيت، الكارناليت). يوجد البروم واليود في بعض المعادن كشوائب متماثلة. توجد كميات كبيرة من الهاليدات في مياه البحار والمحيطات وفي الملح والمحلول الملحي تحت الأرض. بعض الهاليدات، مثل NaCl، KC1، CaCl 2، هي جزء من الكائنات الحية.

3. الكربونات (من اللاتينية كاربو، جنس الفحم الكربوني)، أملاح حمض الكربونيك. هناك كربونات متوسطة مع أنيون CO 3 2 وحمضية، أو هيدروكربونات (بيكربونات قديمة) مع HCO 3 - أنيون. كربونات - المواد البلورية. تتبلور معظم الأملاح المعدنية المتوسطة في حالة الأكسدة +2 إلى أشكال سداسية. شعرية نوع الكالسيت أو نوع معيني أراغونيت.

من الكربونات المتوسطة، فقط أملاح الفلزات القلوية والأمونيوم وTl(I) قابلة للذوبان في الماء. نتيجة للتحلل المائي الكبير، فإن محاليلها لها تفاعل قلوي. كربونات المعادن هي الأكثر صعوبة في الذوبان في حالة الأكسدة + 2. وعلى العكس من ذلك، فإن جميع البيكربونات شديدة الذوبان في الماء. أثناء تفاعلات التبادل في المحاليل المائية بين الأملاح المعدنية و Na 2 CO 3، تتشكل رواسب الكربونات المتوسطة في الحالات التي تكون فيها ذوبانها أقل بكثير من ذوبان الهيدروكسيدات المقابلة. هذا هو الحال بالنسبة لـ Ca, Sr ونظائرها، اللانثانيدات Ag(I)، Mn(II)، Pb(II)، وCd(II). الكاتيونات المتبقية، عند التفاعل مع الكربونات المذابة نتيجة للتحلل المائي، لا يمكن أن تعطي كرابونات وسيطة، ولكن أساسية أو حتى هيدروكسيدات. يمكن في بعض الأحيان ترسيب الكاربونات المتوسطة المحتوية على كاتيونات مشحونة بشكل متكرر من المحاليل المائية في وجود فائض كبير من ثاني أكسيد الكربون.

تعود الخواص الكيميائية للكربونات إلى انتمائها إلى فئة الأملاح غير العضوية ذات الأحماض الضعيفة. سماتترتبط الكربونات بضعف قابليتها للذوبان، فضلاً عن عدم الاستقرار الحراري لكل من الكربونات نفسها وH 2 CO 3. تستخدم هذه الخصائص في تحليل الكاربونات، إما على أساس تحللها مع الأحماض القوية والامتصاص الكمي لثاني أكسيد الكربون الناتج بواسطة محلول قلوي، أو على ترسيب أيون ثاني أكسيد الكربون من المحلول على شكل BaCO 3. عندما يؤثر فائض ثاني أكسيد الكربون على راسب كربونات متوسطة، تتشكل كربونات الهيدروجين في محلول، على سبيل المثال: CaCO 3 + H 2 O + CO 2 = Ca(HCO 3) 2. وجود الهيدروكربونات في المياه الطبيعية يسبب صلابتها المؤقتة. عند تسخينها قليلاً، حتى في درجات الحرارة المنخفضة، تتحول مرة أخرى إلى كربونات متوسطة، والتي تتحلل عند تسخينها إلى أكسيد وثاني أكسيد الكربون. كيف المعدن أكثر نشاطاكلما ارتفعت درجة حرارة تحلل كربوناته. وبالتالي، فإن Na 2 CO 3 يذوب دون تحلل عند 857 درجة مئوية، وبالنسبة للكربونات Ca وMg وA1، تصل ضغوط التحلل المتوازنة إلى 0.1 ميجا باسكال عند درجات حرارة 820 و350 و100 درجة مئوية على التوالي.

تنتشر الكربونات على نطاق واسع في الطبيعة، وذلك بسبب مشاركة ثاني أكسيد الكربون وH2O في عمليات تكوين المعادن. وتلعب الكربونات دوراً كبيراً في التوازن العالمي بين ثاني أكسيد الكربون الغازي في الغلاف الجوي وثاني أكسيد الكربون المذاب.

