Кислота плюс вода: Химические свойства кислот — урок. Химия, 8 класс.

Содержание

Страница не найдена — Портал Продуктов Группы РСС

Сообщите нам свой адрес электронной почты, чтобы подписаться на рассылку новостного бюллетеня. Предоставление адреса электронной почты является добровольным, но, если Вы этого не сделаете, мы не сможем отправить Вам информационный бюллетень. Администратором Ваших персональных данных является Акционерное Общество PCC Rokita, находящееся в Бжег-Дольном (ул. Сенкевича 4, 56-120 Бжег-Дольный, Польша ). Вы можете связаться с нашим инспектором по защите личных данных по электронной почте: .

Мы обрабатываем Ваши данные для того, чтобы отправить Вам информационный бюллетень — основанием для обработки является реализация нашей законодательно обоснованной заинтересованности или законодательно обоснованная заинтересованность третьей стороны – непосредственный маркетинг наших продуктов / продуктов группы PCC .

Как правило, Ваши данные мы будем обрабатывать до окончания нашего с Вами общения или же до момента, пока Вы не выразите свои возражения, либо если правовые нормы будут обязывать нас продолжать обработку этих данных, либо мы будем сохранять их дольше в случае потенциальных претензий, до истечения срока их хранения, регулируемого законом, в частности Гражданским кодексом.

В любое время Вы имеете право:

  • выразить возражение против обработки Ваших данных;
  • иметь доступ к Вашим данным и востребовать их копии;
  • запросить исправление, ограничение обработки или удаление Ваших данных;
  • передать Ваши персональные данные, например другому администратору, за исключением тех случаев, если их обработка регулируется законом и находится в интересах администратора;
  • подать жалобу Президенту Управления по защите личных данных.

Получателями Ваших данных могут быть компании, которые поддерживают нас в общении с Вами и помогают нам в ведении веб-сайта, внешние консалтинговые компании (такие как юридические, маркетинговые и бухгалтерские) или внешние специалисты в области IT, включая компанию Группы PCC .

Больше о том, как мы обрабатываем Ваши данные Вы можете узнать из нашего Полиса конфиденциальности.

Вода как кислота — Справочник химика 21

    Смесь газов, выделившихся при разложении 33,1 г нитрата свинца, растворена в 10 мл воды. Какая кислота при этом образуется и какова ее массовая доля в растворе  [c.232]

    Побочная реакция — взаимодействие воды как кислоты с сильным основанием  [c.425]

    Ион ОН- играет роль основания, сопряженного с водой как кислотой, а ион Н3О+ —это кислота, сопряженная с водой как основанием. Протолитической реакции (X.13) отвечает константа равновесия  [c.593]


    Как будет вести себя вода —как кислота или как основание — при растворении ее в жидком сероводороде HjS Как будет вести себя НгЗе-в тех же условиях  
[c.354]

    Соли фосфорноватистой кислоты, называемые гипофосфитами, хорошо растворимы в воде. Как кислота, так и ее соли — сильные восстановители. При этом они окисляются до оксофосфатов (V). Гипо-фосфиты применяют в качестве восстановителей, например, при химическом никелировании  [c.369]

    Следовательно, тркэтилсиланол, гексаалкилдисилоксаны, триэтилэтоксисилан ведут себя в среде безводной серной кислоты как основания, акцептирующие протоны. На этих примерах подтверждается в отношении кремнийорганических соединений известное положение, согласно которому поведение растворенного вещества в неводных растворителях проявляется весьма своеобразно. Многие вещества, которые ведут себя в воде как кислоты, проявляют себя в неводных растворителях как основания соединения, проявляющие себя как основания, ве.дут себя как кислоты нередко в неводных средах кислые и основные свойства проявляют вещества, которые ничего общего не имеют с кислотами и основаниями в обычном понима-нии как это видно из приведенных выше при.меров. Показательным примером в этом отношении является поведение мочевины в различных растворителях. Мочевина, являющаяся слабым основанием в водном растворе, в среде безводной уксусной кислоты ведет себя как сильное основание, а в растворе жидкого аммиака — как кислота. 

