Химические смеси виды названия интересные факты

ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО В ПРИРОДЕ

Прежде, чем перейти к рассмотрению особой группы осадочных пород – каустобиолитов, рассмотрим как возникает и накапливается в осадках и в осадочных породах литосферы органическое вещество.

Важнейшим процессом, в результате которого в конечном итоге возникли месторождения нефти и газа, явился фотосинтез, при котором световая энергия преобразуется в химическую. В основе его лежит переход водорода из воды в углекислый газ и образование органического вещества в форме глюкозы и кислорода. Из глюкозы аутотрофные организмы могут синтезировать полисахариды, например целлюлозу и крахмал.

Б. Тиссо и Д. Вельте приводят уравнение фотосинтеза, при котором зеленые растения, используя солнечный свет, накапливают энергию (h*v) образуя глюкозу (формула 1).

Древнейшая жизнь на Земле началась около 3,7-3,3 млрд. лет назад, но скачок накопления энергии в результате фотосинтеза произошел около 2 — 1,8 млрд. лет назад (рис.2.2.) с перехода на кислородную атмосферу, что вызвало появление новых групп организмов, и их расцвет привёл к формированию каустобиолитов.

В современных условиях по данным Б. Тиссо и Д. Вельте только 18% общего количества углерода планеты в осадочных породах имеет органическую природу, тогда как 82% углерода осадочного генезиса присутствует в форме карбонатов. По мнению этих исследователей, весь атмосферный кислород, который в настоящее время входит в состав карбонатов и силикатов, образовался в процессе фотосинтеза, а соотношение кислорода и углерода в атмосфере Земли соответствует этой пропорции в составе углекислого газа.

Вслед за фитопланктоном и бактериями третьим по важности поставщиком органического вещества в осадки являются высшие растения.

С докембрия до девона естественным продуцентом первичного органического вещества оставался морской фитопланктон. Начиная с девона все более возрастающая доля стала переходить высшим наземным растениям. В настоящее время считается, что морской фитопланктон и высшие наземные растения производят примерно равное количество органического углерода. Таким образом, продуцентами органического вещества являются в основном четыре группы организмов: фитопланктон, зоопланктон, высшие растения и бактерии (рис.2.2.).

Рис.2.2. События в истории Земли, которые повлияли на эволюцию жизни. До 2 млрд. лет на Земле не происходило массового образования органического вещества (по Б. Тиссо и Д. Вельте, 1981 г).

Учитывая, что в атмосфере содержание кислорода составляет 21%, а в воде на 1 литр приходится только несколько миллиграммов растворенного кислорода, логично предположить, что накопление органического вещества в осадках может происходить только в субаквальных осадках (морях, болотах).

Ткани отмерших организмов состоят из следующих веществ: белков-протеинов, липидов, углеводов и лигнина у высших растений (табл. 3). Вот определение этих терминов из словарей в Интернете с некоторыми упрощениями или уточнениями из других словарей.

Белки — природные высокомолекулярные органические соединения, построенные из остатков 20 аминокислот, которые соединены пептидными связями в длинные цепи. Белки — основа кожи, шерсти, шелка и других натуральных материалов. В зависимости от формы белковой молекулы различают фибриллярные и глобулярные белки. Протеины Простые белки, основа, на которой построены отдельные клетки животного организма и растения. [От греч. πρω̃τος — первый, важнейший].

Липиды (от греч. lípos — жир), жироподобные вещества, входящие в состав всех живых клеток и играющие важную роль в жизненных процессах.

Лигнин — органическое полимерное соединение, содержащееся в клеточных оболочках сосудистых растений. Пропитывая оболочки лигнин и целлюлоза вызывают одеревенение растений. Древесина лиственных пород содержит 2О-3О% лигнина, хвойных — до 5О%. В водрослях лигнин не обнаружен.

Углеводы — органические соединения, в состав которых входят углерод, кислород и водород. Углеводы — в растениях — первичные продукты фотосинтеза и основные исходные продукты биосинтеза других веществ. Подвергаясь окислительным превращениям, обеспечивают все живые клетки энергией, входят в состав клеточных оболочек и других структур, подразделяются на моносахариды, олигосахариды и полисахариды.

Целлюлоза (франц. cellulose — от лат. cellula, букв. — комнатка, здесь — клетка) (клетчатка), полисахарид, образованный остатками глюкозы; главная составная часть клеточных стенок растений, обусловливающая механическую прочность и эластичность растительных тканей. В коробочках хлопчатника содержится 95-98% целлюлозы, в лубяных волокнах 60-85%, в стволовой древесине 40-55%. В природе разложение целлюлозы осуществляют организмы, имеющие целлюлазу.

В отличие от морских организмов, высшие наземные растения, включая большую часть древесной растительности, содержат главным образом целлюлозу (30-50%) и лигнин (15-25%).

В додевонское время всю биомассу составляли бактерии, сине-зеленые водоросли и более высокоразвитые водоросли, обитавшие в море. Представителем более древних ископаемых природных сообществ организмов являются докембрийские угли водорослевого происхождения – шунгиты.

С начала девонского периода начинается все возрастающая дифференциация животного и растительного мира, и завоевание растениями континентов. В субаквальных осадках в составе остаточного, сформированного биологическим путем органического вещества, можно встретить три основных природных комбинации (табл. 3).

Таблица 3. Основные химические компоненты морского планктона в процентах от сухого веса (по Б. Тиссо и Д. Вельте, 1981 г).