وHCO 3 - وأيونات CO 3 2- في الغلاف المائي والأملاح الصلبة في الغلاف الصخري. وأهم المعادن هي الكالسيت CaCO 3، والمغنسيت MgCO 3، والسدريت FeCO 3، والسميثسونايت ZnCO 3 وبعض المعادن الأخرى. ويتكون الحجر الجيري أساساً من الكالسيت أو بقايا الهياكل العظمية للكالسيت للكائنات الحية، ونادراً ما يكون من الأراغونيت. الكربونات المائية الطبيعية للمعادن القلوية والمغنيسيوم (على سبيل المثال، MgCO 3 ZH 2 O، Na 2 CO 3 10H 2 O)، كربونات مزدوجة [على سبيل المثال، الدولوميت CaMg (CO 3) 2، ترون Na 2 CO 3 NaHCO 3 2H 2) ومن المعروف أيضًا O] والأساسي [الملكيت CuCO 3 Cu(OH) 2، الهيدروسيروسيت 2PbCO 3 Pb(OH) 2].

وأهمها كربونات البوتاسيوم وكربونات الكالسيوم وكربونات الصوديوم. العديد من الكربونات الطبيعية هي خامات معدنية قيمة للغاية (مثل كربونات الزنك، الحديد، المنغنيز، الرصاص، النحاس). تلعب البيكربونات دورًا فسيولوجيًا مهمًا، فهي مواد عازلة تنظم ثبات درجة الحموضة في الدم.

4. النترات وأملاح حامض النيتريك HNO3. معروف بجميع المعادن تقريباً؛ يتواجد كلاهما على شكل أملاح لا مائية M(NO3) ن (ن- حالة أكسدة المعدن M)، وعلى شكل هيدرات بلورية M(NO3) ن سح 2 يا ( X= 1-9). من المحاليل المائية عند درجات حرارة قريبة من درجة حرارة الغرفة، تتبلور نترات الفلزات القلوية فقط على أنها لا مائي، والباقي - في شكل هيدرات بلورية. الخصائص الفيزيائية والكيميائيةيمكن أن تكون النترات اللامائية والمائية من نفس المعدن مختلفة تمامًا.

تكون المركبات البلورية اللامائية لنترات العنصر d ملونة. تقليديا، يمكن تقسيم النترات إلى مركبات مع الغالب نوع تساهميالروابط (أملاح Be، Cr، Zn، Fe وغيرها من المعادن الانتقالية) ومع نوع من الروابط الأيونية في الغالب (أملاح الفلزات القلوية والفلزات القلوية الأرضية). تتميز النترات الأيونية بثبات حراري أعلى، وغلبة الهياكل البلورية ذات التناظر العالي (المكعب) وغياب انقسام نطاقات أيونات النترات في أطياف الأشعة تحت الحمراء. تتميز النترات التساهمية بقابلية ذوبان أعلى في المذيبات العضوية، وثبات حراري أقل، وأطياف الأشعة تحت الحمراء الخاصة بها أكثر تعقيدًا؛ تكون بعض النترات التساهمية متطايرة في درجة حرارة الغرفة، وعندما تذوب في الماء، فإنها تتحلل جزئيًا، وتطلق أكاسيد النيتروجين.

جميع النترات اللامائية تظهر قوية خصائص الأكسدةالناتجة عن وجود أيون NO3 بينما تزداد قدرتها على الأكسدة عند انتقالها من النترات الأيونية إلى النترات التساهمية. تتحلل الأخيرة في حدود 100-300 درجة مئوية، والأيونية - عند 400-600 درجة مئوية (NaNO 3، KNO 3 وبعضها الآخر يذوب عند تسخينه). منتجات التحلل في المراحل الصلبة والسائلة. هي النتريت والأوكسينيترات والأكاسيد على التوالي، وأحيانا - معادن حرة (عندما يكون الأكسيد غير مستقر، على سبيل المثال Ag 2 O)، وفي الطور الغازي - NO، NO 2، O 2 و N 2. ويعتمد تركيب نواتج التحلل على طبيعة المعدن ودرجة أكسدته ومعدل تسخينه ودرجة حرارته وتركيب الوسط الغازي وغيرها من الشروط. ينفجر NH 4 NO 3، وعندما يسخن بسرعة يمكن أن يتحلل بانفجار، وفي هذه الحالة تتكون N 2 وO 2 وH 2 O؛ عند تسخينه ببطء، فإنه يتحلل إلى N 2 O و H 2 O.

