Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Как сдать ЕГЭ по химии?

  Все выпуски  

Как сдать ЕГЭ по химии? Неорганическая химия


Колоссально важную практическую роль играет цемент → зеленовато→серый порошок, со­стоящий из смеси различных силикатов и алюминатов кальция. Будучи замешан с водой он отвердевает за счет гидратации. При его производстве смесь СаСОз с глиной обжигают до на­чала спекания (1400-1500 С). Затем смесь перемалывают. Состав цемента можно выразить процентным соотношением компонентов СаО, SiO2, Al2O3, Fe2O3, причем СаО представляет основание, а все остальное - ангидриды кислот. Состав силикатного (портладского) цемента слагается в основном из Са3SiO5, Ca2SiO4, Са3lO3)2 и Ca(FeO2)2. Его схватывание проходит по схемам:

Ca3SiO5 + ЗН2O = Ca2SiO42O + Са(ОН)2

Ca2SiO4 + 2Н2O = Ca2SiO42O

Са3lO3)2+ 6Н2O = Са3lO3)2 2O

Ca(FeO2)2 + nH2O = Ca(FeO2)2 nН2O.

Природный мел вводят в состав различных замазок. Мелкокристаллический, осажденный из раствора СаСОз входит в состав зубных порошков. Из ВаСОз прокаливанием с углем полу­чают ВаО по схеме: ВаСОз + С = ВаО + 2СО. Если процесс вести при более высокой темпера­туре в токе азота образуется цианид бария: ВаСОз + 4С +N2 = ЗСО + Ba(CN)2. Ba(CN)2 хорошо растворим в воде. Ba(CN)2 может использован для производства цианидов других металлов путем обменного разложения с сульфатами. Гидрокарбонаты Э растворимы в воде и могут быть получены лишь в растворе например, пропусканием углекислого газа в взвесь СаСОз в воде: СO2 + СаСОз + Н2O = Са(НСОз)2. Эта реакция обратима и при нагревании смещается влево. Наличие гидрокарбонатов кальция и магния в природных водах обуславливает жест­кость воды.

 

2.5.20.Жёсткость воды и способы её устранения.

 

Растворимые соли кальция и магния обуславливают общую жёсткость воды. Если они присутствуют в воде в небольших количествах, то вода называется мягкой. При большом со­держании этих солей (100 - 200 мг солей кальция - в 1 л. в пересчёте на ионы) вода считает­ся жёсткой. В такой воде мыло плохо пенится, так как соли кальция и магния образуют с ним нерастворимые соединения. В жёсткой воде плохо развариваются пищевые продукты, и при кипячении она даёт на стенках бытовой утвари и паровых котлов накипь. Накипь обладает малой теплопроводностью, вызывает увеличение расхода топлива или потребляемой мощно­сти электроприбора и ускоряет изнашивание стенок сосуда для кипячения воды. При нагре­вании кислые карбонаты кальция и магния разлагаются и переходят в нерастворимые ос­новные карбонаты: Са(НСОз) = Н2O + СO2 + СаСОз| Растворимость сульфата кальция CaSO4 при нагревании также снижается, поэтому он входит в состав накипи. Жёсткость, вы­званная присутствием в воде кислых карбонатов кальция и магния, называется карбонатной или временной, так как она может быть устранена. Помимо карбонатной жёсткости, разли­чают ещё некарбонатную жёсткость, которая зависит от содержания в воде ЭС12 и 3SO4, где Э - Са, Mg. Эти соли не удаляются при кипячении, и поэтому некарбонатную жёсткость на­зывают также постоянной жёсткостью. Карбонатная и некарбонатная жёсткость в сумме да­ют общую жёсткость. Для полного ее устранения воду иногда перегоняют. Но это дорого. Для устранения карбонатной жёсткости воду можно прокипятить, но это тоже дорого и обра­зуется накипь. Жёсткость удаляют прибавлением соответствующего количества Са(ОН)2: Са(ОН)2 + Са(НСОз)2 = СаСОз], + 2Н2O. Общую жёсткость устраняют или добавлением №2СОз , или при помощи так называемых катионитов. При использовании углекислого на­трия растворимые соли кальция и магния тоже переводят в нерастворимые карбонаты: Са2+ + Na2CO3 = 2Na + СаСОз |. Устранение жёсткости при помощи катионитов - процесс более совершенный. Катиониты - высокомолекулярные натрийсодержащие органические соедине­ния, состав которых можно выразить формулой Na2R, где R - сложный кислотный остаток. При фильтровании воды через слой катионита происходит обмен катионов Na+ кристалличе→ской решетки на катионы Са и Mg из раствора по схеме: Са + Na2R = 2Na + CaR. Сле­довательно, ионы Са из раствора переходят в катионит, а ионы Na+ переходят из катионита в раствор. Для восстановления использованного катионита его промывают концентрирован­ным раствором поваренной соли. При этом происходит обратный процесс: ионы Са + в кри­сталлической решетке в катионита заменяются на ионы Na+ из раствора. Регенерированный катионит снова применяют для очистки воды. Подобным образом работают фильтры на ос­нове пермутита:

Na2[Al2Si2O8] + Са2+ = 2Na+ + Ca[Al2Si2O8]

 

2.5.21.Применение щелочноземельных металлов.