Белки Липиды Углеводы Зола
Диатомовые 24-48 2-10 0-31 30-59
Дипофлагелляты 41-48 2-6 6-36 12-77
Копеподы 71-77 5-19 0-4 4-6

Следует отменить, что органическое вещество преимущественно наземного происхождения с высоким содержанием лигнина и углеводов характеризуется соотношением Н/С примерно 1,0-1,5 и наибольшей степенью ароматичности структуры. В органическом материале, образованном главным образом остатками автохтонного морского планктона, величина соотношения Н/С достигает примерно 1,7-1,9. Это органическое вещество имеет алифатическую и алициклическую структуру. В силу некоторых особенностей, благоприятными условиями для накопления обогащенных органическим материалом осадков являются зоны континентальных шельфов в зонах со спокойными водами: лагуны, эстуарии и глубокие впадины с ограниченной циркуляцией вод, а также – континентальные склоны. Вследствие особенностей химического состава устойчивы для сохранения в осадке липидные (или жироподобные) вещества как водонерастворимые соединения. Они лучше сохраняются входя в состав детритового органического материала (в меньшей степени — в состав растворенного органического материала) делая содержащие их осадки потенциально нефтематеринскими породами.

Все остальные вещества в водной среде гидролизуются, и, как следствие, в дальнейшем участвуют в пищевой пирамиде и в осадках не сохраняются. Наиболее обогащены подобным детритовым материалом алеврито-глинистые породы (табл. 4).

Таблица 4. Изменение содержания органического вещества в осадках серии Викинг Канады в зависимости от размерности пород (по Б. Тиссо и Д. Вельте, 1981 г).

Размер преобладающих частиц Среднее содержание органического Вещества, вес. %
Алевролит 1,79
Глина (2-4 мкм) 2,08
Глина (менее 2 мкм) 6,50

Обогащённые органическим веществом осадки способны формироваться в любом районе, где сохраняется высокий уровень поставки органического материала, относительно спокойных гидродинамический режим и средние скорости накопления тонкозернистых минеральных частиц. Минеральные частицы пелитовой (глинистые минералы) размерности легко адсорбируют органический материал. Эта тонкая минеральная взвесь вместе с взвешенными частичками детритового органического вещества характеризуется низкой плотностью и поэтому выносится из районов с высоким уровнем гидродинамической активности в зоны распространения более спокойных вод.

Для накапливающихся здесь тонкоразмерных осадков характерен ограниченный доступ растворенного молекулярного кислорода, вследствие чего возрастает вероятность сохранения органического вещества. При возрастании скорости седиментации наступает разубоживание и формируются осадки с низким содержанием органического вещества.

Липиды, сохранившиеся в осадках и преобразованные в результате проявления диагенетических и катагенетических процессов, называются битумами. При повышенном их содержании формируются битуминозные породы, такие как битуминозные песчаники, известняки. Особенностью битумов является их способность растворяться в скипидаре, хлороформе и других растворителях. Выделяется также группа веществ, которых в названных жидкостях не растворимы, но при прокаливании породы они выделяют летучие компоненты. Это — пиробитумы. К ним относятся такие твердые битумы, как антраксолиты, альбертиты, шунгиты.

Форма нахождения органических веществ в осадочных породах весьма различна. Различают: растительный детрит; капли и комочки, выполненные органическим материалом (в том числе кусочки окаменевшей смолы); органическое вещество может находиться в форме сорбентов на поверхности минеральных частиц породы; кроме того, органическое вещество может находиться и в рассеянной форме, например в виде органического вещества, входящего в состав кристаллической решетки минералов породы.

При изучении петрографического состава пород при помощи поляризационного микроскопа принято подразделять фрагменты органического вещества на три группы:

1-ая группа включает тонкодисперсное ОВ, размер частиц которого менее 0,005 мм. Оно практически не видимо и усматривается в виде серого оттенка породы, так как находится в основном в сорбированном состоянии;

2-ая группа включает мелкий спорово-пыльцевой и растительный детрит с размером частиц органического вещества более 0,005 мм. Здесь органическое вещество уже отделяется от вмещающей породы и различимо в виде мелких фрагментов.

3-ья группа включает органическое вещество, попавшее в породе уже в процессе постседиментационного преобразования, в катагенезе или эпигенезе. Их размер и форма нахождения зависит от вторичных процессов, преобразующих вмещающую породу. Они либо развиты по микростилолитам или трещинам, либо выполняют поры или каверны в породе. Это – капли нефти, мигрирующие по трещинам и порам породы.

В морских и озёрных осадках сохраняются липиды, остальные органические вещества, попавшие в осадок гидролизуются, переходят в сахарах и уходят на питание микроорганизмов, обитающих в водоёмах.

Благоприятными условиями для накопления обогащенных ОВ морских осадков являются зоны континентальных шельфов в зонах со спокойными водами: лагуны, эстуарии и глубокие впадины с ограниченной циркуляцией вод, а также – континентальные склоны.

САПРОПЕЛИТЫ

Веществом, на примере которого наиболее ярко видны принципы формирования нефти из осадочных пород, обогащенных органическим веществом, являются сапропели. Сапропель (сапрос – гнилой, пилос – ил) (рис. 2.3.) формируется в результате разложения анаэробными бактериями (без доступа кислорода) остатков членистоногих, водорослей, планктона с формированием в результате органогенного ила и характеризуется высоким содержание органического углерода или С орг.

Рис. 2.3. Относительное положение залежей торфа и сапропеля в условиях озерно-болотного ландшафта. (В.Н. Волков, 2005г.)

