Relativna atomska masa elementa u hemiji i istorija njenog određivanja. Relativna atomska masa hemijskih elemenata

ATOMSKA MASA

(zastarjeli termin - atomska težina), odnosi se. vrijednost mase atoma, izražena

V jedinice atomske mase. Frakcijska vrijednost (za razliku od masenog broja - ukupan broj neutrona i protona u atomskom jezgru). A.M. izotopi jedne hem. elementi su različiti. Za A. m. elementi koji se sastoje od mješavine izotopa uzimaju prosječnu vrijednost A.M. izotopa, uzimajući u obzir njihov procenat. Ove vrijednosti su date u periodici. sistem elemenata (sa izuzetkom transuranijumskih elemenata, za koje su dati maseni brojevi). A.M. definisati drugačije. metode; max. tačna je masena spektrometrija.

Koncept ove količine je doživio dugoročne promjene u skladu sa promjenom ideje o atomima. Prema Daltonovoj teoriji (1803), svi atomi istog hemijskog elementa su identični i atomska masa je broj jednak omjeru njihove mase do mase atoma nekog standardni element. Međutim, oko 1920. godine postalo je jasno da su elementi pronađeni u prirodi dvije vrste: neki su zapravo identični atomi, dok drugi imaju atome isto punjenje jezgra, ali različite mase; takve vrste atoma su nazvane izotopi. Daltonova definicija stoga vrijedi samo za elemente prvog tipa. Atomska masa elementa sa više izotopa je prosječna vrijednost iz masenih brojeva svih njegovih izotopa, uzetih kao postotak koji odgovara njihovoj zastupljenosti u prirodi. U 19. vijeku hemičari su koristili vodonik ili kiseonik kao standard u određivanju atomskih masa. Godine 1904. 1/16 prosječne težine jednog...

Atomska masa

atomska težina, vrijednost mase atoma, izražena u jedinicama atomske mase (vidi Jedinice atomske mase). Upotreba posebne jedinice za mjerenje A. m. je zbog činjenice da su mase atoma izuzetno male (10 -22 -10 -24 G) i nezgodno ih je izraziti u gramima. 1/12 mase izotopa atoma ugljika 12 C uzima se kao jedinica A. m. G. Obično, kada se označava A. m., oznaka „y. e." spušteno.

Koncept „A. m." uveo J. Dalton (1803). On je prvi odredio A. m. Opsežni radovi na uspostavljanju A. m. obavljeni su u prvoj polovini 19. vijeka. J. Berzelius , kasnije Zh. S. Stasom i T. W. Richards. Godine 1869 D...

Atomska masa

Mase atoma i molekula su vrlo male. Stoga je bilo logično uvesti nove jedinice mjerenja mase u hemiju, birajući masu jednog od elemenata kao standard. U modernoj fizici i hemiji, 112 masa atoma ugljika 12C se bira kao jedinica atomske mase. Nova jedinica nazvana je jedinica atomske mase.

DEFINICIJA

Jedinica atomske mase (a.m.u.)- vansistemska jedinica koja se koristi za izražavanje masa atoma, molekula, atomskih jezgara i elementarnih čestica. Definirano kao 112 masa 12C atoma ugljika u osnovnom stanju.

1 amu = 1,660539040⋅10−27 kg ≈ 1,66⋅10−27 kg

Stoga se mase svih atoma i molekula mogu izraziti u jedinicama atomske mase. U takvim slučajevima se govori o apsolutna atomska masa(A) ili apsolutna molekulska težina(molMmol). Ove količine imaju dimenziju [a.m.u.].

Prilično je zgodno izraziti atomske mase svih elemenata u odnosu na masu referentne jedinice. Masa atoma, izračunata u odnosu na 1 amu, naziva se relativna atomska masa.

DEFINICIJA

Relativna atomska masa elementa Ar je omjer mase atoma i 112 mase atoma ugljika 12C:

Ar(X)=m(X)112m(12C)

Relativna atomska masa je bezdimenzionalna veličina!

Relativna atomska masa pokazuje koliko je puta masa datog atoma veća od 112 mase atoma ugljika. Na primjer, Ar(H)=1, tj. jedan atom vodika ima istu masu kao 112 atoma ugljika; a oznaka Ar(Mg)=24 znači da je atom magnezija 24 puta teži od 112 atoma ugljika.

U početku (u 19. veku), atomske težine elemenata su pripisivane masi vodonika, uzimajući potonju kao jedinicu na predlog Džona Daltona, pošto je vodonik najlakši element. Zatim je kao standard korištena masa kisika uzeta kao 16, jer su se pri izračunavanju mase elemenata uglavnom koristila njihova kisikova jedinjenja. Odnos mase kiseonika i mase vodonika uzet je kao 16 prema 1. Međutim, kiseonik ima tri izotopa: 16O , 17O , 18O , dakle, 1/16 težine prirodnog kiseonika karakteriše samo prosečna vrednost mase svih poznatih izotopa kiseonika. Kao rezultat toga, dizajnirane su dvije skale: fizička (bazirana na masi 16O ) i hemijski (na osnovu prosječne vrijednosti mase prirodnog kiseonika), što je stvaralo određene poteškoće. Stoga je 1961. 1/12 težine atoma ugljika uzeto kao jedinica mase. 12C .