يحتوي أيون NO 3 الحر في الطور الغازي على بنية هندسية مثلث متساوي الأضلاعمع وجود ذرة N في المركز، وزوايا ONO ~ 120 درجة وأطوال سندات N-O 0.121 نانومتر. في النترات البلورية والغازية، يحتفظ أيون NO 3 بشكله وحجمه، وهو ما يحدد مساحة وبنية النترات. يمكن أن يعمل أيون NO 3 كرابط أحادي أو ثنائي أو ثلاثي الشعب أو جسر، لذلك تتميز النترات بمجموعة واسعة من أنواع الهياكل البلورية.

المعادن الانتقالية في درجات عاليةالأكسدة بسبب الاستاتيك لا يمكن أن تتشكل النترات اللامائية بصعوبة، وتتميز بوجود الأكسونات، على سبيل المثال UO 2 (NO 3) 2، NbO (NO 3) 3. تشكل النترات عددًا كبيرًا من الأملاح المزدوجة والمعقدة مع أيون NO3 في المجال الداخلي. في الوسائط المائية، نتيجة للتحلل المائي، تشكل الكاتيونات المعدنية الانتقالية هيدروكسيونات (النترات الأساسية) ذات التركيب المتغير، والتي يمكن أيضًا عزلها في الحالة الصلبة.

تختلف النترات المائية عن النترات اللامائية في أن أيون المعدن في بنيتها البلورية يرتبط في معظم الحالات بجزيئات الماء وليس مع أيون NO 3. لذلك، فهي قابلة للذوبان في الماء بشكل أفضل من النترات اللامائية، ولكنها أقل قابلية للذوبان في المذيبات العضوية، فهي عوامل مؤكسدة أضعف وتذوب بشكل غير متجانس في ماء التبلور في نطاق 25-100 درجة مئوية. عندما يتم تسخين النترات المائية، لا تتشكل النترات اللامائية، كقاعدة عامة، ولكن يحدث التحلل الحراري مع تكوين هيدروكسينيترات ثم أوكسونيترات وأكاسيد المعادن.

بطرق عديدة الخصائص الكيميائيةالنترات تشبه الأملاح غير العضوية الأخرى. ترجع السمات المميزة للنترات إلى قابليتها العالية للذوبان في الماء وانخفاض ثباتها الحراري والقدرة على أكسدة المركبات العضوية وغير العضوية. عند اختزال النترات، يتكون خليط من المنتجات المحتوية على النيتروجين NO 2، NO، N 2 O، N 2 أو NH 3 مع غلبة أحدهما، اعتمادًا على نوع عامل الاختزال ودرجة الحرارة وتفاعل البيئة وعوامل أخرى.

تعتمد الطرق الصناعية لإنتاج النترات على امتصاص NH 3 بواسطة محاليل HNO 3 (لـ NH 4 NO 3) أو على امتصاص الغازات النيتروزية (NO + NO 2) بواسطة محاليل القلويات أو الكربونات (لنترات الفلزات القلوية، Ca، Mg، Ba)، بالإضافة إلى تفاعلات تبادلية مختلفة للأملاح المعدنية مع HNO 3 أو نترات الفلزات القلوية. في المختبر، للحصول على النترات اللامائية، يتم استخدام تفاعلات المعادن الانتقالية أو مركباتها مع السائل N 2 O 4 ومخاليطه مع المذيبات العضوية أو التفاعلات مع N 2 O 5.

توجد النترات Na، K (نترات الصوديوم والبوتاسيوم) على شكل رواسب طبيعية.