Сапропель выглядит как однородная бурая масса полупрозрачная в тонких прослоях, напоминающая засохший столярный клей. Процессы преобразования пород типа сапропелей происходит в результате их погружения на определенную глубину, в результате чего возрастают температура и давление, и, как следствие, исходное органическое вещество породы обезвоживается, в нем возрастает содержание водорода, уменьшается содержание кислорода и азота. В качестве возможного источника протонефти рассматривается также гумусовое органическое вещество, слагающие многие угольные месторождения нашей планеты.

Исходное органическое вещество осадочных пород при их погружению на глубину попадает в зону все возрастающих температуры и давления. В этих породах постепенно происходят процессы преобразования, в результате которых остаются преимущественно измененные липиды, и формируется протонефть. Считается, что минимальное давление, при котором начинает формироваться первые месторождения нефти, отвечает перекрытию вышележащими породами более 900 м.

ПРОЦЕСС ОБРАЗОВАНИЯ НЕФТИ

Процесс образования нефти сопровождается обогащением органического вещества водородом. Этот процесс именуется гидрогенизацией. Вопрос об источнике водорода в настоящее время различными исследователями рассматривается по разному. Часть из них считает, что водород является неотъемлемой частью осадочного процесса и входит в состав нефтей по мере их преобразования в недрах без привноса водорода извне, другие исследователи считает этот водород привнесенным из глубин Земли.

Исследования современных ученых обширны и очень сложно аргументированы. Отдельно рассматривается преобразование сапропелевого и гумусового по происхождению органического вещества. По данным, приведенным О.К. Баженовой и др. (2004), был проведен эксперимент с третичными бурыми углями, которые нагревали в анклаве (более 6 лет) с увеличением температуры испытываемого материала на 1°С в неделю. Бурые угли в результате преобразовались в смесь жирного газа, углекислого газа и воды. В это же время пермский торбанит (разновидность богхеда, встречающегося в Шотландии, субаквальной природы) в этих же условиях генерировал продукт, не отличимый от сырой парафинистой нефти. Таким образом, считается установленным образование нефти из морских отложений, а не из континентальных преимущественно растительных, с которыми исследователи связывают генерацию газа.

Конечным продуктом преобразования органического вещества на глубине является графит и метан. При погружении на глубину с повышением давления и температуры в диагенезе первым начинает генерироваться газ, потом в катагенезе включается генерация нефти, и на катагенез приходится сначала пик генерации нефти, потом пик генерации газа, потом генерация нефти завершается, и генерация газа, так называемое «газовое дыхание» завершает этот процесс в стадию метагенеза.

Около 2-1,8 млрд. лет в результате появления кислородной атмосферы животные организмы, попадая после жизни в осадок стали формировать некие осадочные породы типа сапропелитов, которые спустя 2 млрд. лет дошли до нашего времени постепенно преобразуясь в виде шунгитов. Из первичных сапропелитов докембрия, вероятно, первоначально генерировалась нефть, в настоящее время это – углеподобные породы, похожие на антрациты (угольный ряд).

Около 430-410 млн. лет (силурийский период палеозоя) растительность вышла на сушу и в болотных условиях на суше стали накапливаться угли. Около 400-330 млн. лет — в девоне-карбоне сформировалось большое количество месторождений углей. Угли при метаморфизме продуцируют газ, в меньшей степени протонефть. Шунгиты, сапропелиты и угли, проходя на глубине преобразование, и сохраняются в преобразованном состоянии на протяжении всей истории своего существования в той или иной степени продуцируют и нефть и газ.

Весь комплекс пород, исходных для возникновения нефти и газа, нефть, газ и уголь, находящиеся в недрах Земли получили общее название «каустобиолиты».

КАУСТОБИОЛИТЫ

Предметом изучения настоящего учебного курса являются нефть и газ. Нефть, газ, угли и горючие сланцы, твердые битумы представляют собой особую группу минеральных образований земной коры. Они сформировались в результате преобразований органического вещества, первоисточником которых являлись живые организмы. Захороненное в породе органическое вещество изменяется по мере погружения пород земной коры вследствие геотермического градиента и повышения давления с глубиной.

В настоящем учебном курсе основное внимание уделено нефтяной ветви каустобиолитов. А так как угли рассматриваются в другом учебном курсе с соответствующим наименованием, то мы тему углей здесь не рассматриваем.

Итак, все горючие полезные ископаемые подразделяются на два больших ряда: угольный и нефтяной (см. рис.1.14, стр.31.). Нефти характеризуются весьма незначительным колебанием содержания углерода (83-87%), водорода (12-14%) и кислорода (от десятых долей % до 1,5%), отмечается примесь серы и азота (до 1-2%), в то время как в каустобиолитах угольного ряда диапазон их содержания изменяется более значительно.

Источник

Вещества в природе

Урок 9: Вещества в природе

А как вы думаете, существуют чистые вещества? Для решения этого вопроса, посмотрим на рисунок.

1fb1 orig

Девочка, относительно ребят выглядит чистенько и опрятно, можно сказать, что она служит для них образцом. Мальчишки оба грязные, но их загрязнённость разная. Значит, вещество, которое не будет содержать примесей, является чистым. В зависимости от процентного содержания примесей, выделяют виды чистых веществ.

2fb1 orig
Источник

Снова возникает вопрос, можем ли мы применить к воде понятие чистое вещество? Таковой является дистиллированная вода, полученная путём перегонки.