Atomske mase mnogih elemenata ustanovljene su eksperimentalno u 19. veku. Na primjer, bilo je poznato da bakar reagira sa sumporom i formira bakar sulfid sa sastavom CuS gdje postoji jedan atom sumpora po atomu bakra. Računajući mase onih koji su ušli

u reakciji sumpora i bakra, uočili su da je masa izreagovanog sumpora polovina mase izreagovanog bakra, pa je stoga svaki atom bakra 2 puta teži od atoma sumpora. Slično, atomske mase drugih elemenata ustanovljene su reakcijama stvaranja njihovih spojeva s kisikom - oksidima.

Numeričke vrijednosti apsolutnih masa atoma, izražene u amu, podudaraju se s vrijednostima relativnih atomskih masa.

Vrijednosti relativnih atomskih masa elemenata date su u periodnom sistemu hemijski elementi DI. Mendeljejev. U slučaju da element ima nekoliko izotopa, kao atomska masa u periodni sistem naznačena je prosječna vrijednost mase svih izotopa.

Prilikom rješavanja računskih problema atomska masa je zaokružena prema pravilima aritmetike najbliži cijeli broj.

Na primjer: Ar(P)=31, Ar(Ge)=73, Ar(Zn)=65

izuzetak je hlor, čija je atomska masa zaokružena na najbližu desetinu:

Međutim, u većini zadataka na ispitu i osnovnom nivou, masa bakra se zaokružuje na cijeli broj: Ar(Cu)=64.

PRORAČUN PROSJEČNE ATOMSKE MASE ELEMENTA

Atomske mase elemenata date u periodnom sistemu imaju razlomke. To je zbog činjenice da u ovom slučaju govorimo o prosječnoj relativnoj atomskoj masi elementa. Izračunava se uzimajući u obzir obilje izotopa elementa u zemljine kore:

Ar(X)=Ar(aX)⋅ω(aX)+Ar(bX)⋅ω(bX)+…,

gdje je Ar prosječna relativna atomska masa elementa X,

Ar(aX),Ar(bX) - relativne atomske mase izotopa elementa X,

ω(aX),ω(bX) - maseni udjeli odgovarajućih izotopa elementa X u odnosu na ukupnu masu svih atoma ovog elementa u prirodi.

Na primjer, hlor ima dva prirodna izotopa - 35Cl (75,78% po težini) i 37Cl (24,22%). Relativna atomska masa elementa hlora je:

Ar(Cl)=Ar(35Cl)⋅ω(35Cl)+Ar(37Cl)⋅ω(37Cl)

Ar(Cl)=35⋅0,7578+37⋅0,2422=26,523+8,9614=35,4844≈35,5

Šta je "atomska masa"? Kako pravilno pisati data reč. Koncept i interpretacija.

Atomska masa Koncept ove količine je doživio dugoročne promjene u skladu sa promjenom ideje o atomima. Prema Daltonovoj teoriji (1803), svi atomi istog kemijskog elementa su identični i njegova atomska masa je broj jednak omjeru njihove mase i mase atoma nekog standardnog elementa. Međutim, oko 1920. godine postalo je jasno da su elementi pronađeni u prirodi dvije vrste: neki su zapravo identični atomi, dok drugi imaju isti nuklearni naboj, ali različite mase; takve vrste atoma su nazvane izotopi. Daltonova definicija stoga vrijedi samo za elemente prvog tipa. Atomska masa elementa predstavljenog s nekoliko izotopa je prosječna vrijednost masenih brojeva svih njegovih izotopa, uzeta kao postotak koji odgovara njihovoj zastupljenosti u prirodi. U 19. vijeku hemičari su koristili vodonik ili kiseonik kao standard u određivanju atomskih masa. Godine 1904. 1/16 prosječne mase atoma prirodnog kisika (kiseonička jedinica) usvojena je kao standard, a odgovarajuća skala nazvana je kemijska. Maseno spektrografsko određivanje atomskih masa izvršeno je na osnovu 1/16 mase izotopa 16O, a odgovarajuća skala nazvana je fizička. Dvadesetih godina prošlog veka otkriveno je da je prirodni kiseonik mešavina tri izotopa: 16O, 17O i 18O. S tim u vezi, pojavila su se dva problema. Prvo, pokazalo se da relativno obilje prirodnih izotopa kiseonika neznatno varira, što znači da se hemijska skala zasniva na količini koja nije apsolutna konstanta. Drugo, dobili su fizičari i hemičari različita značenja takve derivacijske konstante kao što su molarni volumeni, Avogadrov broj, itd. Rješenje problema je pronađeno 1961. godine, kada je 1/12 mase izotopa ugljika 12C (ugljična jedinica) uzeta kao jedinica atomske mase (amu). (1 amu, ili 1D (dalton), u SI jedinicama mase je 1,66057×10-27 kg.) Prirodni ugljenik se takođe sastoji od dva izotopa: 12C - 99% i 13C - 1%, ali nove vrednosti atomske mase elemenata su povezan samo sa prvim od njih. Kao rezultat, dobivena je univerzalna tablica relativnih atomskih masa. Pokazalo se i da je izotop 12C pogodan za fizička mjerenja. METODE ODREĐIVANJA Atomska masa se može odrediti fizičkim ili hemijskim metodama. Hemijske metode razlikuju se po tome što u jednoj od faza ne uključuju same atome, već njihove kombinacije. Hemijske metode. Prema teoriji atoma, brojevi atoma elemenata u spojevima povezani su jedni s drugima kao mali cijeli brojevi (zakon višestrukih omjera, koji je otkrio Dalton). Stoga je za spoj poznatog sastava moguće odrediti masu jednog od elemenata, znajući mase svih ostalih. U nekim slučajevima, masa jedinjenja se može meriti direktno, ali se obično nalazi indirektnim metodama. Razmotrimo oba ova pristupa. Atomska masa Al nedavno je određena na sljedeći način. Poznate količine Al su pretvorene u nitrat, sulfat ili hidroksid, a zatim kalcinirane u glinicu (Al2O3) koja je precizno kvantificirana. Iz omjera između dvije poznate mase i atomskih masa aluminija i kisika (15,9)