تستخدم النترات في العديد من الصناعات. نتريت الأمونيوم (نترات الأمونيوم) هو الأسمدة الرئيسية التي تحتوي على النيتروجين. كما تستخدم نترات الفلزات القلوية والكالسيوم كأسمدة. النترات هي مكونات وقود الصواريخ وتركيبات الألعاب النارية ومحاليل النقش لصبغ الأقمشة. يتم استخدامها لتصلب المعادن والحفاظ عليها المنتجات الغذائيةكأدوية ولإنتاج أكاسيد المعادن.

النترات سامة. أنها تسبب وذمة رئوية، والسعال، والقيء، وفشل القلب والأوعية الدموية الحاد، وما إلى ذلك. الجرعة المميتة من النترات للإنسان هي 8-15 غرام، والاستهلاك اليومي المسموح به هو 5 ملغم / كغم. بالنسبة لمجموع النترات Na، K، Ca، NH3 MPC: في الماء 45 مجم / لتر، في التربة 130 مجم / كجم (فئة الخطر 3)؛ في الخضروات والفواكه (مجم / كجم) - البطاطس 250، الملفوف الأبيض المتأخر 500، جزر متأخر 250، بنجر 1400، بصل 80، كوسة 400، بطيخ 90، بطيخ، عنب، تفاح، كمثرى 60. عدم الامتثال للتوصيات الزراعية التقنية، الإفراط في استخدام الأسمدة يزيد بشكل حاد من محتوى النترات في المنتجات الزراعية، الجريان السطحي من الحقول (40-5500 ملغم/لتر)، المياه الجوفية.

5. النتريت والأملاح حمض النيتروز HNO 2. يتم استخدام نتريت المعادن القلوية والأمونيوم في المقام الأول، وأقل - التربة القلوية والنتريت. د-المعادن والرصاص وAg. لا يوجد سوى معلومات مجزأة عن النتريت من المعادن الأخرى.

تشكل النتريتات المعدنية في حالة الأكسدة +2 هيدرات بلورية تحتوي على جزيء أو جزيئين أو أربعة جزيئات ماء. النتريت تشكل أملاح مزدوجة وثلاثية، على سبيل المثال. CsNO 2 AgNO 2 أو Ba(NO 2) 2 Ni(NO 2) 2 2KNO 2، وكذلك مركبات معقدةعلى سبيل المثال نا 3.

الهياكل البلورية معروفة بوجود عدد قليل فقط من النتريت اللامائي. أنيون NO 2 لديه تكوين غير خطي؛ الزاوية ONO 115° الطول اتصالات NO 0.115 نانومتر؛ نوع الرابطة M-NO 2 هو تساهمي أيوني.

النتريت K، Na، Ba قابلة للذوبان بشكل جيد في الماء، النتريت Ag، Hg، Cu قابلة للذوبان بشكل سيئ. مع زيادة درجة الحرارة، تزداد ذوبان النتريت. جميع النتريتات تقريبًا قابلة للذوبان بشكل سيئ في الكحوليات والإيثرات والمذيبات منخفضة القطبية.

النتريت غير مستقر حرارياً. فقط نتريت المعادن القلوية تذوب دون تحلل؛ وتتحلل نتريت المعادن الأخرى عند درجة حرارة 25-300 درجة مئوية. آلية تحلل النتريت معقدة وتتضمن عددًا من التفاعلات المتوازية والمتسلسلة. منتجات التحلل الغازية الرئيسية هي NO، NO 2، N 2 و O 2، أكسيد المعدن الصلب أو المعدن العنصري. يؤدي إطلاق كميات كبيرة من الغازات إلى التحلل الانفجاري لبعض النتريت، على سبيل المثال NH 4 NO 2، الذي يتحلل إلى N 2 وH 2 O.