 

Стронций применяют при выплавке бронз и меди - он связывает серу, фосфор, углерод и повышает текучесть шлака. Таким образом, Sr способствует очистке металла от многочис­ленных примесей. Кроме того, добавка стронция повышает механические характеристики меди (почти не снижая ее электропроводности), чугуна, стали. Летучие соли стронция при­меняются в пиротехнике. В электровакуумные трубки стронций вводят, чтобы поглотить ос­татки кислорода и азота - сделать вакуум более глубоким. Многократно очищенный строн­ций используют в качестве восстановителя при получении U. Стронций применяют в радио­электронике для изготовления фотоэлементов. Также он используется в стекловарении для получения специальных оптических стекол, которые обладают большой химической стойко­стью и большим показателем преломления. Соединения стронция входят в состав эмалей, глазурей и керамики. Их широко используют в химической промышленности в качестве на­полнителей резины, стабилизаторов пластмасс, а также очистки каустической соды от железа и марганца, в качестве катализаторов в органическом синтезе и при крекинге нефти.

Барий в основном находит применение в связанном состоянии. BaSO4 хорошо поглоща­ет рентгеновское излучение, поэтому его используют при рентгенодиагностике. Баритовые белила используют в качестве белой краски. ВаСОз входит в состав смеси для цементации стали. Сплавы Pb-Ва используют в полиграфии, славы Ba-Ni - для изготовления электродов запальных свечей двигателей и в радиолампах. ВаТiO3 один из важнейших сегнетоэлектриков. Алюминат бария используют для изготовления диэлектриков и постоянных магнитов. Барий вводят в антифрикционные сплавы. Ва02 используется как отбеливатель тканей, слу­жит для получения перекиси водорода и входит в состав запальных смесей, как окислитель. Ва(NO3)2 находит применение в пиротехнике. Окрашенные соли бария являются пигмента­ми: BaCrO4- желтый, ВаМnO4- зеленый. BaF2 применяют для изготовления эмалей и опти­ческих стекол. [BaPt(CN)6] используют для покрытия некоторых фосфоресцирующих экра­нов.

В последнее время применение радия существенно сократилось т.к. широко использу­ются радиоактивные изотопы. Он сохранил свое назначение как источник радона для радо­новых ванн. В небольших количествах в смеси с Be радий используют для приготовления нейтронных источников, а в смеси с ZnS - при производстве светосоставов. Иногда радий применяют для дефектоскопии литья сварных швов, а также для снятия электростатических зарядов.

В виде чистого металла кальций применяют как восстановитель U, Th, Cr, V, Zr, Cs, Rb, Na, K, Ti и некоторых редкоземельных металлов и их соединений. Его используют также для раскисления сталей, бронз и других сплавов, очистки свинца и олова от висмута и сурь­мы. Также используют для удаления серы из нефтепродуктов и обезвоживания органиче­ских жидкостей; для очистки аргона от примесей азота и в качества поглотителя газов в электровакуумных приборах. Большое применение в технике получили антификционные ма­териалы системы РЬ - Na - Са. Добавка 0,05% кальция к свинцу резко улучшает механиче­ские характеристики последнего. Сплавы РЬ - Са, служат для изготовления оболочек элек­трических кабелей. Сплав Si - Са (силикокальций) применяется как раскислитель и дегазатор в производстве качественных сталей. Сплав кальция (до 70%) с цинком применяется для изготовления пенобетона. Широкое применение в стекольной промышленности нашел оксид кальция. Также он применяется для футеровки печей и получения гашеной извести. Гидро­сульфит кальция применяют в производстве искусственного волокна и для очистки каменно­угольного газа. СаОСЬ является хорошим окислителем, и применяется как отбеливатель, а также как дезинфицирующее средство. Перекись кальция используется в приготовлении косметических препаратов и зубной пасты. Ядовитые соединения кальция с мышьяком ис­пользуют для уничтожения вредителей. Фосфаты кальция применяются как удобрения. Кальций - один из биогенных элементов, необходимых для нормального протекания жиз­ненных процессов. Он присутствует во многих тканях многих животных и растений. Широко его использование в медицине.

 

 

 

 


В избранное