DEFINICIJA

Iron je dvadeset i šesti element periodnog sistema. Oznaka - Fe od latinskog "ferrum". Smješten u četvrtom periodu, VIIIB grupa. Odnosi se na metale. Nuklearni naboj je 26.

Gvožđe je najčešći metal na planeti nakon aluminijuma: čini 4% (mase) zemljine kore. Gvožđe se javlja u obliku raznih jedinjenja: oksida, sulfida, silikata. Gvožđe se u slobodnom stanju nalazi samo u meteoritima.

Najvažnije rude željeza uključuju magnetnu željeznu rudu Fe 3 O 4 , rudu crvenog željeza Fe 2 O 3 , rudu smeđeg željeza 2Fe 2 O 3 ×3H 2 O i rudu gvožđa spar FeCO 3 .

Gvožđe je srebrnast (sl. 1) duktilni metal. Dobro je pogodan za kovanje, valjanje i druge vrste mašinska obrada. Mehanička svojstva gvožđa snažno zavise od njegove čistoće – od sadržaja čak i vrlo malih količina drugih elemenata u njemu.

Rice. 1. Gvožđe. Izgled.

Atomska i molekularna težina gvožđa

Relativna molekulska težina supstance(M r) je broj koji pokazuje koliko je puta masa date molekule veća od 1/12 mase atoma ugljika, i relativna atomska masa elementa(A r) - koliko je puta prosječna masa atoma nekog kemijskog elementa veća od 1/12 mase atoma ugljika.

Pošto u slobodnom stanju gvožđe postoji u obliku jednoatomskih molekula Fe, vrednosti njegove atomske i molekularne mase su iste. One su jednake 55.847.

Alotropija i alotropske modifikacije željeza

Gvožđe formira dve kristalne modifikacije: α-gvožđe i γ-gvožđe. Prvi od njih ima kubičnu rešetku usmjerenu na tijelo, a drugi - kubičnu rešetku usmjerenu na lice. α-Gvožđe je termodinamički stabilno u dva temperaturna opsega: ispod 912 o C i od 1394 o C do tačke topljenja. Tačka topljenja gvožđa je 1539 ± 5 o C. Između 912 o C i 1394 o C, γ-gvožđe je stabilno.

Temperaturni rasponi stabilnosti α- i γ-gvožđa su posledica prirode promene Gibbsove energije obe modifikacije sa promenom temperature. Na temperaturama ispod 912 o C i iznad 1394 o C, Gibbsova energija α-gvožđa je manja od Gibbsove energije γ-gvožđa, au rasponu od 912 – 1394 o C – više.

Izotopi gvožđa

Poznato je da se gvožđe može pojaviti u prirodi u obliku četiri stabilna izotopa 54Fe, 56Fe, 57Fe i 57Fe. Njihovi maseni brojevi su 54, 56, 57 i 58, redom. Jezgro atoma izotopa željeza 54 Fe sadrži dvadeset šest protona i dvadeset osam neutrona, a preostali izotopi se od njega razlikuju samo po broju neutrona.

Postoje umjetni izotopi željeza s masenim brojem od 45 do 72, kao i 6 izomernih stanja jezgara. Najdugovječniji među gore navedenim izotopima je 60 Fe s vremenom poluraspada od 2,6 miliona godina.

joni gvožđa

Elektronska formula koja pokazuje raspodjelu željeznih elektrona po orbitama je sljedeća:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 .

Kao rezultat hemijska interakcija gvožđe donira svoje valentne elektrone, tj. je njihov donor, i pretvara se u pozitivno nabijeni ion:

Fe 0 -2e → Fe 2+;

Fe 0 -3e → Fe 3+.

Molekul i atom gvožđa

U slobodnom stanju, gvožđe postoji u obliku jednoatomskih molekula Fe. Evo nekih svojstava koja karakteriziraju atom i molekulu željeza:

legure gvožđa

Sve do 19. stoljeća legure željeza bile su uglavnom poznate po svojim legurama sa ugljikom, koje su dobile nazive čelika i livenog gvožđa. Međutim, u budućnosti su stvorene nove legure na bazi željeza koje sadrže krom, nikal i druge elemente. Trenutno se legure željeza dijele na ugljične čelike, liveno gvožđe, legirane čelike i čelike sa posebnim svojstvima.