ترتبط السمات المميزة للنيتريت بعدم استقرارها الحراري وقدرة أيون النتريت على أن يكون عاملًا مؤكسدًا وعامل اختزال، اعتمادًا على البيئة وطبيعة الكواشف. في بيئة محايدة، عادة ما يتم تقليل النتريت إلى NO؛ في بيئة حمضية، يتم أكسدتها إلى النترات. لا يتفاعل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون مع النتريت الصلب ومحاليله المائية. تساهم النتريت في تحلل المواد المحتوية على النيتروجين مادة عضوية، على وجه الخصوص الأمينات والأميدات، وما إلى ذلك مع الهاليدات العضوية RXH. تتفاعل لتكوين كل من النتريت RONO ومركبات النيترو RNO 2 .

يعتمد الإنتاج الصناعي للنيتريت على امتصاص غاز النيتروز (خليط من NO + NO 2) مع محاليل Na 2 CO 3 أو NaOH مع تبلور متتابع لـ NaNO 2؛ يتم الحصول على نتريت المعادن الأخرى في الصناعة والمختبرات عن طريق تفاعل أملاح المعادن مع NaNO 2 أو عن طريق اختزال نترات هذه المعادن.

تستخدم النتريت في تصنيع أصباغ الآزو، وفي إنتاج الكابرولاكتام، كعوامل مؤكسدة وعوامل اختزال في صناعات المطاط والنسيج وتشغيل المعادن، وكمواد حافظة للأغذية. النتريت، مثل NaNO 2 وKNO 2، سام، ويسبب الصداع والقيء وتثبيط التنفس وما إلى ذلك. عند التسمم بـ NaNO 2، يتكون الميثيموجلوبين في الدم، وتتضرر أغشية خلايا الدم الحمراء. من الممكن تكوين النتروزامينات من NaNO 2 والأمينات مباشرة في الجهاز الهضمي.

6. الكبريتات وأملاح حامض الكبريتيك. الكبريتات المتوسطة مع SO 4 2- أنيون معروفة، أو هيدروكبريتات، مع H SO 4 - أنيون، أساسي، يحتوي، إلى جانب SO 4 2- أنيون، على مجموعات OH، على سبيل المثال Zn 2 (OH) 2 SO 4. هناك أيضًا كبريتات مزدوجة تحتوي على كاتيونين مختلفين. وتشمل هذه مجموعتين كبيرتين من الكبريتات - الشب , وكذلك الشينايت M2E (SO4)26H2O , حيث M عبارة عن كاتيون مشحون بشكل فردي، وE هو Mg وZn وكاتيونات أخرى مشحونة بشكل مضاعف. كبريتات ثلاثية معروفة K 2 SO 4 MgSO 4 2CaSO 4 · 2H 2 O (معدن متعدد الهاليت) ، كبريتات أساسية مزدوجة ، على سبيل المثال معادن مجموعات الألونيت والجاروسيت M 2 SO 4 Al 2 (SO 4) 3 4Al (OH 3 و M) 2 SO 4 Fe 2 (SO 4) 3 4Fe (OH) 3، حيث M عبارة عن كاتيون مشحون بشكل فردي يمكن تضمينه في التركيبة. أملاح مختلطةعلى سبيل المثال. 2Na 2 SO 4 Na 2 CO 3 (معدن البوركايت)، MgSO 4 KCl 3H 2 O (الكينيت).

الكبريتات هي مواد بلورية، متوسطة وحمضية في معظم الحالات، عالية الذوبان في الماء. كبريتات الكالسيوم والسترونتيوم والرصاص وبعضها الآخر قابلة للذوبان بشكل طفيف؛ BaSO 4 وRaSO 4 غير قابلة للذوبان عمليا. الكبريتات الأساسية عادة ما تكون ضعيفة الذوبان أو غير قابلة للذوبان عمليا، أو تتحلل بالماء. من المحاليل المائية، يمكن أن تتبلور الكبريتات في شكل هيدرات بلورية. تسمى الهيدرات البلورية لبعض المعادن الثقيلة باللاج. كبريتات النحاس CuSO4·5H2O، كبريتات الحديد FeSO4·7H2O.