3fb1 orig
Источник

Во время кипячения вода, в виде пара, через газоотводящую трубку, поступает в пробирку-приёмник, которая помещена в стакан со льдом. Полученная таким образом вода не способна проводить электрический ток, поскольку не содержит солей, она относится к химически чистым веществам, которые находят применение в лаборатории и медицине. Не стоит путать данный процесс с кипячением, который вы ежедневно наблюдаете. Кипячёная вода будет электропроводна, поскольку соли не были удалены.

Растворы как смеси

Окружающий мир состоит из смесей. Воздух, который нам так необходим, земля, пища, одежда, техника, можно перечислять до бесконечности. Однако по своему внешнему виду, они существенно отличаются. К примеру, смесь вода – спирт и вода – масло, вода – песок и вода – сахар.

4fb1 orig

Гомогенная смесь характеризуется однородностью, наливая в стакан столовую воду, о присутствии минеральных солей, мы можем судить по вкусу и читая состав на этикетке. Взяв в руки бронзовую монету, мы не можем выделить отдельно медь и олово.

Играя в салки в воде, так увлекаетесь игрой, и не замечаете, что песок со дна распределился по воде. Бегая по пляжу, поднимаете столб пыли. Вы наверняка, даже не подозреваете, что это все примеры природных гетерогенных смесей. Ключевым признаком является их неоднородность.

5fb1 orig

В зависимости от агрегатного состояния составляющих частиц, разделяют следующие гетерогенные смеси.

6fb1 orig

Применение суспензий имеет широкий спектр во многих отраслях:

  • Медицина: порошки, зубная паста, скраб;
  • Химическая промышленность: пасты, порошки, красители;
  • Пищевая промышленность: соусы, кетчупы, шоколадная масса.

Налив в стакан с водой малую часть подсолнечного масла и потом взболтав эту смесь, вы завороженно наблюдали за пузырьками. Это классический пример эмульсии в быту, смесь взаимно нерастворимых жидкостей. Однако пролившаяся нефть в море, которая также является примером эмульсии, наносит большой вред всему живому организму.

7fb1 orig

Разделение гетерогенных смесей, а также гомогенных, возможно с помощью следующих способов.

8jfgjf
Источник

Данный урок посвящён гомогенным смесям, а именно растворам, в которых не существует границы между входящими веществами.

Состав растворов

9fb1 orig
Источник

Чтобы приготовить сладкий напиток, необходимо взять сахар (растворимое вещество) и воду, которая будет играть роль растворителя. Масса раствора состоит из входящих в неё компонентов.

10fb1 orig

Растворённое вещество в данном случае сахар, поскольку его количество малое по отношению к воде.

Чтобы выразить, какую часть занимает растворённое вещество, введём понятие массовая концентрация или массовая доля.

11fb1 orig

Вернёмся к примеру с сахаром, массовая концентрация вещества будет составлять:

tabl1 orig

Чем выше масса растворённого вещества, тем более концентрированный раствор.

И снова вспомним наш сладкий раствор, допустим, вы утром ещё не очень проснулись, и вместо одной ложечки сахара, положили две. Как выйти из ситуации? Правильно, добавить воды. При этом доля растворённого вещества (сахара) уменьшается и образуется разбавленный раствор.

Разберёмся ещё с одним понятием – растворимость.

12gsfh orig
Источник

Обратите внимание, что указывается растворимость при определённой температуре. Возьмём два стакана объёмом 100 мл, в одном горячая, а во втором холодная вода. В оба добавим 3 столовых ложки сахара. Как вы думаете, где лучше и быстрее растворится сахар? Конечно там, где температура воды выше.

Существует зависимость между растворимостью и природой вещества.

13gsfh orig
Источник

Растворимость сахара при температуре 20 °C составляет 2000 г на 1л, раствор с такими данными будет насыщенным. При меньшем содержании растворённого вещества – ненасыщенным, большем – пересыщенным.

14gfdh1
Источник

Химия не только удивительная наука, но она ещё и экспериментальная. С разрешения взрослых, Вы можете выполнить эксперимент. Вырастить замечательный «сад». Чтобы выполнить данный опыт, необходимо приготовить насыщенный раствор медного купороса или другой соли.

15gsfh orig

А как Вы думаете, может концентрированный раствор вещества быть ненасыщенным. Математические расчёты помогут дать ответ. Допустим, что растворили 200 г сахара в 100 г воды при температуре 20°C. Необходимо определить массовую концентрацию.

tabl2ig

Как показывают расчёты, этот раствор будет концентрированным, однако является ненасыщенным.

Насыщенность и концентрация – это разные понятия.

16hdfhig

Рассмотрим на примере сахара и гипса (CaSO4∙2H2O).

17hdfhig

Поскольку большинство химических процессов происходит между растворами, важно знать, какое количество вещества там содержится. Содержание растворённого вещества можно выразить в массовых долях, а также с помощью ещё одного вида, которая носит название молярная концентрация.

Если массовая доля растворённого вещества показывает содержание вещества в растворе (%), то молярная концентрация указывает, сколько моль содержится в 1 литре раствора.

18hdfhig

Промоделируем лабораторную ситуацию. Разбавленный раствор щёлочи был приготовлен путём растворения 10 г гидроксида натрия в 500 мл воды. Наша с Вами задача, определить массовую и молярную концентрации.

scrin1

Задачи на концентрацию растворов

С приготовлением растворов связана работа не только химиков, люди разных профессий сталкиваются с этой задачей, где необходимо рассчитать какое количество растворённого вещества содержится в растворе.

