Химия

 


 

Производство

Сырье и энергия
Сера и серная кислота
Связанный азот
Удобрения и химикаты
Силикаты
Кислоты щелочи хлор
Металлы
Алюминий
Чугун и сталь
Полупроводники
Топливо
Органический синтез
Синтетические соединения
История химии
Химия земли
Химия и научно-технический прогресс
Химия в быту



Яндекс.Метрика

Растворы и растворители

Любой раствор состоит из растворенного вещества и растворителя, т. е. среды в которой это вещество равномерно распределено в виде мельчайших частичек — молекул или ионов. Если бросить в воду щепотку столовой соли, то последняя постепенно перейдет в раствор, т. е. растворится в воде. При этом жидкость останется прозрачной и однородной, только приобретает отличительные свойства растворенного вещества, т. е соли. В этом примере растворителем является вода, растворенным веществом— столовая соль, а раствором — полученная жидкость, в которой частички соли распределены настолько раздроблено, что обнаружить их присутствие в растворе возможно лишь путем химического анализа или выпариванием жидкости. Растворителем обычно служат жидкости.
Большинство веществ количественно может растворяться в растворителях только до определенного предела. Так, например, если в 100 г воды, имеющей комнатную температуру, всыпать более 36 г столовой соли, то сколько ни взбалтывать воду с солью, вся соль не растворится. Раствор, в котором при определенной температуре взятое вещество не может больше растворяться, называется насыщенным.
Растворимость зависит от химической природы растворенного вещества и растворителя. Многие вещества легче растворяются в горячем растворителе, чем в холодном. В воде растворяются многие твердые тела, жидкости и газы.
Скорость растворения твердых веществ зависит от величины их частиц. Поэтому труднорастворимые твердые вещества следует предварительно измельчать в фарфоровой ступке.
Соотношение между количеством растворенного вещества и раствором называется концентрацией. Концентрацию выражают в весовых процентах, что обозначает количество вещества в граммах, содержащегося в 100 г раствора. Например, 15%ный раствор поваренной соли — это такой раствор, в 100 г которого содержится 15 г соли и 85 г воды. Концентрацию растворов можно выражать также числом молей растворенного вещества в 1 л раствора.
От растворов следует отличать так называемые суспензии и эмульсии. Суспензия — жидкость, в которой рассеяны или взвешены мелкие частицы твердого вещества.
Эмульсия — это жидкость, в которой рассеяны мелкие капельки другой жидкости (например, молоко, содержащее во взвешенном состоянии капельки жира).
Самым простым и распространенным растворителем является вода. Растворимость различных веществ в воде колеблется в широких пределах. Если в 100 г воды при комнатной температуре растворяется более 10 г вещества (т. е. более 10%), то такое вещество принято называть хорошо растворимым, если растворяется менее 1 г (т. е. менее 1%) — малорастворимым, и если в раствор переходит менее 0,01 § (т. е. менее 0,01%) — практически нерастворимым. Абсолютно нерастворимых веществ не существует.
С повышением температуры растворимость большинства твердых веществ увеличивается, а растворимость газов, наоборот, уменьшается. Известно, что кипячением можно удалить из воды весь растворенный в ней воздух.
Универсальных растворителей, пригодных для растворения всех веществ, не существует. Растворимость отдельных веществ в разных растворителях во многом зависит от химической природы как растворителя, так и растворяемого вещества. Так, например, бензин и бензол хорошо растворяют каучук, в то время как ацетон и этилацетат не растворяют его. Наоборот, нитроцеллюлоза хорошо растворяется в ацетоне и этилацетате, но не растворяется в бензине и бензоле. Многие анилиновые красители не растворяются в бензине, но растворяются в спирте. Часто отдельные растворители не обладают способностью растворять те или иные вещества, а смесь растворителей становится способной растворять такие вещества. Это имеет практическое значение для выведения пятен и химической чистки одежды.
Приведем краткое описание некоторых из распространенных и имеющих практическое применение в быту растворителей.
Вода. Чистая вода не имеет цвета и запаха. Кипит при 100°С, замерзает при 0° С. Плотность воды при +4° С равна единице. Природная вода всегда содержит примеси, которые подразделяются на механические, нерастворимые (песок, глина, ил и др.), и химические, растворимые (соли кальция, магния, железа и др.). В морской воде содержание примесей доходит до 4%.
Химические примеси обусловливают жесткость воды. В такой воде мыло плохо пенится, плохо развариваются овощи и мясо. При нагревании жесткой воды на дне и стенках котлов, посуды, чайников оседает накипь.
Жесткую воду от мягкой можно отличить и так: взять около 5—10 г мыла в виде мелкой стружки и положить в стакан с горячей водой. Если после взбалтывания и охлаждения вода остается прозрачной, значит она мягкая, а если на ее поверхности образуется пленка нерастворимого мыла, то вода жесткая. Наиболее жесткой является артезианская вода, речная — менее жесткой, а самая мягкая — дождевая, снеговая.
