Химические свойства основные: Химические свойства основных оксидов | CHEMEGE.RU

%PDF-1.7 % 1 0 obj > /OCGs [3 0 R 4 0 R 5 0 R 6 0 R 7 0 R 8 0 R 9 0 R 10 0 R 11 0 R 12 0 R] >> /Pages 13 0 R /Type /Catalog >> endobj 14 0 obj >> endobj 2 0 obj > stream application/pdf

CochinCochinRegularOpen Type001. 000FalseCochin.otf

WhiteCMYKPROCESS0. 0000000.0000000.0000000.000000

C=0 M=90 Y=85 K=0CMYKPROCESS0. 00000090.00000085.0000000.000000

C=85 M=10 Y=100 K=10CMYKPROCESS85.00000010.000000100.00000010. 000000

Основные оксиды — получение и химические свойства » HimEge.ru

Основными  называются  такие  оксиды,  которым  соответствуют  основания.  Например,  Na₂O, CaO являются основными оксидами, так как им соответствуют основания NaOH, Ca(OH)₂ .

1. Взаимодействие металла с кислородом:

2Mg + O₂ = 2MgO,

2Cu + O₂ = 2CuO.

Этот метод неприменим для щелочных металлов, которые при окислении обычно дают пероксиды и супероксиды, и только литий, сгорая, образует оксид Li₂O.

2. Обжиг сульфидов:

2CuS + 3O₂ = 2 CuO + 2SO₂,

4FeS₂ + 11O₂ = 2 Fe₂O₃ + 8SO₂.

Этим методом нельзя получить оксиды щелочных металлов.

3. Разложение нерастворимых оснований (при t):

Сu(OH)₂ = CuO + H₂O.

4. Разложение солей кислородсодержащих кислот — чаще нитратов и карбонатов (при t):

ВаСО₃ = ВаО + СО₂,

2Pb(NO₃)₂ = 2PbO + 4NO₂ + O₂,

4FeSO₄ = 2Fe₂O₃ + 4SO₂ + O₂.

Большинство основных оксидов представляет собой твердые кристаллические вещества ионного характера, в узлах кристаллической решетки расположены ионы металлов, достаточно прочно связанные с оксид-ионами О^—2, поэтому оксиды типичных металлов обладают высокими температурами плавления и кипения.

1. Большинство основных оксидов не распадаются при нагревании, исключение составляют оксиды ртути и благородных металлов:

2HgO = 2Hg + O₂,

2Ag₂O = 4Ag + O₂.

2. Типичные реакции с образованием солей:

3. Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов непосредственно реагируют с водой:

Li₂O + H₂O = 2LiOH,

CaO + H₂O = Ca(OH)₂.

4. Как и все другие типы оксидов, основные оксиды могут вступать в окислительно-восстановительные реакции:

Fe₂O₃ + 2Al = Al₂O₃ + 2Fe,

3CuO + 2NH₃ = 3Cu + N₂ + 3H₂O,

4FeO + O₂ = 2Fe₂O₃.

Химические свойства оксидов, оснований, кислот и солей.

Кислоты в свете ТЭД

1.                Химические свойства кислот.

1.                    Кислота _{Р., Н.} + Ме(ОН)_{х Р., Н.} = соль + вода  (р. Обмена, р. Нейтрализации, если Ме(ОН)_х— щелочь)

2.               Кислота _Р.+ Ме_хО_у (степень окисления Ме от  +1до +4) = соль_Р. + вода  (р. Обмена,)
3.               Кислота  _Р.+ соль _{Р. иногда Н.}=    новая кислота + новая соль (р. Обмена, ↓, ↑-СО₂, SO₂, Н₂S,  кислота  сильнее новой кислоты)  
4.               Кислота  +   Ме   =   соль + Н₂↑ (р. Замещения, происходит если: а) Ме стоит в ЭХРН до Н₂, б) Соль —  р., в) Кислота – р., г) Кислота не HNO₃ и не конц. Н₂SO₄)

2.       Способы получения

1.                Кислотный оксид + вода = кислота (кислородсодержащие кислоты)
2.                НеМе + Н₂= Н_хнеМе (бескислородные кислоты)
3.                Соль + кислота = новая кислота + новая соль↓

Основания в свете ТЭД

1. Химические свойства оснований.

1. Кислота _{Р., Н.} + Ме(ОН)_{х Р., Н.} = соль + вода  (р. Обмена, р. Нейтрализации, если Ме(ОН)_х— щелочь)
2.               Основание _Р.+ Ме_хО_у  (степень окисления Ме от  +5 до +7) = соль + вода  (р. Обмена)

Основание _Р.+ неМе_хО_у  = соль + вода  (р. Обмена)

3.               Основание _Р.+ соль _Р.=    новое основание  + новая соль (р. Обмена, ↓, ↑-NH₃)  
4.               Нерастворимое основание   ^t=   неМе_хО_у + Н₂О↑ (р. Разложения)

2.       Способы получения

4.          Оксид Ме + вода = щелочь (Li₂O, Na₂O, K₂O, Rb₂O, Cs₂O, CaO, BaO, SrO)
5.          Щелочной  2Ме  + 2Н₂О= 2МеОН _Р + Н₂↑ (щелочь) ( Li, Na, K, Rb, Cs)

Щелочноземельный Ме + 2Н₂О= Ме(ОН) _Р (щелочь) + Н₂↑ (Ca, Ba, Sr)

6.          Соль _р + основание _р = новое основание↓+ новая соль

Соли, их классификация, свойства в свете ТЭД

Соли

Свойства солей

1. Соль + кислота = другая соль + другая кислота   (↓ или ↑ CO₂, SO₂, H₂S)

2. Соль (р) + щелочь = другая соль + другое основание  (↓ или ↑ NH₃)

3. Соль₁ (р) + соль₂ (р) = соль₃ + соль₄ (↓ )

4. Соль (р) + металл (более активный, но не IA, IIA-подгрупп) = другая соль (р) + другой металл (менее активный)

5.  Некоторые соли могут разлагаться при прокаливании.

СаСО₃ = СаО + СО₂

(CuOH)₂ СО₃ CuO + CO₂ + H₂O

2NaHCO₃Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O

MeNO₃ —

Оксиды, их классификация, свойства в свете ТЭД

Оксиды

Несолеобразующие       Солеобразующие

CO, N₂O, NO, SiO,

Основные            Амфотерные      Кислотные

                                     Ме^+1,+2_xO_y          Ме^+3,+4_xO_y             Ме^>+4_xO_y

          НЕМе_xO_y

Химические свойства основных оксидов

1. О.О + кислота = соль + вода

2. O.O+  вода = щелочь!!!

3. О.О + К.О = соль

4. О.О + А.О = соль

Химические свойства кислотных оксидов

1. К.О + основание = соль + вода

2. К.O+  вода = кислота (искл. SiO₂)

3. О.О + К.О = соль

4. K.О + А.О = соль

5. K.O +  соль летучих К.О= новая соль + летучий К.О↑

Химические свойства  амфотерных оксидов

1.   А.О + щелочь = соль + вода

  А.О + кислота = соль + вода

2.   А.O+  вода = реакция не идет

3.   А.О + К.О = соль

4.   А.О + О.О = соль

5.   А.O +  соль летучих К.О= новая соль + летучий К.О↑

Физические и химические свойства вещества

Физические и химические свойства вещества

Свойства вещества можно разделить на экстенсивные или интенсивные, а также на физические или химические.