U tehnologiji se legure željeza obično nazivaju crnim metalima, a njihova proizvodnja se naziva crna metalurgija.

Primjeri rješavanja problema

Fizička svojstva gvožđa zavise od stepena njegove čistoće. Čisto željezo je prilično duktilni srebrno-bijeli metal. Gustina gvožđa je 7,87 g/cm 3 . Tačka topljenja je 1539 °C. Za razliku od mnogih drugih metala, željezo pokazuje magnetna svojstva.

Čisto gvožđe je prilično stabilno na vazduhu. IN praktične aktivnosti naneseno gvožđe koje sadrži nečistoće. Kada se zagrije, željezo je prilično aktivno protiv mnogih nemetala. Razmotrite hemijska svojstva željeza na primjeru interakcije sa tipičnim nemetalima: kisikom i sumporom.

Kada se željezo sagorijeva u kisiku, nastaje spoj željeza i kisika, koji se naziva željezni kamenac. Reakcija je praćena oslobađanjem topline i svjetlosti. Napravimo jednačinu hemijske reakcije:

3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4

Kada se zagreje, gvožđe burno reaguje sa sumporom i formira ferum(II) sulfid. Reakcija je također praćena oslobađanjem topline i svjetlosti. Napravimo jednačinu hemijske reakcije:

Gvožđe se široko koristi u industriji i svakodnevnom životu. Gvozdeno doba je era u razvoju čovječanstva, koja je započela početkom prvog milenijuma prije Krista u vezi sa širenjem topljenja željeza i proizvodnjom željeznog oruđa i vojnog oružja. gvozdeno doba došao da zameni bronzano doba. Čelik se prvi put pojavio u Indiji u desetom veku pre nove ere, a liveno gvožđe tek u srednjem veku. Čisto željezo se koristi za izradu jezgara transformatora i elektromagneta, kao i za proizvodnju specijalnih legura. Najviše se u praksi koriste legure željeza: lijevano željezo i čelik. Lijevano željezo se koristi u proizvodnji odljevaka i čelika, čelik - kao konstrukcijski i alatni materijali koji su otporni na koroziju.

Pod utjecajem atmosferskog kisika i vlage, legure željeza pretvaraju se u rđu. Proizvod hrđe se može opisati hemijska formula Fe 2 O 3 · xH 2 O. Jedna šestina topljenog livenog gvožđa odumire od rđe, pa je pitanje borbe protiv korozije veoma aktuelno. Metode zaštite od korozije su vrlo raznolike. Najvažniji od njih su: zaštita metalne površine premazom, stvaranje legura sa antikorozivnim svojstvima, elektrohemijska sredstva, promena sastava medijuma. Zaštitni premazi se dijele u dvije grupe: metalne (prevlačenje željeza cinkom, hromom, niklom, kobaltom, bakrom) i nemetalne (lakovi, boje, plastike, guma, cement). Uvođenjem posebnih aditiva u sastav legura dobiva se nehrđajući čelik.

Iron. Prevalencija gvožđa u prirodi

Iron. Rasprostranjenost gvožđa u prirodi. Biološka ulogažlezda

Drugi važan hemijski element nakon kiseonika, čija će se svojstva proučavati, je Ferum. Gvožđe je metalni element koji formira jednostavnu supstancu - gvožđe. Gvožđe je član osme grupe sekundarne podgrupe periodnog sistema. Prema broju grupe, maksimalna valencija gvožđa treba da bude osam, međutim, u jedinjenjima Ferum češće pokazuje valencije dva i tri, kao i poznata jedinjenja sa valencijom gvožđa od šest. Relativna atomska masa gvožđa je pedeset i šest.

Po svojoj zastupljenosti u sastavu zemljine kore, Ferum zauzima drugo mjesto među metalnim elementima nakon aluminija. Maseni udio gvožđa u zemljinoj kori je skoro pet procenata. U prirodnom stanju, gvožđe je veoma retko, obično samo u obliku meteorita. Upravo u tom obliku naši preci su prvi put mogli upoznati željezo i cijeniti ga kao vrlo dobar materijal za izradu alata. Vjeruje se da je željezo glavni sastojak jezgra globus. Ferum se češće nalazi u prirodi kao dio ruda. Najvažnije od njih su: magnetna željezna ruda (magnetit) Fe 3 O 4, crvena željezna ruda (hematit) Fe 2 O 3, smeđa željezna ruda (limonit) Fe 2 O 3 nH 2 O, željezni pirit (pirit) FeS 2 , špart željezna ruda (siderit) FeCO3, getit FeO (OH). U vodama mnogih mineralnih izvora sadrži Fe (HCO 3) 2 i neke druge soli gvožđa.