Общая жесткость воды состоит из временной и постоянной. Временная жесткость воды обусловлена наличием растворенных в воде двууглекислых солей кальция и магния. Временной она называется потому, что ее можно сравнительно легко устранить простым кипячением. Постоянная, или остаточная, жесткость обусловлена наличием сернокислых солей кальция и магния, которые при кипячении не осаждаются.
Для умягчения воды, т. е. устранения постоянной жесткости, используют химические вещества — умягчители, как, например тринатрийфосфат, кальцинированную, соду, гаксаметафосфат и др. Имеются и специальные умягчители и аппараты для умягчения воды в бытовых условиях.
Полное устранение жесткости воды возможно только при ее перегонке. Такая вода называется дистиллированной.
От механических примесей воду очищают путем фильтрации. Для процеживания небольшого количества воды применяют какую-либо ткань, пористый материал, фильтровальную бумагу, гигроскопическую вату и т. д.
Углеводороды. Среди растворителей, применяемых в различных отраслях промышленности и в быту, наиболее распространенными являются жидкие углеводороды. Они обладают способностью хорошо растворять жиры и масла, смолы, лаки, краски, каучук и т. д.
Бензин добывается из нефти. Он бывает нескольких видов: легкий бензин, выкипающий при нагревании до 80° (удельный вес 0,64—0,67 г/см3)-, средний бензин, выкипающий при нагревании до 110—120° (удельный вес 0,67—0,72 г/см3); тяжелый бензин, выкипающий при нагревании до 150° и выше (удельный вес 0,75—0,79 г/см3). Для химической чистки вещей обычно применяют легкие сорта бензина. Из разновидностей бензина чаще всего применяют уайт-спирит, авиационный бензин и газолин.
Уайт-спирит представляет собой бесцветную, прозрачную жидкость. Почти не имеет характерного для бензина запаха. Температура кипения его не выше 165°, температура вспышки не ниже +33°, плотность 0,78—0,80 г/см3.
Авиационный бензин — жидкость, подобная уайт-спириту. Температура кипения его 60°, плотность 0,69—0,76 г/см3. Авиабензин более огнеопасен, чем уайт-спирит.
Газолин (петролейный эфир) — бесцветная, пахучая, легковоспламеняющаяся жидкость. Температура кипения его 40           70°, удельный вес 0,68. Служит хорошим растворителем для жиров и масел.
Асбест (горный лен). Представляет собой минерал волокнистого строения, нетеплопроводный, 'неэлектропроводный и огнестойкий. Имеются несколько разновидностей и сортов асбеста. Наиболее широко применяется хризотиловый асбест, имеющий вид тонковолокнистой массы, плавится при температуре 1500° С, теплостойкость около 600° С. Устойчивость к щелочам высокая, а кислотостойкость слабая. Обладает способностью расщепляться на тонкие волокна, которые при достаточной длине скручиваются в нити.
Из хризотилового асбеста изготовляют различные асбоцементные изделия: облицовочные ленты, стеновые плиты, электроизоляционные доски, водопроводные и канализационные трубы, вентиляционные короба, строительные детали и т. д. Сочетанием асбеста с битумом получают кровельный асбестовый рубероид и различные гидроизоляционные изделия. Широкое применение нашли асбесто-бумажные материалы: асбестовый картон, бумага, фильтры и термоизоляционные изделия.
На основе асбестовых волокон и текстильных материалов изготовляют огнезащитные ткани, набивки, электроизоляционные ленты и другие изделия. Сочетая асбест с резиной, промышленность выпускает асбесто-резиновые листы, из которых делают разнообразные уплотняющие прокладки. Из некоторых видов асбеста изготовляют различные материалы и детали для кислотостойкой аппаратуры.
Поваренная соль (хлористый натрий, каменная соль, столовая соль). Распространенный в природе минерал, образующий в земной коре мощные пласты. Каменную соль добывают из недр открытым или подземным способом, дробят и измельчают до требуемых размеров.
Поваренную соль получают также выпариванием естественных рассолов на солевых заводах.
Главная масса соли находится в воде морей и океанов, где содержание ее составляет около 3,5%. Воды многих озер и источников также содержат в растворе значительное количество поваренной соли. В некоторых непроточных озерах количество соли достигает предела насыщения (около 26%) и соль выделяется из воды этих озер, оседая «а дно.
Кроме того, поваренную соль получают химическим путем в виде белых кристаллов.
Поваренная соль имеет очень большое значение в нашей жизни. Она применяется в быту в качестве необходимой приправы к пище, как консервирующее средство для пищевых
продуктов, как средство, предохраняющее от гниения древесину, кожу и др. Ее используют в химической промышленности при производстве соды, соляной кислоты, сульфата натрия, едкого натра, хлора, белильной извести, органических красителей, а также в мыловаренной, кожевенной, текстильной, бумажной промышленности, при обжиге руд, в холодильном деле, в медицине.
По качеству пищевая соль выпускается следующих сортов:
Примеси,
«Экстра» -  0,8
Высший - 2,0
Первый - 2.5
Второй - 3.5