[c.69]

    Поэтому спирты и даже фенолы, реагирующие в воде как кислоты, в растворах жидкого фтористого водорода ведут себя как основания  [c. 293]

    Очень сильные основания, наоборот, вступают в практически необратимую реакцию с водой как кислотой отбирают у нее протон [c.75]

    Различия между этими типами реакций чрезвычайно полезны, хотя ОКИ упрощенно описывают действительные соотношения, поскольку в них не нашли выражения структурные аспекты, обусловленные сольватацией. А сольватация является предпосылкой к растворению кристаллической решетки или к проявлению кислотной или основной функции. Например, ион железа (П1) (гидратированный) функционирует в воде как кислота  [c.217]

    Низшие спирты качественно весьма сходны с водой по своей амфотерности — они образуют ионы КОНг и К0 . Вещества, диссоциирующие в воде как кислоты или основания, будут так же диссоциировать и в спиртах, хотя и в меньшей [c.60]

    Ее соли фосфинаты хорошо растворимы в воде. Как кислота, так и ее соли — сильные восстановители, окисляются до оксофрсфатов (V). [c. 399]

    Малая скорость реакции 8ц2 типа у неопентилбромида бл 16-6), несмотря на принадлежность неопентильного икала к первичному типу, объясняется затруднениями аки реакционного центра нуклеофилом с тьша по отно-ению к атому брома в соответствии с механизмом 5 лг2 акции Это лишний раз подтверждает значение стериче-ких (пространственных) факторов в 5лг2 реакциях Нуклеофшы, нуклеофильность Нуклеофилами явля-ся любые частицы — доноры электронной пары, однако силу этого они являются и основаниями Тем не менее понятия основность и нуклеофильность принято вкла-вать разный смысл Стандартной мерой основности, то есть силы основа-В, является положение равновесия в реакции переноса отона при взаимодействии с водой как кислотой 

[c.443]


    Точка зрения Бренстеда существенно изменила наши взгля. ды на природу кислот, оснований и солей и на реакции вза-имодейстЕия между ними. На основании теории Бренстеда можно охватить с единой точки зрения все явления, наблюдающиеся в растворах кислот и оснований.
Необходимо с новой точки зрения рассмотреть типичные кислотно-основные равновесия и создать новую номенклатуру. На необходимость такой номенклатуры указал Клагес. Он приводит ряд примеров, которые показывают, какие осложнения вызывает отсутствие такой номенклатуры. Например, ониевые соли, в частности гидроксониевые соли в воде, с одной стороны, мы рассматриваем как диссоциированные кислоты, с другой стороны, по аналогии с аммониевыми солями, как соли. Одно и то же вещество, например, уксусную кислоту в растворе хлорной кислоты следует рассматривать как основание, в воде — как кислоту. В связи с этим Клагес предлагает рассматривать соли, которые образуют катионы состава (р-ль + Н) как кислоты, а соли, которые образуют анионы состава (р-ль — -Н), — как основания. Старые и новые понятия — кислота и основание — не совпадают. Кислоты по терминологии Бренстеда являются по Клагесу свободными формами кислот . Старые понятия кислот и оснований относятся к продуктам их взаимодействия с растворителем.
По Бренстеду все реакции, в которых участвуют кислоты или основания, представляют реакции двойного протолитического равновесия, поэтому необходима их классификация и сопоставление со старой номен- [c.510]

    Г. подвергаются такше кислые и основные соли. Если ВНА — кислая соль слабой к-ты Н А, то ее Г. обусловлен реа1щией НА» Н- Н2О = НгА ОН-. Ион НА ведет себя как основание (напр., МаНСОз + Н2О = N3+ -(- НдСОз + 4- ОН-). Если гидролизуется основная соль сильной к-ты и полизарядного катиона, то гидрат последнего реагирует с водой как кислота, напр. [c.460]

    Соответственно с современным определением соли и кислотно-основных реакций изменяется представление о гидролизе. Так называемый гидролиз солей в водных растворах представляет собой просто частный случай протолитических реакций. Если один из ионов соли является протолитом (а, как сказано, анион соли принципиально всегда является таковым), то в зависимости от своей силы (как протолита) он вступает в реакцию с водой.