Задача 1. Какую массу соли и объём воды нужно, чтобы приготовить концентрированный раствор соли массой 500 г с массовой долей хлорида калия 70%?

scrin2

Задача 2. К раствору хлорида железа (II) объёмом 500 мл, плотность которого равна ρ = 1,012 г/мл и массовой долей 12 % прибавили 100 г воды. Вычислите молярную концентрацию полученного раствора.

scrin3

Достаточно часто возникает необходимость смешивать растворы, концентрация массовых долей которых отличается, чтобы получить раствор определённой концентрации. Рассмотрим правило смешивания растворов или как его ещё называют «правило креста»

19dfg
Источник

Задача 3. Определите концентрацию раствора, полученного при сливании растворов сульфата натрия массой 300 г 25% и 150 г 10%.

scrin4

Задача 4. Раствор серной кислоты массой 250 г с массовой долей 15%, реагирует с цинком. Сколько грамм соли образовалось в результате реакции?

Источник



Вещества и их свойства. Физические и химические явления.

За последние 200 лет человечество изучило свойства веществ лучше, чем за всю историю развития химии. Естественно, количество веществ так же стремительно растет, это связано, прежде всего, с освоением различных методов получения веществ.

В повседневной жизни мы сталкиваемся с множеством веществ. Среди них – вода, железо, алюминий, пластмасса, сода, соль и множество других. Вещества, существующие в природе, например, кислород и азот, содержащиеся в воздухе, вещества, растворенные в воде, и имеющие природное происхождение, называются природными веществами. Алюминия, цинка, ацетона, извести, мыла, аспирина, полиэтилена и многих других веществ в природе не существует.

Их получают в лаборатории, и производит промышленность. Искусственные вещества не встречаются в природе, их создают из природных веществ. Некоторые вещества, существующие в природе, можно получить и в химической лаборатории.

Так, при нагревании марганцовки выделяется кислород, а при нагревании мела – углекислый газ. Ученые научились превращать графит в алмаз, выращивают кристаллы рубина, сапфира и малахита. Итак, наряду с веществами природного происхождения существует огромное множество и искусственно созданных веществ, не встречающихся в природе.

Вещества, не встречающиеся в природе, производятся на различных предприятиях: фабриках, заводах, комбинатах и т.п.

В условиях исчерпания природных ресурсов нашей планеты, сейчас перед химиками стоит важная задача: разработать и внедрить методы, при помощи которых можно искусственно, в условиях лаборатории, или промышленного производства, получать вещества, являющиеся аналогами природных веществ. Например, запасы топливных ископаемых в природе на исходе.

Может настать тот момент, когда нефть и природный газ закончатся. Уже сейчас ведутся разработки новых видов топлива, которые были бы такими же эффективными, но не загрязняли окружающую среду. На сегодняшний день человечество научилось искусственно получать различные драгоценные камни, например, алмазы, изумруды, бериллы.

Агрегатное состояние вещества

Вещества могут существовать в нескольких агрегатных состояниях, три из которых вам известны: твердое, жидкое, газообразное. Например, вода в природе существует во всех трех агрегатных состояниях: твердом (в виде льда и снега), жидком (жидкая вода) и газообразном (водяной пар). Известны вещества, которые не могут существовать в обычных условиях во всех трех агрегатных состояниях. Например, таким веществом является углекислый газ. При комнатной температуре это газ без запаха и цвета. При температуре –79°С данное вещество «замерзает» и переходит в твердое агрегатное состояние. Бытовое (тривиальное) название такого вещества «сухой лед». Такое название дано этому веществу из-за того, что «сухой лед» превращается в углекислый газ без плавления, то есть, без перехода в жидкое агрегатное состояние, которое присутствует, например, у воды.

Это интересно: Химические свойства кислорода

Таким образом, можно сделать важный вывод. Вещество при переходе из одного агрегатного состояния в другое не превращается в другие вещества. Сам процесс некоего изменения, превращения, называется явлением.

Физические явления. Физические свойства веществ.

Явления, при которых вещества изменяют агрегатное состояние, но при этом не превращаются в другие вещества, называют физическими. Каждое индивидуальное вещество обладает определенными свойствами. Свойства веществ могут быть различными или сходными друг с другом. Каждое вещество описывают при помощи набора физических и химических свойств. Рассмотрим в качестве примера воду. Вода замерзает и превращается в лед при температуре 0°С, а закипает и превращается в пар при температуре +100°С. Данные явления относятся к физическим, так как вода не превратилась в другие вещества, происходит только изменение агрегатного состояния. Данные температуры замерзания и кипения – это физические свойства, характерные именно для воды.

Свойства веществ, которые определяют измерениями или визуально при отсутствии превращения одних веществ в другие, называют физическими

Испарение спирта, как и испарение воды – физические явления, вещества при этом изменяют агрегатное состояние. После проведения опыта можно убедиться, что спирт испаряется быстрее, чем вода – это физические свойства этих веществ.

К основным физическим свойствам веществ можно отнести следующие: агрегатное состояние, цвет, запах, растворимость в воде, плотность, температура кипения, температура плавления, теплопроводность, электропроводность. Такие физические свойства как цвет, запах, вкус, форма кристаллов, можно определить визуально, с помощью органов чувств, а плотность, электропроводность, температуру плавления и кипения определяют измерением. Сведения о физических свойствах многих веществ собраны в специальной литературе, например, в справочниках. Физические свойства вещества зависят от его агрегатного состояния. Например, плотность льда, воды и водяного пара различна.