تتميز كبريتات الفلزات القلوية المتوسطة بأنها مستقرة حرارياً، بينما تتحلل الكبريتات الحمضية عند تسخينها وتتحول إلى بيروكبريتات: 2KHSO 4 = H 2 O + K 2 S 2 O 7. الكبريتات المتوسطة للمعادن الأخرى، وكذلك الكبريتات الأساسية، عند تسخينها إلى درجات حرارة عالية بما فيه الكفاية، كقاعدة عامة، تتحلل مع تكوين أكاسيد المعادن وإطلاق ثاني أكسيد الكبريت.

يتم توزيع الكبريتات على نطاق واسع في الطبيعة. توجد على شكل معادن، على سبيل المثال، الجبس CaSO 4 H 2 O، ميرابيليت Na 2 SO 4 10 H 2 O، وهي أيضًا جزء من مياه البحر والأنهار.

يمكن الحصول على العديد من الكبريتات عن طريق تفاعل H2SO4 مع المعادن وأكاسيدها وهيدروكسيداتها، وكذلك تحلل أملاح الأحماض المتطايرة مع حامض الكبريتيك.

تستخدم الكبريتات غير العضوية على نطاق واسع. على سبيل المثال، كبريتات الأمونيوم هي سماد نيتروجيني، وتستخدم كبريتات الصوديوم في صناعة الزجاج والورق وإنتاج الفسكوز وغيرها. وتعد معادن الكبريتات الطبيعية مواد خام للإنتاج الصناعي لمركبات المعادن المختلفة ومواد البناء وغيرها.

7.الكبريتيت،أملاح حامض الكبريتيك H2SO3 . هناك كبريتيتات متوسطة مع الأنيون SO 3 2- وحمضية (هيدروسلفات) مع الأنيون HSO 3 - . الكبريتات المتوسطة هي مواد بلورية. كبريتيت الأمونيوم والمعادن القلوية قابلة للذوبان بدرجة عالية في الماء؛ الذوبان (جم في 100 جم): (NH 4) 2 SO 3 40.0 (13 درجة مئوية)، K 2 SO 3 106.7 (20 درجة مئوية). تتشكل الهيدروسلفيتات في المحاليل المائية. كبريتيت الأرض القلوية وبعض المعادن الأخرى غير قابلة للذوبان عمليا في الماء. قابلية ذوبان MgSO 3 1 جم في 100 جم (40 درجة مئوية). هيدرات الكريستال المعروفة (NH 4) 2 SO 3 H 2 O، Na 2 SO 3 · 7 H 2 O، K 2 SO 3 · 2 H 2 O، MgSO 3 · 6 H 2 O، إلخ.

تنقسم الكبريتات اللامائية، عند تسخينها دون الوصول إلى الهواء في أوعية محكمة الغلق، بشكل غير متناسب إلى كبريتيدات وكبريتات؛ ومع وجود ثاني أكسيد الكبريت في بيئة مائية، تشكل الكبريتات المتوسطة هيدروكبريتيت. تعتبر الكبريتات عوامل اختزال قوية نسبيًا؛ حيث يتم أكسدتها في المحاليل التي تحتوي على الكلور والبروم وH 2 O 2 وما إلى ذلك إلى كبريتات. تتحلل مع الأحماض القوية (على سبيل المثال، HC1) مع إطلاق ثاني أكسيد الكبريت.

الهيدروكبريتات البلورية معروفة بـ K، Rb، Cs، NH 4 +، وهي غير مستقرة. أما الهيدروكبريتات المتبقية فهي موجودة فقط في المحاليل المائية. كثافة NH4HSO3 2.03 جم/سم3؛ الذوبان في الماء (جم في 100 جم): NH 4 H SO 3 71.8 (0 درجة مئوية)، KH SO 3 49 (20 درجة مئوية).