Например, при растворении цианида калия КСМ в воде ион СК как сильное основание вступает в реакцию с водой как кислотой и происходит реакция СН» + НаО НСМ + 0Н  [c.66]

    Кислоты, отщепляющие несколько протонов (многоосновные), как, например, ортофосфорпая кислота Н3РО4, подвергаются протолитическим реакциям с образованием частиц, которые могут проявлять и кислотные, и основные свойства. Так, анион реагирует с водой как кислота  [c.53]

    Мы поставили своей целью дать количественную трактовку влиянию заместителей на кислотность нитроалканов и на скорости диссоциации и рекомбинации. К постановке этой задачи можно было подойти только после разработки надежных методов измерения скоростей. Особое внимание при определении скоростей диссоциации и рекоыбинации должно быть обращено на то, чтобы получаемые константы скоростей отражали реакцию нитроалкана с одной и только одной парой сопряженных кислоты и основания. Так, если изучается реакция диссоциации под действием Ш», то, с одной стороны, должны быть тщательно исключены параллельные реакции диссоциации под действием воды и других оснований, присутствующих в системе, а с другой обратная реакция рекомбинации должна быть изучена под действием воды как кислоты  

[c. 11]


Пропионовая кислота, структурная формула, химические, физические свойства

1

H

1,008

1s1

2,2

Бесцветный газ

пл=-259°C

кип=-253°C

2

He

4,0026

1s2

Бесцветный газ

кип=-269°C

3

Li

6,941

2s1

0,99

Мягкий серебристо-белый металл

пл=180°C

кип=1317°C

4

Be

9,0122

2s2

1,57

Светло-серый металл

пл=1278°C

кип=2970°C

5

B

10,811

2s2 2p1

2,04

Темно-коричневое аморфное вещество

пл=2300°C

кип=2550°C

6

C

12,011

2s2 2p2

2,55

Прозрачный (алмаз) / черный (графит) минерал

пл=3550°C

кип=4830°C

7

N

14,007

2s2 2p3

3,04

Бесцветный газ

пл=-210°C

кип=-196°C

8

O

15,999

2s2 2p4

3,44

Бесцветный газ

пл=-218°C

кип=-183°C

9

F

18,998

2s2 2p5

4,0

Бледно-желтый газ

пл=-220°C

кип=-188°C

10

Ne

20,180

2s2 2p6

Бесцветный газ

пл=-249°C

кип=-246°C

11

Na

22,990

3s1

0,93

Мягкий серебристо-белый металл

пл=98°C

кип=892°C

12

Mg

24,305

3s2

1,31

Серебристо-белый металл

пл=649°C

кип=1107°C

13

Al

26,982

3s2 3p1

1,61

Серебристо-белый металл

пл=660°C

кип=2467°C

14

Si

28,086

3s2 3p2

1,9

Коричневый порошок / минерал

пл=1410°C

кип=2355°C

15

P

30,974

3s2 3p3

2,2

Белый минерал / красный порошок

пл=44°C

кип=280°C

16

S

32,065

3s2 3p4

2,58

Светло-желтый порошок

пл=113°C

кип=445°C

17

Cl

35,453

3s2 3p5

3,16

Желтовато-зеленый газ

пл=-101°C

кип=-35°C

18

Ar

39,948

3s2 3p6

Бесцветный газ

пл=-189°C

кип=-186°C

19

K

39,098

4s1

0,82

Мягкий серебристо-белый металл

пл=64°C

кип=774°C

20

Ca

40,078

4s2

1,0

Серебристо-белый металл

пл=839°C

кип=1487°C

21

Sc

44,956

3d1 4s2

1,36

Серебристый металл с желтым отливом

пл=1539°C

кип=2832°C

22

Ti

47,867

3d2 4s2

1,54

Серебристо-белый металл

пл=1660°C

кип=3260°C

23

V

50,942

3d3 4s2

1,63

Серебристо-белый металл

пл=1890°C

кип=3380°C

24

Cr

51,996

3d5 4s1

1,66

Голубовато-белый металл

пл=1857°C

кип=2482°C

25

Mn

54,938

3d5 4s2

1,55

Хрупкий серебристо-белый металл

пл=1244°C

кип=2097°C

26

Fe

55,845

3d6 4s2

1,83

Серебристо-белый металл

пл=1535°C

кип=2750°C

27

Co

58,933

3d7 4s2

1,88

Серебристо-белый металл

пл=1495°C

кип=2870°C

28

Ni

58,693

3d8 4s2

1,91

Серебристо-белый металл

пл=1453°C

кип=2732°C

29

Cu

63,546

3d10 4s1

1,9

Золотисто-розовый металл

пл=1084°C

кип=2595°C

30

Zn

65,409

3d10 4s2

1,65

Голубовато-белый металл

пл=420°C

кип=907°C

31

Ga

69,723

4s2 4p1

1,81

Белый металл с голубоватым оттенком

пл=30°C

кип=2403°C

32

Ge

72,64

4s2 4p2

2,0

Светло-серый полуметалл

пл=937°C

кип=2830°C

33

As

74,922

4s2 4p3

2,18

Зеленоватый полуметалл

субл=613°C

(сублимация)