Цели обучения

Признать разницу между физическими и химическими, интенсивными и экстенсивными свойствами

Основные выводы

Ключевые моменты

• Все свойства вещества являются либо физическими, либо химическими, а физические свойства либо интенсивными, либо обширными.
• Обширные свойства, такие как масса и объем, зависят от количества измеряемого вещества.
• Интенсивные свойства, такие как плотность и цвет, не зависят от количества присутствующего вещества.
• Физические свойства можно измерить без изменения химической идентичности вещества.
• Химические свойства можно измерить только путем изменения химической идентичности вещества.

Ключевые термины

• интенсивное свойство : Любая характеристика вещества, не зависящая от количества присутствующего вещества.
• обширное свойство : Любая характеристика вещества, зависящая от количества измеряемого вещества.
• физическое свойство : Любая характеристика, которая может быть определена без изменения химической идентичности вещества.
• химическое свойство : Любая характеристика, которая может быть определена только путем изменения молекулярной структуры вещества.

Все свойства материи либо экстенсивные, либо интенсивные, либо физические, либо химические.Обширные свойства, такие как масса и объем, зависят от количества измеряемого вещества. Интенсивные свойства, такие как плотность и цвет, не зависят от количества вещества. И экстенсивные, и интенсивные свойства являются физическими свойствами, что означает, что их можно измерить без изменения химической идентичности вещества. Например, температура замерзания вещества является физическим свойством: когда вода замерзает, это неподвижная вода (H ₂ O) — просто она находится в другом физическом состоянии.

Твердое тело, жидкости и газы : Вода может существовать в нескольких состояниях, включая лед (твердое тело), ​​воду (жидкость) и водяной пар (газ).

Между тем, химическое свойство — это любое свойство материала, которое проявляется в ходе химической реакции; то есть любое качество, которое может быть установлено только путем изменения химической идентичности вещества. Химические свойства нельзя определить, просто взглянув на вещество или прикоснувшись к нему; Чтобы исследовать химические свойства вещества, необходимо повлиять на его внутреннюю структуру.

Физические свойства

Физические свойства — это свойства, которые можно измерить или наблюдать без изменения химической природы вещества. Некоторые примеры физических свойств:

• цвет (интенсивный)
• плотность (интенсивная)
• том (обширный)
• масса (обширная)
• точка кипения (интенсивная): температура, при которой вещество закипает
• точка плавления (интенсивная): температура плавления вещества

Физические свойства : Материя имеет массу и объем, что демонстрирует этот бетонный блок.Вы можете наблюдать его массу, чувствуя, насколько он тяжелый, когда пытаетесь поднять его; вы можете наблюдать его объем, глядя на него и замечая его размер. Масса и объем являются примерами обширных физических свойств.

Химические свойства

Помните, определение химического свойства заключается в том, что измерение этого свойства должно приводить к изменению химической структуры вещества. Вот несколько примеров химических свойств:

• Теплота сгорания — это энергия, выделяющаяся при полном сгорании (сгорании) соединения с кислородом.Обозначение теплоты сгорания ΔH _c .
• Химическая стабильность означает, будет ли соединение реагировать с водой или воздухом (химически стабильные вещества не вступают в реакцию). Гидролиз и окисление — две такие реакции, обе представляют собой химические изменения.
• Воспламеняемость означает, будет ли соединение гореть под воздействием огня. Опять же, горение — это химическая реакция, обычно высокотемпературная реакция в присутствии кислорода.
• Предпочтительная степень окисления — это степень окисления с наименьшей энергией, для достижения которой металл будет подвергаться реакциям (если присутствует другой элемент, принимающий или отдающий электроны).

Физические и химические изменения вещества

Есть два типа изменения материи: физическое изменение и химическое изменение.

Цели обучения

Определите ключевые особенности физических и химических изменений

Основные выводы

Ключевые моменты

• Физические изменения меняют только внешний вид вещества, но не его химический состав.
• Химические изменения заставляют вещество превращаться в совершенно новое вещество с новой химической формулой.
• Химические изменения также известны как химические реакции. «Ингредиенты» реакции называются реагентами, а конечные результаты — продуктами.

Ключевые термины

• химическое изменение : процесс, при котором вещество превращается в новое вещество с новой химической формулой.
• химическая реакция : Процесс, включающий разрыв или образование межатомных связей и преобразование вещества (или веществ) в другое.
• физическое изменение : процесс, при котором вещество не становится принципиально другим веществом.

Есть два типа изменения материи: физическое изменение и химическое изменение. Как следует из названия, физическое изменение влияет на физические свойства вещества, а химическое изменение влияет на его химические свойства. Многие физические изменения обратимы (например, нагревание и охлаждение), тогда как химические изменения часто необратимы или обратимы только с дополнительным химическим изменением.

Physical & Chemical Changes: Это видео описывает физические и химические изменения в материи.

Физические изменения : Смешивание смузи включает физические изменения, но не химические.

Физические изменения

Другой способ думать об этом заключается в том, что физическое изменение не приводит к тому, что вещество становится принципиально другим веществом, но химическое изменение заставляет вещество превращаться во что-то химически новое.Например, смешивание смузи включает два физических изменения: изменение формы каждого фрукта и смешивание множества разных кусочков фруктов. Поскольку никакие химические вещества в компонентах смузи не меняются во время смешивания (например, вода и витамины из фруктов остаются неизменными), мы знаем, что никаких химических изменений не происходит.

Резка, разрыв, дробление, измельчение и перемешивание — это еще одни типы физических изменений, поскольку они изменяют форму, но не состав материала.Например, смешивание соли и перца создает новое вещество без изменения химического состава любого из компонентов.

Фазовые изменения — это изменения, которые происходят, когда вещества плавятся, замораживаются, кипятятся, конденсируются, сублимируются или осаждаются. Это также физические изменения, потому что они не меняют природу вещества.

Кипящая вода : Кипящая вода является примером физического изменения, а не химического изменения, потому что водяной пар по-прежнему имеет ту же молекулярную структуру, что и жидкая вода (H ₂ O).Если бы пузырьки были вызваны разложением молекулы в газ (например, H ₂ O → H ₂ и O ₂ ), то кипение было бы химическим изменением.

Химические изменения

Химические изменения также известны как химические реакции. «Ингредиенты» реакции называются реагентами, а конечные результаты — продуктами. Переход от реагентов к продуктам обозначен стрелкой:

Реагенты → Продукция

Образование пузырьков газа часто является результатом химического изменения (за исключением случая кипения, которое является физическим изменением).Химическое изменение также может привести к образованию осадка, например к появлению мутного материала при смешивании растворенных веществ.

Гниение, горение, приготовление пищи и ржавчина — все это дальнейшие типы химических изменений, поскольку они производят вещества, представляющие собой совершенно новые химические соединения. Например, сгоревшая древесина превращается в золу, углекислый газ и воду. Под воздействием воды железо превращается в смесь нескольких гидратированных оксидов и гидроксидов железа. Дрожжи осуществляют ферментацию для производства спирта из сахара.

Неожиданное изменение цвета или выделение запаха также часто указывает на химическое изменение. Например, цвет элемента хрома определяется его степенью окисления; одно соединение хрома изменит цвет только в том случае, если оно подвергнется реакции окисления или восстановления. Тепло от варки яйца изменяет взаимодействие и форму белков яичного белка, тем самым изменяя его молекулярную структуру и превращая яичный белок из полупрозрачного в непрозрачный.

Лучший способ быть полностью уверенным в том, является ли изменение физическим или химическим, — это провести химический анализ вещества, например масс-спектроскопию, для определения его состава до и после реакции.