Кроме пищевой выпускается также йодированная соль, в которой содержание йодистого калия должно быть 2,5 г на 100 кг соли всех сортов, или в пересчете на свободный йод 0,00191%.
Йодированную соль хранят в закрытых сухих емкостях, защищенных от действия атмосферных осадков и света. Гарантийный срок хранения йодированной соли 6 месяцев, после чего она превращается в обычную пищевую соль.
Пищевая соль не должна иметь запаха. Соль сорта «Экстра» должна быть белого цвета, остальные сорта соли могут иметь оттенки: сероватый, желтоватый, розоватый, в зависимости от содержания примесей. Вкус 5%ного раствора соли должен быть чисто соленым без посторонних привкусов. Реакция на лакмус водного раствора соли всех сортов должна быть нейтральная или близкая к ней, т. е. синяя лакмусовая бумага не должна окрашиваться в красный цвет.
Сильвинит. Довольно распространенная руда, состоящая из сильвина (хлористый калий) и галита (хлористый натрий) с примесями различных минеральных соединений солей кальция, магния и др.
Применяют как сырье в производстве химических продуктов, в качестве удобрения.
Выпускается промышленностью в виде молотого сильвинита, представляющего собой рассыпчатый, крупнокристаллический порошок красновато-серого цвета. Содержание хлористого калия в продукте в пересчете на сухое вещество должно быть не менее 22%, остальное — хлористый натрий и другие примеси.
Каолин. Состоит в основном из минерала каолинита и других примесей — кварцевый песок, слюда, окись кальция и др.
Каолины различных месторождений отличаются по составу и свойствам. Путем мокрой или сухой обработки каолиновой горной породы получают так называемый обогащенный каолин, который применяется в керамической, бумажной, парфюмерной и резиновой промышленности, а также в химической промышленности для производства сернокислого глинозема, ультрамарина и различных препаратов (дустов) для сельского хозяйства.
Мел. Представляет собой осадочную мягкую горную породу белого цвета. Мел, известняк, а также мрамор являются разновидностями чрезвычайно распространенного в природе карбоната кальция. Они различаются твердостью, плотностью и структурной формой. Природный мел содержит различные примеси (окиси железа, алюминия, магния, кремния и др.). Мел находит широкое применение в строительной, химической, стекольной, пищевой и резиновой промышленности, а также в домашнем хозяйстве и медицине.
Доломит. Осадочная порода белого, сероватого и других цветов в зависимости от содержащихся в нем примесей. Представляет собой химическое соединение карбоната кальция и магния. Плотность его 2,8—2,9 г/см3.
Применяется главным образом в качестве сырья для производства огнеупорных изделий, флюса в металлургической промышленности, в химической промышленности—для получения извести, магнезиальных солей и металлического магния, для изготовления термоизоляционных материалов, как наполнитель при изготовлении лаков и красок, а также в керамической, кожевенной, резиновой, бумажной и абразивной промышленности, а также в качестве удобрения и пр.
Сера. Встречается в природе как в свободном состоянии, так и в различных соединениях, главным образом с такими металлами, как свинцовый блеск, серный колчедан, цинковая обманка, медный блеск, киноварь и другие, а также в солях серной кислоты: гипс, тяжелый шпат, глауберова соль, сернокислый магний и др.
Сера входит также в состав ряда природных газов, содержится в минеральных источниках, морях и океанах, в растениях, в организмах животных и человека.
Элементарную серу и различные ее соединения получают также химическим путем.
Чистая природная сера—твердое, кристаллическое вещество желтого цвета разных оттенков. Плавится при 113° С, кипит при 444,5° С. Плотность ее 2,07 г/см3.
Если нагретую до кипения серу вылить в холодную воду, то она станет пластической, а затем постепенно перейдет в кристаллическую. При быстром охлаждении кипящей серы можно получить тонкий порошок. Отливая расплавленную серу в деревянные формы, получают палочки, бруски, кирпичики и т. д.
Сера в воде не растворяется, а хорошо растворяется в некоторых органических жидкостях.
Сера широко применяется в химической промышленности и для борьбы с вредителями садово-огородных культур. Она служит сырьем для получения серной кислоты, сульфитцеллюлозы, для вулканизации каучука, в производстве красителей и само-светящихся красок и т. д. В фармацевтической промышленности применяется для приготовления различных мазей и лечебных препаратов. Широко используется для окуривания зараженных зернохранилищ, плодоовощехранилищ, чесоточных животных, для опыливания растений, против вредителей и болезней.
Сера — горючее вещество. Ее нельзя хранить вблизи отопительных приборов и трубопроводов.
Гипс. Минерал обычно белого цвета, состоит в основном из двуводного сернокислого кальция. Плотность его 2,2—2,4 г/см3. В природе встречаются несколько разновидностей гипса: крупнокристаллический (гипсовый шпат), листовой, чешуйчатый и волокнистый. Природный гипс содержит примеси: песок, известняк, сернистое железо и другие соединения, которые придают гипсу различную окраску.
Путем обжига природного гипса получают штукатурный гипс (алебастр). Обожженый и размолотый гипс применяется как вяжущее вещество в строительном деле, для скульптурных и орнаментных работ и в медицине, главным образом в хирургии.
Необожженый, измельченный гипс используют в сельском хозяйстве для так называемого гипсования (нейтрализации) почв и удобрения некоторых культур.
Известняк. Очень распространенная осадочная порода, состоящая главным образом из минерала кальцита (углекислого кальция) с примесью глины, песка, углекислого магния и др. Широко применяется в металлургической (флюсы), строительной, химической, сахарной промышленности, а также для нейтрализации кислых почв.
При обжиге известняка получают известь, а при гашении извести водой — известковое молоко. Они широко применяются при строительных и ремонтных работах.