Gvožđe je od vitalnog značaja važan element. U ljudskom tijelu, kao i kod životinja, ferum je prisutan u svim tkivima, ali je njegov najveći dio (oko tri grama) koncentrisan u krvnim kuglicama. atomi gvožđa zauzimaju centralna pozicija u molekulima hemoglobina, hemoglobin im duguje svoju boju i sposobnost da vezuju i odvajaju kiseonik. Gvožđe je uključeno u proces transporta kiseonika iz pluća do tkiva tela. dnevne potrebe tijelo u Ferumu je 15-20 mg. Njegova ukupna količina ulazi u ljudski organizam sa biljnom hranom i mesom. Sa gubitkom krvi, potreba za ferumom premašuje količinu koju osoba dobije hranom. Nedostatak željeza u tijelu može dovesti do stanja koje karakterizira smanjenje broja crvenih krvnih stanica i hemoglobina u krvi. Medicinski preparati gvožđe treba uzimati samo prema preporuci lekara.

Hemijska svojstva kiseonika. Reakcije veze

Hemijska svojstva kiseonika. Reakcije veze. Koncept oksida, oksidacije i sagorijevanja. Uslovi za početak i prestanak sagorevanja

Kiseonik snažno reaguje sa mnogim supstancama kada se zagreje. Ako stavite usijani ugalj C u posudu sa kiseonikom, on postaje belo užaren i gori. Napravimo jednačinu hemijske reakcije:

C + ONaHCO 2 = CONaHCO 2

Sumpor S gori u kisiku sa svijetloplavim plamenom i formira plinovitu tvar - sumpor dioksid. Napravimo jednačinu hemijske reakcije:

S + ONaHCO 2 = SONaHCO 2

Fosfor P sagorijeva u kisiku jarkim plamenom stvarajući gusti bijeli dim, koji se sastoji od čvrstih čestica fosforovog (V) oksida. Napravimo jednačinu hemijske reakcije:

4P + 5ONaHCO 2 = 2PNaHCO 2 ONaHCO 5

Jednačine za reakcije interakcije kisika s ugljem, sumporom i fosforom objedinjuje činjenica da se od dvije polazne tvari u svakom slučaju formira jedna tvar. Takve reakcije, uslijed kojih se od nekoliko početnih supstanci (reagensa) formira samo jedna tvar (proizvod), nazivaju se komunikacijske reakcije.

Proizvodi interakcije kisika s razmatranim tvarima (ugalj, sumpor, fosfor) su oksidi. Oksidi se nazivaju složene supstance koji sadrži dva elementa, od kojih je jedan kiseonik. Gotovo svi hemijski elementi formiraju okside, osim nekih inertnih elemenata: helijuma, neona, argona, kriptona i ksenona. Postoje neki hemijski elementi koji se ne kombinuju direktno sa kiseonikom, kao što je Aurum.

Hemijske reakcije interakcije tvari s kisikom nazivaju se oksidacijske reakcije. Koncept "oksidacije" je opštiji od koncepta "sagorevanja". Sagorijevanje je kemijska reakcija u kojoj dolazi do oksidacije tvari praćene oslobađanjem topline i svjetlosti. Da bi došlo do sagorevanja, sledećim uslovima: bliski kontakt zraka sa zapaljivom tvari i zagrijavanje do temperature paljenja. Za različite tvari, temperatura paljenja ima različite vrijednosti. Na primjer, temperatura paljenja drvne prašine je 610°C, sumpora - 450°C, bijelog fosfora 45 - 60°C. Da bi se spriječilo izgaranje, potrebno je pobuditi barem jedan od ovih uslova. Odnosno, potrebno je ukloniti zapaljivu tvar, ohladiti je ispod temperature paljenja, blokirati pristup kisiku. Procesi sagorevanja prate nas u svakodnevnom životu, stoga svaka osoba mora poznavati uslove za početak i prestanak sagorevanja, kao i pridržavati se potrebnih pravila za rukovanje zapaljivim materijama.

Krug kiseonika u prirodi

Krug kiseonika u prirodi. Upotreba kiseonika, njegova biološka uloga

Otprilike četvrtina atoma sve žive tvari otpada na kisik. Budući da je ukupan broj atoma kisika u prirodi konstantan, uz uklanjanje kisika iz zraka uslijed disanja i drugih procesa, mora doći do njegovog obnavljanja. Najvažniji izvori kisika u neživoj prirodi su ugljični dioksid i voda. Kiseonik ulazi u atmosferu uglavnom kao rezultat procesa fotosinteze, koji uključuje ovo-o-dva. Važan izvor kiseonik je Zemljina atmosfera. Dio kiseonika nastaje u gornji dijelovi atmosfere zbog disocijacije vode pod dejstvom sunčevo zračenje. Dio kiseonika oslobađaju zelene biljke u procesu fotosinteze sa pepelom-dva-o i ovo je-u-dva. Zauzvrat, atmosferski it-o-two nastaje kao rezultat reakcija sagorijevanja i disanja životinja. Atmosferski o-dva se troši na stvaranje ozona u gornjim dijelovima atmosfere, oksidativne procese trošenja stijene, u procesu disanja životinja i u reakcijama sagorijevanja. Transformacija t-dva u tse-dva dovodi do oslobađanja energije, odnosno energija se mora potrošiti na transformaciju ovog-dva u o-dva. Ova energija je Sunce. Dakle, život na Zemlji zavisi od cikličnosti hemijski procesi omogućila solarna energija.