1.3 Физические и химические свойства — химия

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Определять свойства и изменения вещества как физические или химические
• Определять свойства материи как экстенсивные или интенсивные

Характеристики, позволяющие отличить одно вещество от другого, называются свойствами. Физическое свойство — это характеристика вещества, не связанная с изменением его химического состава.Знакомые примеры физических свойств включают плотность, цвет, твердость, точки плавления и кипения, а также электропроводность. Мы можем наблюдать некоторые физические свойства, такие как плотность и цвет, без изменения физического состояния наблюдаемой материи. Другие физические свойства, такие как температура плавления железа или температура замерзания воды, можно наблюдать только по мере того, как материя претерпевает физические изменения. Физическое изменение — это изменение состояния или свойств материи без какого-либо сопутствующего изменения ее химического состава (идентичности веществ, содержащихся в материи).Мы наблюдаем физические изменения, когда воск тает, когда сахар растворяется в кофе и когда пар конденсируется в жидкую воду (рис. 1). Другие примеры физических изменений включают намагничивание и размагничивание металлов (как это делается с обычными бирками для защиты от кражи) и измельчение твердых частиц в порошки (которые иногда могут приводить к заметным изменениям цвета). В каждом из этих примеров происходит изменение физического состояния, формы или свойств вещества, но не изменяется его химический состав.

Изменение одного типа вещества в другой тип (или невозможность изменения) — это химическое вещество недвижимость . Примеры химических свойств включают воспламеняемость, токсичность, кислотность, реакционную способность (многие типы) и теплоту сгорания.Железо, например, соединяется с кислородом в присутствии воды с образованием ржавчины; хром не окисляется (рис. 2). Нитроглицерин очень опасен, потому что легко взрывается; неон почти не представляет опасности, потому что он очень инертен.

Чтобы определить химическое свойство, мы ищем химическое изменение.Химическое изменение всегда производит один или несколько типов материи, которые отличаются от материи, существовавшей до изменения. Образование ржавчины — это химическое изменение, потому что ржавчина — это другой тип вещества, чем железо, кислород и вода, присутствовавшие до образования ржавчины. Взрыв нитроглицерина — это химическое изменение, потому что образующиеся газы представляют собой вещества, очень отличающиеся от исходного вещества. Другие примеры химических изменений включают реакции, которые проводятся в лаборатории (например, взаимодействие меди с азотной кислотой), все формы горения (горения) и приготовление, переваривание или гниение пищи (рис. 3).

Свойства материи можно разделить на две категории. Если свойство зависит от количества присутствующего вещества, это обширное свойство . Масса и объем вещества являются примерами обширных свойств; например, галлон молока имеет большую массу и объем, чем чашка молока. Стоимость обширной собственности прямо пропорциональна количеству рассматриваемого вещества.Если свойство образца вещества не зависит от количества присутствующего вещества, это свойство интенсивного действия . Температура — это пример интенсивного свойства. Если галлон и чашка молока имеют температуру 20 ° C (комнатная температура), при их объединении температура остается на уровне 20 ° C. В качестве другого примера рассмотрим различные, но взаимосвязанные свойства тепла и температуры. Брызги горячего кулинарного масла на руку вызывают кратковременный небольшой дискомфорт, тогда как горшок с горячим маслом вызывает серьезные ожоги.И капля, и горшок с маслом имеют одинаковую температуру (интенсивное свойство), но горшок явно содержит гораздо больше тепла (экстенсивное свойство).

Опасный алмаз

Вы могли видеть символ, показанный на Рисунке 4, на контейнерах с химическими веществами в лаборатории или на рабочем месте. Этот алмаз с химической опасностью, который иногда называют «огненным алмазом» или «опасным алмазом», дает ценную информацию, которая кратко описывает различные опасности, о которых следует помнить при работе с определенным веществом.

Национальное агентство противопожарной защиты (NFPA) 704 Система идентификации опасностей была разработана NFPA для предоставления информации о безопасности определенных веществ. Система детализирует воспламеняемость, реактивность, здоровье и другие опасности. Верхний (красный) ромб внутри общего символа ромба указывает уровень пожарной опасности (диапазон температур для точки вспышки).Синий (левый) ромб указывает на степень опасности для здоровья. Желтый (правый) ромб указывает на опасность реакционной способности, например, насколько легко вещество подвергнется детонации или сильному химическому изменению. Белый (нижний) ромб указывает на особые опасности, например, если он является окислителем (который позволяет веществу гореть в отсутствие воздуха / кислорода), вступает в необычную или опасную реакцию с водой, является коррозионным, кислотным, щелочным, биологическая опасность, радиоактивность и т. д. Каждая опасность оценивается по шкале от 0 до 4, где 0 означает отсутствие опасности, а 4 — чрезвычайно опасную.

Хотя многие элементы сильно различаются по своим химическим и физическим свойствам, некоторые элементы обладают схожими свойствами. Мы можем идентифицировать наборы элементов, которые демонстрируют общее поведение. Например, многие элементы хорошо проводят тепло и электричество, а другие плохо проводят. Эти свойства можно использовать для сортировки элементов по трем классам: металлы (элементы с хорошей проводимостью), неметаллы (элементы с плохой проводимостью) и металлоиды (элементы, обладающие свойствами как металлов, так и неметаллов).

Периодическая таблица — это таблица элементов, в которой элементы с похожими свойствами расположены близко друг к другу (рис. 4). Вы узнаете больше о таблице Менделеева, продолжая изучать химию.

Все вещества обладают определенными физическими и химическими свойствами и могут претерпевать физические или химические изменения. Физические свойства, такие как твердость и температура кипения, и физические изменения, такие как плавление или замерзание, не влекут за собой изменение состава вещества. Химические свойства, такие как воспламеняемость и кислотность, а также химические изменения, такие как ржавление, приводят к образованию вещества, которое отличается от того, что было раньше.

Измеримые свойства делятся на две категории.Обширные свойства зависят от количества присутствующего вещества, например, от массы золота. Интенсивные свойства не зависят от количества присутствующего вещества, например, плотности золота. Тепло — это пример экстенсивного свойства, а температура — пример интенсивного свойства.

Упражнения по химии в конце главы

1. Классифицируйте шесть подчеркнутых свойств в следующем абзаце как химические или физические:

   Фтор — это бледно-желтый газ , который вступает в реакцию с большинством веществ .Свободный элемент плавится при −220 ° C и кипит при −188 ° C . Мелкодисперсные металлы горят во фторе ярким пламенем. Девятнадцать граммов фтора вступят в реакцию с 1,0 граммами водорода .

2. Классифицируйте каждое из следующих изменений как физические или химические:

   (а) конденсация пара

   (б) сжигание бензина

   (в) сквашивание молока

   (г) растворение сахара в воде

   (д) плавка золота

3. Классифицируйте каждое из следующих изменений как физические или химические:

   (а) сжигание угля

   (б) таяние льда

   (c) смешивание шоколадного сиропа с молоком

   (г) взрыв петарды

   (д) намагничивание отвертки

4. Объем пробы газообразного кислорода изменился с 10 мл до 11 мл при изменении температуры.Это химическое или физическое изменение?
5. 2,0-литровый объем газообразного водорода в сочетании с 1,0 литром газообразного кислорода для получения 2,0 литров водяного пара. Кислород претерпевает химические или физические изменения?
6. Объясните разницу между экстенсивными и интенсивными свойствами.
7. Определите следующие свойства как обширные или интенсивные.

   (а) том

   (б) температура

   (в) влажность

   (г) тепло

   (е) точка кипения

8. Плотность (d) вещества — это интенсивное свойство, которое определяется как отношение его массы (m) к его объему (V).

   [латекс] \ text {density} = \ frac {\ text {mass}} {\ text {volume}} [/ latex] [latex] \ text {d} = \ frac {\ text {m}} {\ текст {V}} [/ latex]

   Учитывая, что масса и объем являются экстенсивными свойствами, объясните, почему их соотношение, плотность, является интенсивным.