Газообразный кислород бесцветный, а жидкий – голубой Знание физических свойств помогает «узнавать» немало веществ. Например, медь – единственный металл красного цвета. Соленый вкус имеет только поваренная соль. Иод – почти черное твердое вещество, которое при нагревании превращается в фиолетовый пар. В большинстве случаев для определения вещества нужно рассматривать несколько его свойств. В качестве примера охарактеризуем физические свойства воды:

  • цвет – бесцветная (в небольшом объеме)
  • запах – без запаха
  • агрегатное состояние – при обычных условиях жидкость
  • плотность – 1 г/мл,
  • температура кипения – +100°С
  • температура плавления – 0°С
  • теплопроводность – низкая
  • электропроводность – чистая вода электричество не проводит

Кристаллические и аморфные вещества

При описании физических свойств твердых веществ принято описывать структуру вещества. Если рассмотреть образец поваренной соли под увеличительным стеклом, можно заметить, что соль состоит из множества мельчайших кристаллов. В соляных месторождениях можно встретить и весьма крупные кристаллы. Кристаллы – твердые тела, имеющие форму правильных многогранников Кристаллы могут иметь различную форму и размер. Кристаллы некоторых веществ, таких как поваренная сольхрупкие, их легко разрушить. Существуют кристаллы довольно твердые. Например, одним из самых твердых минералов считается алмаз. Если рассматривать кристаллы поваренной соли под микроскопом, можно заметить, что все они имеют похожее строение. Если же рассмотреть, например, частицы стекла, то все они будут иметь различное строение – такие вещества называют аморфными. К аморфным веществам относят стекло, крахмал, янтарь, пчелиный воск. Аморфные вещества – вещества, не имеющие кристаллического строения

Химические явления. Химическая реакция.

Если при физических явлениях вещества, как правило, лишь изменяют агрегатное состояние, то при химических явлениях происходит превращение одних веществ в другие вещества. Приведем несколько простых примеров: горение спички сопровождается обугливанием древесины и выделением газообразных веществ, то есть, происходит необратимое превращение древесины в другие вещества. Другой пример: со временем бронзовые скульптуры покрываются налетом зеленого цвета. Дело в том, что в состав бронзы входит медь. Этот металл медленно взаимодействует с кислородом, углекислым газом и влагой воздуха, в результате на поверхности скульптуры образуются новые вещества зеленого цвета Химические явления – явления превращений одних веществ в другие Процесс взаимодействия веществ с образованием новых веществ называют химической реакцией. Химические реакции происходят повсеместно вокруг нас. Химические реакции происходят и в нас самих. В нашем организме непрерывно происходят превращения множества веществ, вещества реагируют друг с другом, образуя продукты реакции. Таким образом, в химической реакции всегда есть реагирующие вещества, и вещества, образовавшиеся в результате реакции.

  • Химическая реакция – процесс взаимодействия веществ, в результате которого образуются новые вещества с новыми свойствами
  • Реагенты – вещества, вступающие в химическую реакцию
  • Продукты – вещества, образовавшиеся в результате химической реакции

Химическая реакция изображается в общем виде схемой реакции РЕАГЕНТЫ -> ПРОДУКТЫ

  • реагенты – исходные вещества, взятые для проведения реакции;
  • продукты – новые вещества, образовавшиеся в результате протекания реакции.

Любые химические явления (реакции) сопровождаются определенными признаками, при помощи которых химические явления можно отличить от физических. К таким признакам можно отнести изменение окраски веществ, выделение газа, образование осадка, выделение тепла, излучение света.

Многие химические реакции сопровождаются выделением энергии в виде тепла и света. Как правило, такими явлениями сопровождаются реакции горения. В реакциях горения на воздухе вещества реагируют с кислородом, содержащимся в воздухе. Так, например, металл магний вспыхивает и горит на воздухе ярким слепящим пламенем. Именно поэтому вспышку магния использовали при создании фотографий в первой половине ХХ века. В некоторых случаях возможно выделение энергии в виде света, но без выделения тепла. Один из видов тихоокеанского планктона способен испускать ярко-голубой свет, хорошо заметный в темноте. Выделение энергии в виде света – результат химической реакции, которая протекает в организмах данного вида планктона.

Источник

Химические смеси: виды, названия, интересные факты

Одним из основных аспектов химии является сочетание различных веществ. Иногда сочетание веществ может вызвать химическую реакцию и связь, что создает совершенно новое вещество, которое называют соединением. Однако иногда нету химической реакции или связи. В этом случае из комбинированных веществ образуется смесь.

Смесь изготавливают тогда, когда объединяются два или более веществ. Каждое вещество, содержащееся в смеси, называют компонентом. При их смешивании новое вещество не образуется. А чтобы узнать о других сочетаниях веществ, где происходит химическая реакция или связь, читайте учебник по химии за 7 класс О.В. Григоровича.

Общие свойства смеси:

Компоненты смеси можно легко отделить.

Каждый компонент сохраняет свои первоначальные свойства.

Доля компонентов изменчива.

Виды смесей

Существуют однородные (гомогенные) и неоднородные (гетерогенные) смеси. В однородной смеси все вещества равномерно распределяются по всей смеси. Частицы других веществ в них невозможно обнаружить даже с помощью микроскопа (соленая вода, воздух, кровь).

В неоднородной смеси вещества не равномерно распределены (шоколадное печенье, пицца, масло в воде). Такие смеси формируют дисперсные системы. Компоненты дисперсных систем называют дисперсионной средой и дисперсной фазой.