Upotreba kiseonika je zbog njegovih hemijskih svojstava. Kiseonik se široko koristi kao oksidaciono sredstvo. Koristi se za zavarivanje i rezanje metala, u hemijska industrija- za dobijanje raznih jedinjenja i intenziviranje nekih proizvodni procesi. IN svemirska tehnologija kiseonik se koristi za sagorevanje vodonika i drugih goriva, u vazduhoplovstvu - kada se leti dalje velike visine, u hirurgiji - za podršku pacijentima sa kratkim dahom.

Biološka uloga kiseonika je zbog njegove sposobnosti da podrži disanje. Čovjek pri disanju u trajanju od jedne minute u prosjeku troši 0,5 dm3 kiseonika, tokom dana - 720 dm3, a tokom godine - 262,8 m3 kiseonika.
1. Reakcija termičke razgradnje kalijum permanganata. Napravimo jednačinu hemijske reakcije:

Supstanca kalij-mangan-o-četiri je široko rasprostranjena u svakodnevnom životu pod nazivom "kalijev permanganat". Kiseonik koji je nastao prikazan je tinjajućom bakljom, koja jako bljeska na otvoru cijevi za izlaz plina uređaja u kojem se odvija reakcija, ili kada se unese u posudu s kisikom.

2. Reakcija razgradnje vodonik peroksida u prisustvu mangan (IV) oksida. Napravimo jednačinu hemijske reakcije:

Vodikov peroksid je također dobro poznat iz svakodnevnog života. Može se koristiti za tretiranje ogrebotina i manjih rana (u svakom kompletu prve pomoći treba da se nalazi otopina pepela od dva do dva tež. tri posto). Mnogi hemijske reakcije ubrzano u prisustvu određenih supstanci. U ovom slučaju, reakcija razgradnje vodikovog peroksida ubrzava se mangan-o-two, ali sam mangan-o-two se ne troši i nije dio produkta reakcije. Mangan-o-two je katalizator.

Katalizatori su tvari koje ubrzavaju kemijske reakcije, ali se same po sebi ne troše. Katalizatori se ne samo široko koriste u hemijskoj industriji, već imaju i važnu ulogu u ljudskom životu. Prirodni katalizatori, koji se nazivaju enzimi, uključeni su u regulaciju biohemijskih procesa.

Kiseonik je, kao što je ranije rečeno, nešto teži od vazduha. Zbog toga se može prikupiti guranjem vazduha u posudu postavljenu sa rupom prema gore.

Restored ugalj u peći (vidi), raspoređenoj u jami; mijehom su je upumpali u peć, a proizvod - kricu se udarcima odvajao od šljake i od nje su se kovali razni proizvodi. Kako su se poboljšale metode puhanja i povećala visina ognjišta, proces se povećavao i dio se karburizirao, odnosno dobija se lijevano željezo; ovaj relativno lomljiv proizvod smatran je otpadnim proizvodom. Otuda i naziv sirovo gvožđe, sirovo gvožđe - englesko sirovo gvožđe. Kasnije je uočeno da se pri utovaru ne gvožđa, već livenog gvožđa u peć, dobija i niskougljično gvožđe, a takav dvostepeni proces (vidi Chrychnyjevu preraspodelu) pokazao se isplativijim od sirovog puhanja. U 12.-13. vijeku. metoda vrištanja već je bila raširena. U 14. veku lijevano željezo počelo se topiti ne samo kao poluproizvod za dalju preradu, već i kao materijal za livenje raznih proizvoda. Iz istog vremena datira i rekonstrukcija ognjišta u rudnik („domnicu“), a zatim u visoku peć. Sredinom 18. vijeka u Evropi je počeo da se koristi lončasti proces dobijanja čelika, koji je još u Siriji bio poznat rani period Srednji vek, ali kasnije je zaboravljen. Ovom metodom čelik se dobija topljenjem metalnih mješavina u malim (loncima) iz visoko vatrostalne mase. IN posljednja četvrtina 18. vijek počeo se razvijati pudling proces preraspodjele lijevanog željeza u ognjište koje odbija plamen (vidi Puddling). industrijske revolucije 18. - početak 19. vijeka, izum parna mašina, građevinarstvo željeznice, veliki mostovi i parna flota izazvali su ogromnu potrebu za i njegovim. Međutim, svi postojeći načini proizvodnje nisu mogli zadovoljiti potrebe tržišta. Masovna proizvodnja čelika počela je tek sredinom 19. stoljeća, kada su razvijeni Bessemer, Thomas i otvoreni procesi. U 20. veku električni proces proizvodnje čelika je nastao i postao široko rasprostranjen, dajući visokokvalitetni čelik.

rasprostranjenost u prirodi. Po sadržaju u litosferi (4,65% po težini) zauzima drugo mjesto (na prvom). Snažno migrira u zemljinoj kori, formirajući oko 300 (, itd.). prihvata Aktivno učešće u magmatskim, hidrotermalnim i supergenskim procesima povezanim s formiranjem razne vrste njegove naslage (vidi Gvožđe). - Zemljine dubine, akumulira se na ranim fazama magma, u ultrabazičnoj (9,85%) i bazičnoj (8,56%) (u granitima je samo 2,7%). B se akumulira u mnogim morskim i kontinentalnim sedimentima, formirajući sedimentne sedimente.