عندما يتم تسخين هيدروكبريتيت بلوري Na أو K أو عندما يتم تشبع محلول اللب الممتلئ بـ SO 2 M 2 SO 3، تتشكل البيروسولفيتات (عفا عليها الزمن - ميتابيسلفيت) M 2 S 2 O 5 - أملاح حمض البيروكبريت الحر غير المعروف H 2 S 2 يا 5؛ بلورات غير مستقرة. الكثافة (جم/سم3): Na 2 S 2 O 5 1.48، K 2 S 2 O 5 2.34؛ فوق ~ 160 درجة مئوية تتحلل مع إطلاق ثاني أكسيد الكبريت؛ تذوب في الماء (مع التحلل إلى HSO 3 -)، الذوبان (جم في 100 جم): Na 2 S 2 O 5 64.4، K 2 S 2 O 5 44.7؛ تشكل هيدرات Na 2 S 2 O 5 7 H 2 O و ZK 2 S 2 O 5 2 H 2 O ؛ عوامل التخفيض.

يتم تحضير كبريتات الفلزات القلوية المتوسطة عن طريق التفاعل محلول مائي M 2 CO 3 (أو MOH) مع SO 2 و MSO 3 - عن طريق تمرير SO 2 من خلال معلق مائي لـ MCO 3؛ إنهم يستخدمون بشكل أساسي ثاني أكسيد الكبريت من غازات العادم الناتجة عن إنتاج حمض الكبريتيك. يستخدم الكبريتيت في تبييض وصباغة وطباعة الأقمشة والألياف والجلود لحفظ الحبوب والأعلاف الخضراء وأعلاف النفايات الصناعية (NaHSO 3،

نا 2 س 2 أو 5). CaSO 3 وCa(HSO 3) 2 من المطهرات المستخدمة في صناعة النبيذ وصناعات السكر. NaHSO 3، MgSO 3، NH 4 HSO 3 - مكونات سائل الكبريتيت أثناء عملية اللب؛ (NH 4) 2 SO 3 - SO 2 ممتص؛ NaHSO 3 هو ماص لـ H 2 S من غازات النفايات الصناعية، وهو عامل اختزال في إنتاج أصباغ الكبريت. K 2 S 2 O 5 - أحد مكونات المثبتات الحمضية في التصوير الفوتوغرافي ومضاد للأكسدة ومطهر.

طرق فصل المخاليط

الترشيح وفصل الأنظمة غير المتجانسة السائلة - الجزيئات الصلبة (المعلقات) والغاز - الجزيئات الصلبة باستخدام أقسام المرشح المسامية (FP)، والتي تسمح بمرور السائل أو الغاز، ولكنها تحتفظ بالجزيئات الصلبة. القوة الدافعة للعملية هي فرق الضغط على جانبي المرحلة الانتقالية.

عند فصل المعلقات، تشكل الجزيئات الصلبة عادة طبقة من الرواسب الرطبة على FP، والتي، إذا لزم الأمر، يتم غسلها بالماء أو سائل آخر، ويتم تجفيفها أيضًا عن طريق نفخ الهواء أو الغاز الآخر من خلالها. يتم إجراء الترشيح بفارق ضغط ثابت أو بسرعة معالجة ثابتة ث(كمية الترشيح في م 3 التي تمر عبر 1 م 2 من سطح FP لكل وحدة زمنية). عند فرق ضغط ثابت، يتم تزويد التعليق إلى المرشح تحت فراغ أو ضغط زائد، وكذلك عن طريق مضخة مكبس؛ عند استخدام مضخة الطرد المركزي، يزيد فرق الضغط وتقل سرعة العملية.

اعتمادا على تركيز المعلقات، هناك عدة أنواع من الترشيح. عند تركيز أكثر من 1%، يحدث الترشيح مع تكوين راسب، وبتركيز أقل من 0.1%، مع انسداد مسام FP (تصفية السوائل). إذا لم تتشكل طبقة كثيفة بما فيه الكفاية من الرواسب على FP وتدخل الجزيئات الصلبة إلى المرشح، قم بالتصفية باستخدام مواد مساعدة مشتتة بدقة (الأرض الدياتومي، البيرلايت)، والتي تم تطبيقها مسبقًا على FP أو إضافتها إلى التعليق. عند تركيز أولي أقل من 10%، من الممكن فصل جزئي وتكثيف المعلقات.