К однородным смесям относятся смеси газов, растворы, сплавы, а к неоднородным – суспензии и коллоиды.

Растворы (однородные)

Раствор – это смесь, где одно из веществ растворяется в другом. Вещество, которое растворяется, называется растворимым веществом. Вещество, которое не растворяется, называется растворителем.

Пример раствора – соленая вода. Эти компоненты можно легко отделить путем испарения, и каждый из них сохраняет свои первоначальные свойства. Однако соль равномерно распределяется в воде. В этом примере вода является растворителем, а соль – растворимым веществом.

Следует заметить, чтобы приготовить раствор, нужно газообразное, жидкое или твердое вещество смешать с растворителем (водой, спиртом, ацетоном).

Есть разница между раствором и смесью. В химии раствор – это тип смеси. Раствор – это смесь, которая одинакова или равномерная в течение всего времени. Смесь, которая не является раствором, не является равномерной в течение всего времени. Например, песок в воде – это гетерогенная смесь.

Сплавы (однородные)

Сплав – это смесь элементов, которая имеет характеристику металла. По крайней мере один из смешанных элементов – это металл. Примером является сталь, которая изготавливается из смеси железа и углерода. Узнать о других сплавах можно в учебнике по химии 7 класс Г.А. Лашевской.

Суспензии (гетерогенные)

Суспензия – это смесь жидкости или газа и частиц твердого вещества, которые не растворяются. Эти частицы «подвешены» в жидкости. Основная характеристика суспензии заключается в том, что твердые частицы со временем оседают и отделяются, если их оставить в покое.

Примером суспензии является смесь воды и песка. При смешивании песок будет рассеиваться по всей воде. Если его оставить в покое, песок оседает на дно.

Химические смеси. Источник: Cursos Rápidos Grátis

Cursos Rápidos Grátis

Коллоиды (гетерогенные)

Коллоид – это смесь, где очень маленькие частицы одного вещества равномерно распределяются по всему остальному веществу. Они выглядят очень похожими на растворы, но частицы суспендуються, а не полностью растворяются.

Разница между коллоидом и суспензией заключается в том, что частицы в течение определенного периода пор не будут оседать на дне, они останутся взвешенными или плавающими.

Примером коллоида является молоко. Молоко – это смесь жидкого жира, рассеянного и суспендированного в воде. Коллоиды, как правило, считаются неоднородными смесями, но имеют и некоторые качества однородных.

Интересные факты о смесах:

Дым – это смесь частиц, что суспендуються в воздухе.

Вода из крана – это смесь воды и других частиц. Чистую воду или H2O обычно называют дистиллированной водой.

Многие вещества, с которыми мы сталкиваемся каждый день, – это смеси. Воздух, которым мы дышим, – это смесь газов, таких как кислород и азот.

Кровь – это смесь, которую можно разделить центрифугой на две ее основные части: плазму и эритроциты.

Смеси могут быть жидкостями, газами и твердыми веществами.

Не можете выполнить задание из учебника или рабочей тетради? Тогда вам в этом помогут ГДЗ и решебники по химии за 7 класс.

Источник

Неорганические вещества: примеры и свойства

Ежедневно человек взаимодействует с большим количеством предметов. Они изготовлены из разных материалов, имеют свою структуру и состав. Все, что окружает человека можно разделить на органическое и неорганическое. В статье рассмотрим, что представляют собой такие вещества, приведем примеры. Также определим, какие встречаются неорганические вещества в биологии.

Описание

Неорганическими называются такие вещества, в составе которых нет углерода. Они противоположны органическим. Также к этой группе относят несколько углеродосодержащих соединений, например:

  • цианиды;
  • оксиды углерода;
  • карбонаты;
  • карбиды и другие.

Примеры неорганических веществ:

  • вода;
  • разные кислоты (соляная, азотная, серная);
  • соль;
  • аммиак;
  • углекислый газ;
  • металлы и неметаллы.

Неорганическая группа отличается отсутствием углеродного скелета, который характерен для органических веществ. Неорганические вещества по составу принято делить на простые и сложные. Простые вещества составляют немногочисленную группу. Всего их насчитывается примерно 400.

Простые неорганические соединения: металлы

Металлы – простые вещества, соединение атомов которых основывается на металлической связи. Эти элементы имеют характерные металлические свойства: теплопроводность, электропроводность, пластичность, блеск и другие. Всего в этой группе выделяют 96 элементов. К ним относятся:

  • щелочные металлы: литий, натрий, калий;
  • щелочноземельные металлы: магний, стронций, кальций; медь, серебро, золото;
  • легкие металлы: алюминий, олово, свинец;
  • полуметаллы: полоний, московий, нихоний;
  • лантаноиды и лантан: скандий, иттрий;
  • актиноиды и актиний: уран, нептуний, плутоний.

В основном в природе металлы встречаются в виде руды и соединений. Чтобы получить чистый металл без примесей, проводится его очистка. При необходимости возможно проведение легирования или другой обработки. Этим занимается специальная наука – металлургия. Она подразделяется на черную и цветную.

Простые неорганические соединения: неметаллы

Неметаллы – химические элементы, которые не обладают металлическими свойствами. Примеры неорганических веществ:

  • вода;
  • азот;
  • сера;
  • кислород и другие.

Неметаллы отличаются большим числом электронов на внешнем энергетическом уровне их атома. Это обуславливает некоторые свойства: повышается способность присоединять дополнительные электроны, проявляется более высокая окислительная активность.