Каковы химические свойства? — Определение и примеры — Видео и стенограмма урока

Примеры химических свойств

Изучение и наблюдение различных веществ на Земле имеет важное значение для эффективного и безопасного использования веществ.Представьте себе фильм, в котором ученых и исследователей вызывают при обнаружении чужеродного вещества — с веществом обращаются с осторожностью, и они проводят с ним различные тесты, чтобы точно знать, что это такое и на что оно способно.

Частью этого процесса будет определение химических свойств вещества. Некоторые из наиболее распространенных химических свойств включают:

Теплота сгорания

В реакции горения участвует кислород и выделяется энергия в виде тепла.Выделяемое тепло — это то, что мы называем теплотой сгорания. При реакции горения с кислородом разные материалы имеют разную теплоту сгорания, связанную с ними.

Когда органическое вещество вступает в реакцию сгорания с кислородом, оно производит углекислый газ, воду и, таким образом, выделяет тепло. Типичный пример сжигания метана Ch5 с кислородом показан здесь:

Горению подвергаются не только органические соединения.Металлы также подвергаются сгоранию, например металлический магний, который реагирует с кислородом с образованием оксида магния и записывается так:

Энтальпия образования

Когда вещество образуется из стандартных элементов, тепло выделяется или поглощается. Связанное с этим тепло — это то, что мы называем стандартной энтальпией образования . Это важная характеристика, поскольку она говорит нам о стабильности соединения, а также о его реакционной способности с другими соединениями.Каждый элемент в своей стандартной форме находится в следующих условиях: при давлении 1 атмосфера и температуре 298,15 К. В этой таблице показаны некоторые стандартные энтальпии нескольких различных соединений.

Токсичность

Токсичность — очень важное химическое свойство, потому что оно говорит нам о вреде, который вещество может нанести другим организмам. Некоторые общие токсичные вещества — это ртуть и различные типы кислот.Сюда также входят бытовые товары, например, содержащие аммиак.

В химической лаборатории на бутылках с высокотоксичными химикатами есть символ в виде черепа и скрещенных костей:

Определяя токсичность вещества, мы можем узнать, является ли оно химическим токсикантом (те, которые могут отравить вас), биологическим токсикантом (те, которые могут вызвать у вас болезнь) или физическим токсикантом (те, которые могут вызвать повреждение вашего тела при вдыхании) и примите соответствующие меры для его безопасного использования и хранения.

Воспламеняемость

Всем известно, что нельзя бросать спирт в открытое пламя при тушении пожара. Это потому, что все мы знаем, что алкоголь невероятно легко воспламеняется.

Воспламеняемость — это мера того, насколько легко что-то горит. Это очень важное химическое свойство, поскольку оно может указывать на правильный способ использования и хранения вещества.

Однако вы не можете определить воспламеняемость вещества, просто взглянув на него — это то, что мы должны проверить.Сжигание вещества меняет его идентичность, так что это определенно химическое свойство.

Краткое содержание урока

Химическое свойство — это свойство вещества, которое наблюдается, когда вещество подвергается химическому изменению. Химическое изменение — это тип изменения, который также изменяет идентичность вещества из-за разрыва и образования новых химических связей. Химические свойства помогают идентифицировать и характеризовать различные вещества. Некоторые примеры химических изменений, с которыми мы обычно сталкиваемся, — это горение древесины, порча пищи и созревание фруктов.

Некоторые химические свойства, вызванные такими химическими изменениями, включают:

• теплота сгорания или тепло, выделяемое в результате реакции горения
• Энтальпия образования , или тепло, выделяемое или поглощаемое при образовании стандартных элементов
• Токсичность или токсичные и / или ядовитые свойства вещества
• Воспламеняемость , который указывает на то, будет ли вещество гореть

Каждое из этих свойств очень важно при классификации различных веществ и помогает людям принимать необходимые меры предосторожности при обращении с различными химическими веществами.

Важная терминология

• Химическое свойство : свойство вещества, которое наблюдается, когда вещество подвергается химическому изменению
• Химическое изменение : изменение, которое также изменяет идентичность вещества из-за разрыва и образования новых химических связей
• В реакции горения участвует кислород : энергия выделяется в виде тепла
• Стандартная энтальпия образования : тепло, выделяемое или поглощаемое реакцией
• Токсичность : ядовитые части любого вещества
• Воспламеняемость : означает, будет ли вещество гореть

Результаты обучения

Этот видеоурок по химическим свойствам является ценным ресурсом, который может подготовить вас к:

• Присвойте значение термину «химические свойства»
• Приведите примеры общих химических свойств

Синтез и производство: создание и использование новых веществ и новые преобразования — за пределами молекулярных границ

Существует здоровая интеграция различных областей химии и химической инженерии.Эта интеграция объединяет синтез и измерения, теорию и эксперимент, а также проектирование и производство. Интеграция распространяется на смежные дисциплины, с которыми химия и химическая инженерия разделяют интеллектуальные границы науки и технологий — биологию, физику и электронику, и это лишь некоторые из них. Это открыло большие новые возможности.

В химии химики-синтетики будут все больше использовать особые свойства катализаторов на основе металлов, как твердых, так и растворимых комплексов, для разработки новых селективных и эффективных превращений.Инженеры-химики все чаще участвуют в разработке продуктов, помимо проектирования процессов, что требует неотъемлемого участия инженера-химика в молекулярной концепции и дизайне продуктов. Физические химики и инженеры-химики будут все больше понимать химию поверхности и свойства твердых катализаторов; это понимание поможет в разработке еще более совершенных катализаторов. Химики-неорганики создадут много новых типов молекул, сочетающих в себе неорганические и органические компоненты и имеющих применение и интерес как в неорганической, так и в органической химии.Моделирование химических реакторов значительно продвинуло область производства электронных материалов.

Химики-теоретики будут все в большей степени способны предсказывать свойства неизвестных молекул и, таким образом, будут стимулировать химиков-синтетиков создавать интересные. По мере того, как инженеры-химики открывают новые горизонты в биологической инженерии, они эффективно объединяются с химиками и биологами, чтобы влиять на биосистемы и процессы, от метаболизма до клеточной адгезии. Синергия с биологией особенно сильна в медицинской химии, где компьютерные методы используются для создания лекарств.В каждой фармацевтической компании группа компьютерного дизайна работает с молекулярной структурой важного белка, которая была определена химиками-строителями, и направляет и рационализирует работу синтетических групп. Таким образом были разработаны некоторые важные новые лекарства, и в будущем их будет гораздо больше.

Биомиметический синтез

По мере того, как мы все больше понимаем химию, выполняемую живыми системами, в частности, катализируемую ферментами, мы продолжим разработку биомиметических методов для достижения некоторых из особых селективностей, которые проявляют ферменты.Ферменты могут избирательно связывать определенную молекулу из смеси веществ в клетке, а затем удерживать ее таким образом, чтобы геометрия комплекса фермент-субстрат определяла, что происходит дальше в последовательности химических реакций. Например, в комплексе фермент-субстрат реакция может происходить в определенной части молекулы, даже если это не самый химически реактивный сайт — в отличие от обычной синтетической химии, где изменения происходят в реактивных функциональных группах.С другой стороны, ферментативная реакция может привести только к одному из нескольких возможных стереохимических последствий. Например, фермент может связывать природную L-аминокислоту, но не в зеркальном отражении, и таким образом отличать L-аминокислоты, содержащиеся в клетках человека, от D-аминокислот, которые иногда встречаются в бактериях.