هناك مرشحات مستمرة ودورية. بالنسبة لهذا الأخير، فإن المراحل الرئيسية للعمل هي التصفية، وغسل الرواسب، ونزح المياه والتفريغ. في هذه الحالة، يتم تطبيق التحسين وفقًا لمعايير الإنتاجية القصوى وأقل التكاليف. إذا لم يتم إجراء الغسيل ونزح المياه، ويمكن إهمال المقاومة الهيدروليكية للقسم، يتم تحقيق أكبر إنتاجية عندما يكون وقت الترشيح مساوياً لمدة العمليات المساعدة.

يمكن تطبيق FPs المرنة المصنوعة من القطن والصوف والأقمشة الاصطناعية والزجاجية، بالإضافة إلى FPs غير المنسوجة المصنوعة من الألياف الطبيعية والاصطناعية والألياف غير المرنة - السيراميك والسيرميت والرغوة. يمكن أن يكون اتجاها حركة المرشح وعمل الجاذبية متعاكسين أو متطابقين أو متعامدين بشكل متبادل.

تصاميم المرشحات متنوعة. أحد أكثرها شيوعًا هو مرشح فراغ الأسطوانة الدوارة (سم.الشكل) للعمل المستمر، حيث يكون اتجاه حركة المرشح وعمل الجاذبية معاكسين. يربط قسم جهاز التوزيع المناطق I و II بمصدر فراغ والمناطق III و IV بمصدر هواء مضغوط. يدخل سائل الترشيح والغسيل من المنطقتين الأولى والثانية إلى أجهزة استقبال منفصلة. أصبحت أيضًا آلة الترشيح الدورية الآلية ذات الغرف الأفقية ونسيج الترشيح على شكل حزام لا نهاية له وأغشية مرنة لنزح المياه من الحمأة عن طريق الضغط منتشرة أيضًا على نطاق واسع. تقوم بعمليات متناوبة لغرف التعبئة مع التعليق والتصفية والغسيل ونزح المياه من الرواسب وفصل الغرف المجاورة وإزالة الرواسب.

تحديد إجهاد القص الديناميكي واللزوجة الفعالة واللدنة عند درجة الحرارة العادية

تحديد إجهاد القص الديناميكي واللزوجة الفعالة والبلاستيكية عند درجة حرارة مرتفعة

التجربة الثانية: تحضير ودراسة خواص أملاح حامض الفوسفوريك.

يعد جدول ذوبان الأملاح والأحماض والقواعد هو الأساس الذي بدونه يستحيل إتقان المعرفة الكيميائية بشكل كامل. تساعد قابلية ذوبان القواعد والأملاح في التعلم ليس فقط لأطفال المدارس، ولكن أيضًا للأشخاص المحترفين. إن إنشاء العديد من منتجات الحياة لا يمكن الاستغناء عنه بدون هذه المعرفة.

جدول ذوبان الأحماض والأملاح والقواعد في الماء

جدول ذوبان الأملاح والقواعد في الماء هو دليل يساعد في إتقانها قواعد كيميائية. ستساعدك الملاحظات التالية على فهم الجدول أدناه.

• P - يشير إلى مادة قابلة للذوبان.
• ح – مادة غير قابلة للذوبان.
• م – المادة قليلة الذوبان في البيئة المائية؛
• RK - مادة لا يمكن أن تذوب إلا عند تعرضها للأحماض العضوية القوية؛
• سوف تشير الشرطة إلى أن مثل هذا المخلوق غير موجود في الطبيعة؛
• NK - لا يذوب في الأحماض أو الماء؛
• ؟ – علامة الاستفهام تشير إلى أنه لا توجد اليوم معلومات دقيقة عن تحلل المادة.

في كثير من الأحيان، يتم استخدام الجدول من قبل الكيميائيين وأطفال المدارس والطلاب لإجراء البحوث المختبرية، والتي من الضروري خلالها تحديد الظروف لحدوث تفاعلات معينة. باستخدام الجدول، من الممكن تحديد كيفية تصرف المادة في بيئة مالحة أو حمضية، وما إذا كان من الممكن ظهور راسب. يشير الراسب أثناء البحث والتجارب إلى عدم رجعة التفاعل. هذه نقطة مهمة يمكن أن تؤثر على مسار جميع الأعمال المختبرية.