Slijede fizička svojstva koja se uglavnom odnose na one sa ukupnim sadržajem nečistoća manjim od 0,01% mase:

Vrsta interakcije sa Koncentrirani HNO 3 (gustina 1,45 g / cm 3) pasivira zbog pojave zaštitnog oksidnog filma na njegovoj površini; razrijeđeniji HNO 3 se rastvara sa stvaranjem Fe 2+ ili Fe 3+ , vraćajući se u MH 3 ili N 2 O i N 2 .

Prijem i prijava. Čisto se dobija u relativno malim količinama vode. Razvija se metoda za direktno dobijanje od. Postepeno povećava proizvodnju dovoljno čistog direktno iz koncentrata rude, ili uglja na relativno niskim nivoima.

Najvažnija moderna tehnologija. IN čista forma zbog svoje niske vrijednosti, praktički se ne koristi, iako se u svakodnevnom životu proizvodi od čelika ili lijevanog željeza često nazivaju "gvožđem". Masa se koristi u obliku vrlo različitog po sastavu i svojstvima. Na njega otpada oko 95% svih metalnih proizvoda. Bogato (preko 2% masenog udjela) - liveno gvožđe, topljeno u visokoj peći od obogaćenog gvožđa (vidi Visokopećna proizvodnja). Čelik različitih razreda (sa sadržajem manjim od 2% mase) se topi iz lijevanog željeza na otvorenom ložištu i električnim pretvaračima (sagorevanjem) viška, uklanjanjem štetnih nečistoća (uglavnom S, P, O) i dodavanjem legirajućih elemenata (vidi Martenovskaya, Konverter). Visokolegirani čelici (sa visokim sadržajem ostalih elemenata) tope se u električnom luku i indukciji. Za proizvodnju čelika i posebno odgovorno imenovanje koriste se novi procesi - vakuum, elektrotrosko pretapanje, taljenje plazmom i elektronskim snopom itd. Razvijaju se metode za topljenje čelika u kontinuirano radnim jedinicama koje obezbeđuju visoka kvaliteta i automatizaciju procesa.

Na osnovu toga se stvaraju materijali koji mogu da izdrže uticaje visokih i niskih, i visokih, agresivnih sredina, velikih naizmeničnih napona, nuklearnog zračenja itd. Proizvodnja i konstantno raste. Godine 1971. u SSSR-u je istopljeno 89,3 miliona tona sirovog gvožđa i 121 milion tona čelika.

L. A. Shvartsman, L. V. Vanyukova.

Kako umjetnički materijal koristio se od antike u Egiptu (za glavu iz grobnice Tutankamona blizu Tebe, sredina 14. st. pne, Ashmolean Museum, Oxford), Mezopotamiji (bodeži pronađeni u blizini Karkemiša, 500. pne, Britanski muzej, London) ,

atomska masa je zbir masa svih protona, neutrona i elektrona koji čine atom ili molekul. U poređenju sa protonima i neutronima, masa elektrona je veoma mala, pa se ne uzima u obzir u proračunima. Iako je netačan sa formalne tačke gledišta, ovaj termin se često koristi za označavanje prosječne atomske mase svih izotopa elementa. U stvari, ovo je relativna atomska masa, koja se još naziva atomska težina element. Atomska težina je prosjek atomskih masa svih prirodnih izotopa elementa. Hemičari moraju razlikovati ove dvije vrste atomske mase kada rade svoj posao - netačna vrijednost za atomsku masu može, na primjer, dovesti do pogrešnog rezultata za prinos produkta reakcije.

Koraci

Određivanje atomske mase prema periodnom sistemu elemenata

Naučite kako se piše atomska masa. Atomska masa, odnosno masa datog atoma ili molekula, može se izraziti u standardnim SI jedinicama - gramima, kilogramima i tako dalje. Međutim, zbog činjenice da su atomske mase izražene u ovim jedinicama izuzetno male, često se pišu u jedinstvenim jedinicama atomske mase, ili skraćeno a.u.m. su jedinice atomske mase. Jedna jedinica atomske mase jednaka je 1/12 mase standardnog izotopa ugljika-12.

• Jedinica za atomsku masu karakterizira masu jedan mol datog elementa u gramima. Ova vrijednost je vrlo korisna u praktičnim proračunima, jer se može koristiti za lako pretvaranje mase određenog broja atoma ili molekula date tvari u molove, i obrnuto.

1. Pronađite atomsku masu u Mendeljejevom periodnom sistemu. Većina standardnih periodnih tablica sadrži atomske mase (atomske težine) svakog elementa. Po pravilu se daju kao broj na dnu ćelije sa elementom, ispod slova koja označavaju hemijski element. Ovo obično nije cijeli broj, već decimalni.

   Zapamtite da periodni sistem pokazuje prosječne atomske mase elemenata. Kao što je ranije navedeno, relativne atomske mase date za svaki element u periodični sistem, su prosječne vrijednosti masa svih izotopa atoma. Ova prosječna vrijednost je vrijedna za mnoge praktične svrhe: na primjer, koristi se za izračunavanje molarne mase molekula koje se sastoje od nekoliko atoma. Međutim, kada se radi o pojedinačnim atomima, ova vrijednost obično nije dovoljna.