Селективное введение хиральности — проблема, представляющая большой интерес в настоящее время в синтезе, и она обычно решается с помощью той же концепции, которая регулирует ферментативные реакции. Нехиральный субстрат взаимодействует с хиральным реагентом или катализатором, и следует избирательное превращение субстрата в хиральный продукт.Новаторская работа по разработке таких методов была отмечена в 2001 году Нобелевскими премиями Уильяму С. Ноулзу, Риодзи Нойори и К. Барри Шарплессу. В синтезе связывание часто включает силы, совершенно иные, чем те, которые используются в ферментах, а реагенты и катализаторы намного меньше, чем белковые ферменты. Новые процедуры все чаще включают образование четко определенных молекулярных комплексов между субстратом и катализатором или субстратом и реагентом, что может позволить химикам преодолеть классическое преобладание селективности реакционной способностью функциональных групп.Дональд Дж. Крам, Жан-Мари Лен и Чарльз Дж. Педерсен получили Нобелевские премии в 1987 году за свои работы по молекулярным комплексам.

Есть еще один подход, который все чаще становится частью синтеза: использование ферментов в качестве катализаторов. Этот подход подкрепляется новой способностью химиков и молекулярных биологов модифицировать ферменты и изменять их свойства. Также существует интерес к использованию для этой цели искусственных ферментов, либо ферментоподобных, но не белковых, либо белковых, но основанных на антителах.Каталитические антитела и небелковые имитаторы ферментов показали некоторые привлекательные свойства ферментов в процессах, для которых природные ферменты не подходят.

Производство

Химические производственные системы включают реализацию схем химического синтеза для преобразования одного состава вещества в другой в масштабах от очень малых (микрограммы) до очень больших (сотни миллиардов килограммов в год). Эти материалы и процессы делают жизнь современной. Они могут быть неорганическими, органическими или даже биологическими, и они охватывают диапазон от металлов и бетона до стекла, бумаги и пластика; от современных композитов и электронных материалов до удобрений, агрохимикатов и красителей; от питьевой воды и топлива до безопасных хладагентов; и от фармацевтических препаратов до упаковки для безопасных ядерных отходов.Независимо от того, какой состав производится, независимо от цели и масштаба, инженеры-технологи сталкиваются с непрекращающимися требованиями. Эти требования заключаются в повышении эффективности использования капитала и снижении затрат на материалы, рабочую силу и энергию — и все это при производстве материалов высокого и стабильного качества с надежностью, безопасностью, устойчивостью и минимальным воздействием на окружающую среду.

Конкретные новые задачи в области проектирования технологических систем носят как экономический, так и социальный характер. Глобализация химического предприятия открыла новые рынки, связанные с общим повышением уровня жизни во всем мире.В то же время глобализация привела к росту конкуренции во всем мире. Это, наряду с внедрением электронной торговли, повышает эффективность рынка. Это также приводит к снижению производственной рентабельности в период повышения требований инвесторов к предсказуемому росту прибыли, несмотря на присущий очень крупномасштабной капиталоемкой отрасли цикличный характер.

Устойчивое развитие, снижение опасностей, защита здоровья и окружающей среды остаются серьезными проблемами для обрабатывающих производств.Многие из используемых сырьевых материалов — особенно получаемых из нефти, газа, а также некоторых растений и животных — истощались и в некоторых случаях продолжают истощаться со скоростями либо большими по сравнению с известными запасами, либо быстрее, чем восполнение. Кроме того, существует потребность в том, чтобы продукты, промежуточные соединения, растворители, катализаторы и другие материалы, производимые или выбранные для использования в химическом производстве, были как можно более безопасными и нетоксичными во время их использования и чтобы они были восстанавливаемыми или легко разлагаемыми после их использования.

Кроме того, по самой природе химических превращений почти всегда остаются неиспользованные химические вещества. Эти химические остатки включают загрязняющие вещества в сырье, неполностью преобразованное сырье, неизбежные побочные продукты, побочные продукты неселективной реакции, отработанные катализаторы и растворители. Уже давно предпринимаются попытки минимизировать производство таких отходов, а также восстановить и повторно использовать те, которые невозможно удалить. Для тех, которые нельзя использовать повторно, были предприняты поиски другого использования, и в крайнем случае были предприняты усилия по безопасному удалению всего, что осталось.Те же меры применяются к любым остаткам от производства энергии из топлива, производимого или потребляемого в обрабатывающих отраслях. Особую неотложную и растущую озабоченность вызывают потенциальные пагубные последствия выбросов углекислого газа в атмосферу в результате сжигания ископаемого топлива, о чем подробнее говорится в главах 9 и 10.

Химическое предприятие должно решать социальные и экологические проблемы, с которыми оно сталкивается. Для этого потребуется начать с другого сырья, производить новые продукты, использовать новые источники энергии и уделять гораздо больше внимания созданию и удалению отходов.Выполнение этих шагов потребует инноваций в используемой химии, в катализаторах для облегчения этой химии, в реакторах для производства продуктов с помощью этой новой химии и в методах разделения для очистки полученных продуктов и восстановления всего остального.

В будущем, вероятно, будет более широкое использование более обильного или возобновляемого сырья, а также более широкое повторное использование таких материалов, как углекислый газ, соли, смолы и шламы, которые в настоящее время выбрасываются как отходы. Использование некоторых из этих альтернативных видов сырья и химикатов может потребовать большего количества энергии, чем требуется для сырья, которое используется в настоящее время, и необходимо будет тщательно рассмотреть источник и влияние любого такого увеличения потребности в энергии.Многие из этих целей включены в принципы зеленой химии. ²

Химиям, таким как газификация, карбоксилирование, карбонилирование, частичное окисление и расщепление солей, может уделяться гораздо больше внимания при производстве. Эти химические процессы потребуют одновременной разработки более селективных каталитических и биокаталитических систем и промоторов, а также процессов, требующих гораздо менее экзотических конструкционных материалов, чем те, которые доступны сейчас. Требования к большей эффективности использования капитала, энергии и материалов потребуют разработки более тесно интегрированных технологических систем.Такие системы потребуют большей рециркуляции массы и энергии, большего повторного использования побочных продуктов и достижений в области автоматизированного управления технологическими процессами в масштабах всего предприятия. Только с такими достижениями можно будет поддерживать безопасность, надежность, гибкость, работоспособность и экономичность в высокоинтегрированных системах.

Некоторые из новых технологий технологического проектирования для производства будут включать новые устройства и использование новых явлений, которые изменят наш традиционный взгляд на единичные операции в химическом машиностроении.В области реакторной техники новые установки могут включать центробежные реакторы или реакторы с высокой скоростью сдвига, реакторы с очень коротким временем контакта или реакторы с вращающимся слоем насадки. В этих установках интенсификация процесса (см. Вставку) часто является основной движущей силой уменьшения размера устройства или оборудования. Другие новые реакторные технологии включают микроволновые реакторы, цель которых — снизить потребление энергии и общую температуру реакционных смесей за счет выполнения селективного нагрева частиц катализатора.Новые технологии разделения включают мембранную абсорбцию и мембранную дистилляцию, центробежные дистилляционные колонны и адсорберы с имитацией движущегося слоя.

Интересной тенденцией интенсификации процесса является не только уменьшение размеров оборудования, но и интеграция различных функций и явлений. Например, микрореакторы — это устройства очень малых размеров, которые имеют структуру, состоящую из разных слоев с микрообработанными каналами (диаметром от 10 до 100 микрон).Слои выполняют разные функции, такие как смешивание, каталитическая реакция, теплообмен и разделение. Очень высокие скорости теплопередачи (например, 20000 Вт / м ² K) позволяют экзотермическим процессам протекать изотермически. Кроме того, очень низкие отношения реакционного объема к площади поверхности делают микрореакторы привлекательными для процессов, в которых используются высокотоксичные компоненты.