34

Se

78,96

4s2 4p4

2,55

Хрупкий черный минерал

пл=217°C

кип=685°C

35

Br

79,904

4s2 4p5

2,96

Красно-бурая едкая жидкость

пл=-7°C

кип=59°C

36

Kr

83,798

4s2 4p6

3,0

Бесцветный газ

пл=-157°C

кип=-152°C

37

Rb

85,468

5s1

0,82

Серебристо-белый металл

пл=39°C

кип=688°C

38

Sr

87,62

5s2

0,95

Серебристо-белый металл

пл=769°C

кип=1384°C

39

Y

88,906

4d1 5s2

1,22

Серебристо-белый металл

пл=1523°C

кип=3337°C

40

Zr

91,224

4d2 5s2

1,33

Серебристо-белый металл

пл=1852°C

кип=4377°C

41

Nb

92,906

4d4 5s1

1,6

Блестящий серебристый металл

пл=2468°C

кип=4927°C

42

Mo

95,94

4d5 5s1

2,16

Блестящий серебристый металл

пл=2617°C

кип=5560°C

43

Tc

98,906

4d6 5s1

1,9

Синтетический радиоактивный металл

пл=2172°C

кип=5030°C

44

Ru

101,07

4d7 5s1

2,2

Серебристо-белый металл

пл=2310°C

кип=3900°C

45

Rh

102,91

4d8 5s1

2,28

Серебристо-белый металл

пл=1966°C

кип=3727°C

46

Pd

106,42

4d10

2,2

Мягкий серебристо-белый металл

пл=1552°C

кип=3140°C

47

Ag

107,87

4d10 5s1

1,93

Серебристо-белый металл

пл=962°C

кип=2212°C

48

Cd

112,41

4d10 5s2

1,69

Серебристо-серый металл

пл=321°C

кип=765°C

49

In

114,82

5s2 5p1

1,78

Мягкий серебристо-белый металл

пл=156°C

кип=2080°C

50

Sn

118,71

5s2 5p2

1,96

Мягкий серебристо-белый металл

пл=232°C

кип=2270°C

51

Sb

121,76

5s2 5p3

2,05

Серебристо-белый полуметалл

пл=631°C

кип=1750°C

52

Te

127,60

5s2 5p4

2,1

Серебристый блестящий полуметалл

пл=450°C

кип=990°C

53

I

126,90

5s2 5p5

2,66

Черно-серые кристаллы

пл=114°C

кип=184°C

54

Xe

131,29

5s2 5p6

2,6

Бесцветный газ

пл=-112°C

кип=-107°C

55

Cs

132,91

6s1

0,79

Мягкий серебристо-желтый металл

пл=28°C

кип=690°C

56

Ba

137,33

6s2

0,89

Серебристо-белый металл

пл=725°C

кип=1640°C

57

La

138,91

5d1 6s2

1,1

Серебристый металл

пл=920°C

кип=3454°C

58

Ce

140,12

f-элемент

Серебристый металл

пл=798°C

кип=3257°C

59

Pr

140,91

f-элемент

Серебристый металл

пл=931°C

кип=3212°C

60

Nd

144,24

f-элемент

Серебристый металл

пл=1010°C

кип=3127°C

61

Pm

146,92

f-элемент

Светло-серый радиоактивный металл

пл=1080°C

кип=2730°C

62

Sm

150,36

f-элемент

Серебристый металл

пл=1072°C

кип=1778°C

63

Eu

151,96

f-элемент

Серебристый металл

пл=822°C

кип=1597°C

64

Gd

157,25

f-элемент

Серебристый металл

пл=1311°C

кип=3233°C

65

Tb

158,93

f-элемент

Серебристый металл

пл=1360°C

кип=3041°C

66

Dy

162,50

f-элемент

Серебристый металл

пл=1409°C

кип=2335°C

67

Ho

164,93

f-элемент

Серебристый металл

пл=1470°C

кип=2720°C

68

Er

167,26

f-элемент

Серебристый металл

пл=1522°C

кип=2510°C

69

Tm

168,93

f-элемент

Серебристый металл

пл=1545°C

кип=1727°C

70

Yb

173,04

f-элемент

Серебристый металл

пл=824°C

кип=1193°C

71

Lu

174,96

f-элемент

Серебристый металл

пл=1656°C

кип=3315°C

72

Hf

178,49

5d2 6s2

Серебристый металл

пл=2150°C

кип=5400°C

73

Ta

180,95

5d3 6s2

Серый металл

пл=2996°C

кип=5425°C

74

W

183,84

5d4 6s2

2,36

Серый металл

пл=3407°C

кип=5927°C

75

Re

186,21

5d5 6s2

Серебристо-белый металл

пл=3180°C

кип=5873°C

76

Os

190,23

5d6 6s2

Серебристый металл с голубоватым оттенком