   • Pošto je prosječna atomska masa prosjek nekoliko izotopa, vrijednost data u periodnom sistemu nije precizan vrijednost atomske mase bilo kojeg pojedinačnog atoma.
   • Atomske mase pojedinačnih atoma moraju se izračunati uzimajući u obzir tačan broj protona i neutrona u jednom atomu.

Proračun atomske mase pojedinačnog atoma

1. Pronađite atomski broj datog elementa ili njegovog izotopa. Atomski broj je broj protona u atomima elementa i nikada se ne mijenja. Na primjer, svi atomi vodika, i samo imaju jedan proton. Natrijum ima atomski broj 11 jer ima jedanaest protona, dok kiseonik ima atomski broj osam jer ima osam protona. Možete pronaći atomski broj bilo kojeg elementa u periodnom sistemu Mendelejeva - u gotovo svim njegovim standardnim verzijama, ovaj broj je naveden iznad slovna oznaka hemijski element. Atomski broj je uvijek pozitivan cijeli broj.

   • Pretpostavimo da nas zanima atom ugljika. U atomima ugljika uvijek postoji šest protona, tako da znamo da je njegov atomski broj 6. Osim toga, vidimo da je u periodnom sistemu, na vrhu ćelije sa ugljikom (C) broj "6", koji označava da atomski broj ugljenika je šest.
   • Imajte na umu da atomski broj elementa nije jedinstveno povezan s njegovom relativnom atomskom masom u periodnom sistemu. Iako, posebno za elemente na vrhu tabele, atomska masa elementa može izgledati dvostruko veća od atomskog broja, nikada se ne izračunava množenjem atomskog broja sa dva.

2. Pronađite broj neutrona u jezgru. Broj neutrona može biti različit za različite atome istog elementa. Kada dva atoma istog elementa sa istim brojem protona imaju različit iznos neutroni, oni su različiti izotopi ovog elementa. Za razliku od broja protona, koji se nikada ne mijenja, broj neutrona u atomima pojedinog elementa se često može mijenjati, pa se prosječna atomska masa elementa zapisuje kao decimalni razlomak između dva susjedna cijela broja.

   Zbrojite broj protona i neutrona. Ovo će biti atomska masa ovog atoma. Zanemarite broj elektrona koji okružuju jezgro - njihova ukupna masa je izuzetno mala, tako da oni imaju mali ili nikakav uticaj na vaše proračune.

Izračunavanje relativne atomske mase (atomske težine) elementa

1. Odredite koji se izotopi nalaze u uzorku. Hemičari često određuju omjer izotopa u određenom uzorku koristeći poseban instrument koji se zove maseni spektrometar. Međutim, tokom obuke, ovi podaci će vam biti dostavljeni u uslovima zadataka, kontrole i tako dalje u obliku vrednosti preuzetih iz naučne literature.

   • U našem slučaju, recimo da imamo posla sa dva izotopa: ugljenikom-12 i ugljenikom-13.

2. Odredite relativnu količinu svakog izotopa u uzorku. Za svaki element se javljaju različiti izotopi u različitim omjerima. Ovi omjeri su gotovo uvijek izraženi u procentima. Neki izotopi su vrlo česti, dok su drugi vrlo rijetki—ponekad toliko rijetki da ih je teško otkriti. Ove vrijednosti se mogu odrediti pomoću masene spektrometrije ili pronaći u priručniku.

   • Pretpostavimo da je koncentracija ugljika-12 99%, a ugljika-13 1%. Drugi izotopi ugljika stvarno postoje, ali u toliko malim količinama da se u ovom slučaju mogu zanemariti.

3. Pomnožite atomsku masu svakog izotopa njegovom koncentracijom u uzorku. Pomnožite atomsku masu svakog izotopa sa njegovim postotkom (izraženim decimalom). Da biste procente pretvorili u decimale, jednostavno ih podijelite sa 100. Dobijene koncentracije uvijek bi trebale biti zbirne do 1.

   • Naš uzorak sadrži ugljik-12 i ugljik-13. Ako je ugljik-12 99% uzorka, a ugljik-13 1%, onda pomnožite 12 (atomska masa ugljika-12) sa 0,99 i 13 (atomska masa ugljika-13) sa 0,01.
   • Priručnici daju procente na osnovu poznatih količina svih izotopa elementa. Većina udžbenika hemije sadrži ove informacije u tabeli na kraju knjige. Za uzorak koji se proučava, relativne koncentracije izotopa se također mogu odrediti pomoću masenog spektrometra.

4. Zbrojite rezultate. Zbrojite rezultate množenja koje ste dobili u prethodnom koraku. Kao rezultat ove operacije, naći ćete relativnu atomsku masu vašeg elementa - prosječnu vrijednost atomskih masa izotopa dotičnog elementa. Kada se element posmatra kao cjelina, a ne određeni izotop datog elementa, koristi se ta vrijednost.

   • U našem primjeru, 12 x 0,99 = 11,88 za ugljik-12, i 13 x 0,01 = 0,13 za ugljik-13. Relativna atomska masa u našem slučaju je 11,88 + 0,13 = 12,01 .

• Neki izotopi su manje stabilni od drugih: raspadaju se na atome elemenata s manje protona i neutrona u jezgri, oslobađajući čestice koje čine atomsko jezgro. Takvi izotopi se nazivaju radioaktivni.