Интенсификация процесса также может быть достигнута путем перенастройки стандартного оборудования. Хорошим примером является использование колонн с разделенными стенками для дистилляции, в которых различные разделения, которые обычно выполняются в отдельных колоннах, объединены в одну единственную колонну.Это достигается за счет грамотной перестановки лотков и перегородок между ними, что дает значительную экономию как капитальных затрат, так и энергии. Другой способ добиться интенсификации процесса — это расширить функции устройства. Примером является реактивная дистилляция, при которой задерживающий катализатор добавляется через подмножество тарелок в колонне для одновременного проведения реакции и разделения. Колонка с метилацетатом, разработанная Eastman Chemical (см. Вставку), является прекрасной иллюстрацией резкого снижения затрат, которое может быть достигнуто с помощью этой технологии.В частности, одна реакционная ректификационная колонна заменила большую сложную установку, состоящую из одного реактора и девяти обычных колонн. Это не только снизило необходимые капитальные вложения до одной пятой первоначальной стоимости, но также значительно снизило потребление энергии.

Потребность в повышении эффективности использования капитала, энергии и материалов потребует разработки более интегрированных технологических систем, предполагающих большую рециркуляцию массы и энергии, а также достижений в области автоматизированного управления процессами для поддержания безопасности, надежности, гибкости и работоспособности в таких условиях. высокоинтегрированные системы.Эффективность капитала также будет стимулировать потребность в большей интенсификации процесса, как обсуждалось выше, чтобы производить больше материала быстрее и на меньшем пространстве. Необходимо будет разработать новые методы, использующие новые явления для увеличения собственных скоростей массопереноса (для реакторов и устройств разделения), теплопередачи (опять же связанной с устройствами разделения и реакции) и кинетики реакции. Кроме того, синергетическое сочетание нескольких задач в одном устройстве, например реактивной дистилляции, станет более распространенным.Такие достижения могут привести к новым конфигурациям реакторов и новым разделениям и другому технологическому оборудованию, использующему другие явления, чем в настоящее время, что приведет к меньшим, более простым, менее энергоемким процессам и меньшему воздействию на окружающую среду.

Новые платформы для интенсификации процессов и миниатюризации

Инженеры-химики в течение многих лет успешно реагировали на давление, чтобы повысить эффективность и снизить стоимость химических процессов, а также спроектировать и построить химические заводы как можно быстрее и безопаснее.В этом отношении концепция единичных операций долгое время была полезным организационным принципом для синтеза технологических схем химических процессов, в то время как экономия на масштабе и энергоэффективность диктовали строительство очень крупных нефтехимических заводов, которые доминировали на сцене в течение десятилетий.

Однако эту ситуацию нельзя назвать статичной. Например, постоянно внедряются гибридные способы и устройства для выполнения химических операций высокоинтегрированным образом, которые не поддаются простой классификации в соответствии с традиционной схемой единичных операций — и делают несколько наивным представление технологической схемы как упорядоченной сети дискретных и четко определенные шаги.В то же время сочетание технических, экономических и социальных факторов, которые определяют размещение, проектирование и мощность химических заводов, постоянно развивается, чтобы отражать возникающие социальные проблемы, связанные с экологической приемлемостью и общественной безопасностью, особенно в тех случаях, когда транспортировка, хранение и обеспокоены использованием опасных химикатов. Больше не обязательно лучше, и в будущем, возможно, станет свидетелем строительства меньших, модульных, менее централизованных и более гибких химических заводов, способных производить химическую продукцию «по требованию».

Несколько технологических ответов на эти появляющиеся тенденции можно собрать в рамках интенсификации процесса. Этот термин охватывает широкий спектр методов и оборудования для более быстрого и компактного выполнения этапов химической обработки, тем самым увеличивая объемную производительность и уменьшая площадь, занимаемую химическим заводом. Усилия по интенсификации процесса, предпринимаемые в течение нескольких десятилетий, были сосредоточены в первую очередь на уменьшении размеров технологического оборудования и повышении его производительности; Для этой цели использовались устройства на основе статических смесителей, компактные теплообменники, структурированные насадки, монолиты катализаторов и центробежные контакторы.В последние годы значительные усилия были также направлены на разработку многофункционального устройства, способного выполнять несколько этапов процесса синергетическим образом. Примером такой интеграции задач является процесс реактивной дистилляции для получения метилацетата.

Рисунок

Колонка с метилацетатом, интегрированная в задачи, намного проще, чем обычная установка. Предоставлено Eastman Chemical Company.

Семейство подходов к достижению высокой объемной производительности, которому уделяется большое внимание в наш век миниатюризации, включает использование аппаратов с очень маленькими проточными каналами с размерами от нескольких микрон и выше.Крутые градиенты концентрации и температуры, реализуемые в таком оборудовании, способствуют быстрому тепломассообмену и способствуют большей однородности условий реакции. В принципе, можно значительно улучшить не только скорость, но также селективность и выход химических превращений. В настоящее время рассматриваются устройства, основанные как на кремниевых микросхемах, так и на микроканальных архитектурах для выполнения быстрого смешивания, теплообмена и каталитической реакции в очень компактном и искробезопасном виде.

Рисунок

Кремниевый чип как миниатюрный химический реактор. Предоставлено Феличе Франкель.

Рисунок

Микро-теплообменники на основе микроканальной архитектуры. Вверху слева и внизу: перепечатано с разрешения W. Ehrfeld et al., Microreactors: New Technology for Modern Chemistry. Wiley-VCH: Вайнхайм, Германия, 2000. Вверху справа: любезно предоставлено Институтом (подробнее …)

Химически функциональные мембраны представляют собой еще одну интригующую платформу, на которой может осуществляться химия с интенсивным технологическим процессом.Например, процесс с ферментным мембранным реактором используется для получения хирального промежуточного продукта для сердечного лекарственного препарата дилтиазема. Эта мембранная система выполняет ряд задач высокоинтегрированным и эффективным образом, включая:

• обратимая иммобилизация биокатализатора;

• минимизация сопротивления массообмену за счет эффективного контакта субстрат / фермент;

• разделение несмешивающихся органических и водных технологических потоков, а также разделение реагентов и содержащихся в них продуктов; и

• связывание ферментативной реакции с последующей реакцией комплексообразования, предназначенной для удаления побочного продукта ингибирования в форме водорастворимого аддукта.

Рисунок

Ферментный мембранный реактор для производства промежуточного продукта дилтиазема. Раствор рацемического эфира в органическом растворителе поступает в порт на дне реактора и проходит мимо нитей микропористой половолоконной мембраны, содержащей фермент. (подробнее …)

Другие типы химически функциональных мембран — в частности, мембраны для адсорбционной микрофильтрации, содержащие аффинные лиганды или другие комплексообразователи, связанные с внутренними поверхностями стенок пор, — позволяют значительно уменьшить размеры оборудования для адсорбционного разделения.Работа этих так называемых «аффинных мембран» в проточном режиме позволяет обойти сопротивление диффузионному массопереносу с регулируемой скоростью, характерное для адсорбентов в виде твердых частиц, используемых в уплотненных слоях, и, таким образом, улучшает объемную производительность. Интересно, что в природе немало примеров интенсификации процессов, реализуемых с помощью адсорбционных мембран и ферментных мембранных реакторов.

Овощи: основы почвы, часть II: химические свойства почвы

Этот информационный бюллетень является вторым в серии, посвященной почвам.Первый был посвящен физическим аспектам почв, охватывая такие темы, как текстура, структура и органическое вещество, а также их влияние на вспашку почвы, удержание влаги и дренаж. Этот информационный бюллетень охватывает некоторые из основных химических свойств почв и практическое значение для плодородия почвы и управления питательными веществами. Мы постараемся разгадать тайны «катионообменной способности» и «буферного pH», не заставляя ваши глаза тускнеть.