Меню раздела

Моющие средства
Кислоты
Соли
Растворы и растворители
Полимерные материалы
Пластмассы
Каучуки, латексы, резина
Волокнистые материалы
Действие химических веществ на текстильные материалы
Составы для выведения пятен
Составы для стирки текстильных изделий
Красители
Подготовка изделий к крашению
Крашение шерстяных изделий
Крашение полушерстяных изделий
Крашение изделий из натурального шелка
Крашение полушелковых изделий
Крашение изделий из искусственных волокон
Крашение изделий из необработанной шерсти
Крашение универсальными красителями
Крашение кожаных изделий
Клеи
Замазки
Лаки
Эмали
Дезинфицирующие средства
Средства для дезодорации
Препараты против насекомых
Препараты против грызунов
Препараты для уничтожения паразитов
Природа холода
Охлаждение путем испарения воды
Лед и охлаждение льдом
Рассольное охлаждение
Почвы, их состав и свойства
Минеральные удобрения
Стимулирование роста растений
Препараты для обработки растений и семян
Препараты для борьбы с сорняками
Защита растений от холода
Химические средства для выращивания растений
Режим питания растений
Правила обращения с химикатами
Несовместимые химикаты
Отравление
Термические ожоги


 

© 2011 Химическая промышленность
Копирование материалов сайта разрешается только с указанием прямой индексируемой ссылки на источник.