В природе можно встретить неметаллы в свободном состоянии: кислород, хлор, фтор, водород. А также твердые формы: йод, фосфор, кремний, селен.

Некоторые неметаллы имеют отличительное свойство – аллотропию. То есть они могут существовать в различных модификациях и формах. Например:

  • газообразный кислород имеет модификации: кислород и озон;
  • твердый углерод может существовать в таких формах: алмаз, графит, стеклоуглерод и другие.

Сложные неорганические соединения

Эта группа веществ более многочисленна. Сложные соединения отличаются наличием в составе вещества нескольких химических элементов.

Рассмотрим подробнее сложные неорганические вещества. Примеры и классификация их представлены ниже в статье.

1. Оксиды – соединения, одним их элементов которых является кислород. В группу входят:

  • несолеобразующие (например, монооксид углерода, оксид азота);
  • солеобразующие оксиды (например, оксид натрия, оксид цинка).

2. Кислоты – вещества, в состав которых входят ионы водорода и кислотные остатки. Например, азотная кислота, серная кислота, сероводород.

3. Гидроксиды – соединения, в составе которых присутствует группа –ОН. Классификация:

  • основания – растворимые и нерастворимые щелочи – гидроксид меди, гидроксид натрия;
  • кислородосодержащие кислоты – диводород триоксокарбонат, водород триоксонитрат;
  • амфотерные – гидроксид хрома, гидроксид меди.

4. Соли – вещества, в составе которых есть ионы металла и кислотные остатки. Классификация:

  • средние: хлорид натрия, сульфид железа;
  • кислые: гидрокарбонат натрия, гидросульфаты;
  • основные: нитрат дигидроксохрома, нитрат гидроксохрома;
  • комплексные: тетрагидроксоцинкат натрия, тетрахлороплатинат калия;
  • двойные: алюмокалиевые квасцы;
  • смешанные: сульфат алюминия калия, хлорид меди калия.

5. Бинарные соединения – вещества, состоящие из двух химических элементов:

  • бескислородные кислоты;
  • бескислородные соли и другие.

Неорганические соединения, содержащие углерод

Такие вещества традиционно относятся к группе неорганических. Примеры веществ:

  • Карбонаты — эфиры и соли угольной кислоты – кальцит, доломит.
  • Карбиды – соединения неметаллов и металлов с углеродом – карбид бериллия, карбид кальция.
  • Цианиды – соли цианистоводородной кислоты – цианид натрия.
  • Оксиды углерода – бинарное соединение углерода и кислорода – угарный и углекислый газы.
  • Цианаты – являются производными от циановой кислоты – фульминовая кислота, изоциановая кислота.
  • Карбонильные металлы – комплекс металла и монооксида углерода – карбонил никеля.

Свойства неорганических веществ

Все рассмотренные вещества отличаются индивидуальными химическими и физическими свойствами. В общем виде можно выделить отличительные черты каждого класса неорганических веществ:

1. Простые металлы:

  • высокая тепло- и электропроводность;
  • металлический блеск;
  • отсутствие прозрачности;
  • прочность и пластичность;
  • при комнатной температуре сохраняют твердость и форму (кроме ртути).

2. Простые неметаллы:

  • простые неметаллы могут быть в газообразном состоянии: водород, кислород, хлор;
  • в жидком состоянии встречается бром;
  • твердые неметаллы имеют немолекулярное состояние и могут образовывать кристаллы: алмаз, кремний, графит.

3. Сложные вещества:

  • оксиды: вступают в реакцию с водой, кислотами и кислотными оксидами;
  • кислоты: вступают в реакцию с водой, основными оксидами и щелочами;
  • амфотерные оксиды: могут вступать в реакции с кислотными оксидами и основаниями;
  • гидроксиды: растворяются в воде, имеют широкий диапазон температур плавления, могут менять цвет при взаимодействии с щелочами.

Органические и неорганические вещества клетки

Клетка любого живого организма состоит из множества компонентов. Некоторыми из них являются неорганические соединения:

  • Вода. Например, количество воды в клетке составляет от 65 до 95%. Она необходима для осуществления химических реакций, перемещения компонентов, процесса терморегуляции. Также именно вода определяет объем клетки и степень ее упругости.
  • Минеральные соли. Могут присутствовать в организме как в растворенном виде, так и в нерастворенном. Важную роль в процессах клетки играют катионы: калий, натрий, кальций, магний — и анионы: хлор, гидрокарбонаты, суперфосфат. Минералы необходимы для поддержания осмотического равновесия, регуляции биохимических и физических процессов, образования нервных импульсов, поддержания уровня свертываемости крови и многих других реакций.

Для поддержания жизнедеятельности важны не только неорганические вещества клетки. Органические компоненты занимают 20-30 % ее объема.

  • простые органические вещества: глюкоза, аминокислоты, жирные кислоты;
  • сложные органические вещества: белки, нуклеиновые кислоты, липиды, полисахариды.

Органические компоненты необходимы для выполнения защитной, энергетической функции клетки, они служат источником энергии для клеточной активности и запасают питательные вещества, проводят синтез белков, передают наследственную информацию.

В статье были рассмотрены сущность и примеры неорганических веществ, их роль в составе клетки. Можно сказать, что существование живых организмов было бы невозможным без групп органических и неорганических соединений. Они важны в каждой сфере человеческой жизни, а также в существовании каждого организма.

Источник

Adblock
detector