Введение

Тест почвы дает информацию о химических свойствах почвы.В отчете об испытаниях почвы указываются уровни различных питательных элементов в нашем образце, а также pH почвы, pH буферного раствора, емкость катионного обмена, насыщение основанием и органическое вещество. Если вы не знакомы с этими терминами, они могут показаться немного пугающими. Итак, давайте потратим немного времени, чтобы узнать, что они означают и как они связаны с практическим управлением почвой и питательными веществами. Примечание: базовый тест почвы UMass не включает органические вещества; вы должны попросить, чтобы он был включен.

Основные элементы

Тринадцать минеральных элементов необходимы для роста растений.Шесть из них называются основными или макроэлементами, потому что растение использует их в довольно больших количествах. Это азот (N), фосфор (P), калий (K), кальций (Ca), магний (Mg) и сера (S). Иногда Ca, Mg и S называют вторичными элементами, потому что они используются в несколько меньших количествах, чем N, P и K. Еще семь называются второстепенными, микро или микроэлементами. Они столь же важны, как и основные элементы, но используются в очень небольших количествах. Эти элементы включают железо (Fe), марганец (Mn), цинк (Zn), бор (B), медь (Cu), молибден (Mo) и хлор (Cl).Многие ученые считают никель (Ni) 14-м питательным элементом, получаемым из почв. Мы обсудим источники и применение минеральных элементов в следующих информационных бюллетенях этой серии.

Помимо минеральных элементов, важными элементами являются углерод (C), водород (H) и кислород (O). Растения берут эти элементы из воздуха и воды. Мы не вносим удобрения в почву, чтобы доставить C, H и O, но наши методы управления почвой влияют на их доступность.

Емкость катионного обмена

Прежде чем говорить о «катионах», мы должны знать, что «ионы» — это атомы или группы атомов (молекул), которые имеют электрический заряд. «Анионы» имеют отрицательный (-) заряд, а «катионы» (произносится как «кошачий глаз») — положительный (+) заряд. Растения получают питательные вещества из почвы в виде катионов или анионов. Многие питательные элементы представляют собой катионы. К ним относятся аммоний (Nh5 ⁺ ), Ca ⁺⁺ , Mg ⁺⁺ , K ⁺ , Fe ⁺⁺⁺ , Mn ⁺⁺ , Zn ⁺⁺ , Cu ^++. .Другими важными катионами являются H ⁺ и Al ⁺⁺⁺ (алюминий). Катионы притягиваются к отрицательно заряженным поверхностям мелких частиц глины и органических (гумусовых) частиц, называемых коллоидами. Это притяжение называется адсорбцией. Как правило, катионы достаточно прочно удерживаются на участках адсорбции, чтобы ограничить их потерю при выщелачивании. Эти катионы могут перемещаться из мест адсорбции на коллиодах в водный раствор почвы (и наоборот), где они доступны для поглощения корнями и также подвергаются выщелачиванию (см. Рисунок 1).Емкость катионного обмена (CEC) — это мера количества участков адсорбции в почве и важный показатель способности почвы удерживать и поставлять катионы для использования растениями. CEC указывается в миллиэквивалентах на 100 граммов почвы (мэкв / 100 г). Почва с CEC, равным единице (1), имеет 600 000 000 000 000 000 000 адсорбционных участков в 100 граммах (около 1/4 фунта) почвы. ЕКО сельскохозяйственных почв колеблется от менее 5 в песчаных почвах с небольшим содержанием органического вещества до более 20 в некоторых глинистых почвах и почвах с высоким содержанием органического вещества.Почва с низким CEC имеет небольшую способность накапливать питательные вещества и чувствительна к потере питательных веществ из-за выщелачивания.

Из первого информационного бюллетеня вы можете вспомнить, что почвы в основном состоят из минеральных частиц трех размеров; песок, ил и глина. Из них глина — единственная группа, которая вносит значительный вклад в CEC. Однако существует несколько типов глин, и они значительно различаются по своему CEC. Сельскохозяйственные почвы в Новой Англии обычно содержат мало глины, а типы глины, которые мы здесь имеем, имеют низкий CEC.В большинстве наших почв органическое вещество вносит основной вклад в CEC. Это верно даже для почв с низким содержанием органического вещества. Органическое вещество не только улучшает физические свойства почвы, но и играет жизненно важную роль в химическом составе почвы, увеличивая ЕКО.

Базовая насыщенность

Катионы Ca ⁺⁺ , Mg ⁺⁺ , K ⁺ и H ⁺ обычно составляют почти все катионы, адсорбированные на частицах почвы, хотя микроэлементы, которые являются катионами, также присутствуют в незначительных количествах.Ca ⁺⁺ , Mg ⁺⁺ и K ⁺ называются основаниями, а H ⁺ и Al ⁺⁺⁺ — кислотными катионами, которые снижают pH почвы. Если все адсорбированные катионы являются основаниями и ни один из них не является кислотным, будет 100% насыщение основаниями, а pH почвы будет около 7 (нейтральный) или выше. В кислых почвах присутствуют кислые катионы, и процент насыщения основаниями менее 100. Помимо наличия достаточных количеств Ca, Mg и K, важно, чтобы они находились в равновесии друг с другом, потому что избыток одного из них может подавлять поглощение другого.Как правило, желательно соотношение Ca: Mg: K около 20: 4: 1. При выражении в процентах основного насыщения желаемые уровни составляют: Ca 65-80%; Mg 5-15%; и К 2-5%.

pH почвы и известкование

Одним из наиболее важных аспектов управления питательными веществами является поддержание надлежащего pH почвы. PH почвы является мерой кислотности почвы. PH 7,0 является нейтральным. Значение pH ниже этого указывает на кислую почву, а значение pH выше 7,0 указывает на щелочную почву. Большинство наших почв имеют естественную кислотность и их необходимо периодически замораживать, чтобы поддерживать pH в диапазоне 6.От 5 до 7,0, что составляет

оптимален для большинства растений. PH почвы важен, потому что он влияет на доступность питательных элементов для усвоения растениями. По мере того, как pH почвы падает ниже 6,0, доступность азота, фосфора и калия становится все более ограниченной. Кислые почвы обычно содержат низкие уровни Ca и Mg, а также могут быть токсичные уровни железа, алюминия и марганца. В щелочных условиях доступность большинства микроэлементов снижается. Доступность фосфора становится ограниченной выше pH 7,5.

Почвы с более низким pH желательны для «кислолюбивых» растений, таких как черника и рододендроны. Картофель часто называют растением, любящим кислоту. Они не. Они устойчивы к кислотам и будут достаточно хорошо расти при уровне pH почвы примерно до 5,0, но лучше будут расти при pH 6,0–6,5. Единственная веская причина для выращивания картофеля на кислой почве — это борьба с паршой картофеля. Это работает, потому что организм, вызывающий обычную картофельную паршу, становится неактивным, когда pH почвы ниже 5,3. Устойчивые к парше сорта хорошо растут при pH 6.0 — 6,5.

Помимо повышения pH почвы, известь является наиболее экономичным источником кальция и магния для питания сельскохозяйственных культур. Важно выбирать материалы для известкования на основе содержания Ca и Mg с целью достижения желаемых коэффициентов насыщенности основания. Если уровень магния низкий, следует использовать известь с высоким содержанием магния (доломит). Известь с высоким содержанием кальция (кальцит) предпочтительнее, если содержание Mg высокое, а Ca низкое. Средний сельскохозяйственный известняк составляет около 5% Mg и 35-40% Ca по весу. Это уместно, если необходимы и Ca, и Mg.

Нейтрализующая способность извести определяется ее эквивалентом карбоната кальция. Рекомендации основаны на предполагаемом эквиваленте карбоната кальция, равном 100%. Если у вас меньше извести, вам нужно будет добавить больше рекомендованного количества, а если оно больше, как в случае с некоторыми доломитами, вам понадобится меньше. Чтобы определить количество применяемой извести, разделите рекомендуемое количество на процентное содержание карбоната кальция, эквивалентного вашей извести, и умножьте на 100. Например, если рекомендация по извести составляет 2 тонны на акр, а известь, которую вы собираетесь наносить, имеет карбоната кальция эквивалента 72% следует применять из расчета 2.7 тонн на акр согласно следующему расчету:

рекомендуемая сумма X 100

эквивалента карбоната кальция

ИЛИ

2 тонны / A X 100 = 2,7 T / A

72%

По закону эквивалент карбоната кальция приобретаемой вами извести должен быть указан на пакете или в накладной на известковую известь.

Скорость реакции извести в почве зависит от размера и распределения частиц в почве. Чтобы определить тонкость помола, частицы извести пропускают через сита с различным размером ячеек.Сито 10 меш имеет 10 отверстий на линейный дюйм или 100 отверстий на квадратный дюйм (10 X 10), а сито 100 меш имеет 10 000 отверстий на квадратный дюйм (100 X 100). Частицы извести, которые проходят через сито 100 меш, мелкие и быстро реагируют — в течение нескольких недель. Более крупнозернистый материал с размером ячеек от 20 до 30 будет реагировать в течение более длительного периода, например, от одного до двух лет и более. Известняк, измельченный в сельском хозяйстве, содержит как крупные, так и мелкие частицы. Примерно половина обычного измельченного известняка состоит из частиц, достаточно мелких, чтобы вступить в реакцию в течение нескольких недель или месяцев, но для уверенности вам следует получить физический анализ у своего поставщика.Иногда для быстрого исправления используют сверхмелкозернистую или измельченную известь, потому что все частицы достаточно мелкие, чтобы быстро реагировать. Гашеная известь, негашеная известь и гранулированная известь реагируют очень быстро, но их действие недолговечно, а материалы дороги.

Древесную золу также можно использовать для повышения pH почвы. Эквивалент карбоната кальция древесной золы значительно варьируется, обычно от 30 до 50%. Они химически похожи на негашеную известь и содержат калий, а также кальций и магний. ВНИМАНИЕ! : Не наносите слишком много древесной золы. Я видел множество случаев, когда древесная зола разбрасывалась в концентрированном районе, что приводило к чрезвычайно высокому pH почвы.

Известь будет реагировать наиболее быстро, если ее тщательно смешать с частицами почвы. Перемешивание лучше всего производить, когда известь вносится в довольно сухую почву и обрабатывается дисками (желательно дважды) или роторной обработкой. При нанесении на влажную почву известь имеет тенденцию слеживаться и плохо перемешивается.Отвальный плуг имеет слабое перемешивающее действие и может засыпать известь слишком глубоко для получения хороших результатов в первый год. Если pH почвы контролируется ежегодно и известь вносится до того, как почва станет очень кислой, быстрая реакция не требуется, и вы можете менее внимательно относиться к заделке или использованию очень мелкой извести.

Буфер pH

Помимо pH почвы, многие тесты почвы обеспечивают показание, называемое буферным pH (иногда называемым индексом извести). PH почвы является мерой концентрации ионов водорода (H ⁺ ) в почвенном растворе.Это называется активной кислотностью. Это индикатор текущего состояния почвы. Когда в почву добавляют известь, активная кислотность нейтрализуется химическими реакциями H ⁺ с карбонатами, бикарбонатами или гидроксидами, образующимися из известняка. Однако H ⁺ также присоединяется к почвенным коллоидам и выделяется в почвенный раствор, чтобы заменить те, которые были нейтрализованы известью. Эти адсорбированные H ⁺ называются резервной кислотностью. Для эффективного повышения pH почвы необходимо нейтрализовать как активную, так и резервную кислотность.При заданном pH почвы почвы с высоким CEC будут иметь более высокую резервную кислотность, чем почвы с низким CEC. PH буферного раствора является мерой резервной кислотности и используется лабораторией тестирования почвы для расчета потребности в извести. Низкие значения pH буфера указывают на высокий уровень резервной кислотности, поэтому рекомендуется большое количество извести. PH буферного раствора используется только для расчета потребности в извести, и его не следует путать с pH почвы, который имеет большое значение для производителей.

В следующем информационном бюллетене мы сосредоточимся на органическом веществе почвы.

Информация в этом материале предназначена для образовательных целей. Содержащиеся рекомендации основаны на лучших знаниях, имеющихся на момент публикации. В случае использования торговых наименований или коммерческих продуктов не подразумевается и не предполагается одобрение компании или продукта. Всегда читайте этикетку перед использованием любого пестицида. Этикетка является юридическим документом для использования продукта. Игнорируйте любую информацию в этом информационном бюллетене, если она противоречит этикетке.

Джон Хауэлл, Департамент наук о растениях и почвах
Расширение Массачусетского университета
VegSF2-98
Отпечатано в ноябре 1997 г.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Ртуть: химические свойства — Canada.ca

Подобно кадмию, цинку и свинцу, ртуть является естественным элементом, известным как «тяжелый металл», и может быть токсичным для живых организмов.Атомная масса элемента составляет 200,59 грамма на моль, а его удельный вес в 13,5 раз больше, чем у воды. Ртуть имеет точку плавления -38,9 ^o ° C, точку кипения 356,7 ^o ° C, и это единственный металл, который остается в жидкой форме при комнатной температуре. Капли жидкой ртути блестящие и серебристо-белые с высоким поверхностным натяжением, на плоских поверхностях они выглядят округлыми. Жидкость очень подвижна, и капли легко соединяются из-за низкой вязкости. Этот элемент также соединяется с другими металлами, такими как олово, медь, золото и серебро, с образованием сплавов ртути, известных как амальгамы.К счастью, ртуть не образует амальгамы с железом, что позволяет транспортировать элемент в стандартных железных колбах, содержащих 76 фунтов или 34,5 кг жидкой ртути. Ртуть имеет относительно высокое давление пара и самую высокую летучесть из всех металлов, испаряясь, превращаясь в бесцветный газ без запаха. Металл хорошо проводит электричество, но плохо проводит тепло.

Атомный номер Меркурия — 80. В природе ртуть имеет 3 возможных состояния электрического заряда или валентных состояний.Элементарная ртуть (Hg ⁰ ) не имеет электрического заряда. Ртуть также находится в двух положительно заряженных или катионных состояниях: Hg ²⁺ (ртуть) и Hg ¹⁺ (ртуть). Катион ртути более стабилен и обычно связан с неорганическими молекулами, такими как сера (в минерале киноварь), хлор (хлорид ртути), кислород и гидроксильные ионы. Hg ²⁺ также содержится в органических (углеродных) веществах, таких как диметилртуть (Me ₂ Hg), которая гораздо более токсична, чем неорганические формы ртути, и биоаккумулируется в тканях живых организмов.Поскольку ртуть легко адсорбируется на мелких частицах вещества, некоторые ученые используют обозначение Hg (p) для обозначения элементарной ртути, присоединенной к частице или поглощенной ею.

Поскольку ртуть является элементом, она не поддается биологическому разложению. Он превращается в различные формы в результате ряда абиотических и биогеохимических преобразований, а также во время атмосферного переноса. Хотя ее форма и доступность для живых организмов могут со временем меняться, ртуть остается в окружающей среде.