пл=3045°C

кип=5027°C

77

Ir

192,22

5d7 6s2

Серебристый металл

пл=2410°C

кип=4130°C

78

Pt

195,08

5d9 6s1

2,28

Мягкий серебристо-белый металл

пл=1772°C

кип=3827°C

79

Au

196,97

5d10 6s1

2,54

Мягкий блестящий желтый металл

пл=1064°C

кип=2940°C

80

Hg

200,59

5d10 6s2

2,0

Жидкий серебристо-белый металл

пл=-39°C

кип=357°C

81

Tl

204,38

6s2 6p1

Серебристый металл

пл=304°C

кип=1457°C

82

Pb

207,2

6s2 6p2

2,33

Серый металл с синеватым оттенком

пл=328°C

кип=1740°C

83

Bi

208,98

6s2 6p3

Блестящий серебристый металл

пл=271°C

кип=1560°C

84

Po

208,98

6s2 6p4

Мягкий серебристо-белый металл

пл=254°C

кип=962°C

85

At

209,98

6s2 6p5

2,2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

пл=302°C

кип=337°C

86

Rn

222,02

6s2 6p6

2,2

Радиоактивный газ

пл=-71°C

кип=-62°C

87

Fr

223,02

7s1

0,7

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

пл=27°C

кип=677°C

88

Ra

226,03

7s2

0,9

Серебристо-белый радиоактивный металл

пл=700°C

кип=1140°C

89

Ac

227,03

6d1 7s2

1,1

Серебристо-белый радиоактивный металл

пл=1047°C

кип=3197°C

90

Th

232,04

f-элемент

Серый мягкий металл

91

Pa

231,04

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

92

U

238,03

f-элемент

1,38

Серебристо-белый металл

пл=1132°C

кип=3818°C

93

Np

237,05

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

94

Pu

244,06

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

95

Am

243,06

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

96

Cm

247,07

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

97

Bk

247,07

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

98

Cf

251,08

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

99

Es

252,08

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

100

Fm

257,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

101

Md

258,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

102

No

259,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

103

Lr

266

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

104

Rf

267

6d2 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

105

Db

268

6d3 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

106

Sg

269

6d4 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

107

Bh

270

6d5 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

108

Hs

277

6d6 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

109

Mt

278

6d7 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

110

Ds

281

6d9 7s1

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Металлы

Неметаллы

Щелочные

Щелоч-зем

Благородные

Галогены

Халькогены

Полуметаллы

s-элементы

p-элементы

d-элементы

f-элементы

Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.

Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.

Вода с лимоном: польза и вред

Лимон по праву можно считать настоящей витаминной «бомбой» (он содержит в себе витамины, органические кислоты, целый комплекс микроэлементов, клетчатку). Этот солнечный плод обладает массой полезных свойств. Одним из самых распространенных способов «лимонной терапии» является употребление лимонной воды.

Для того чтобы собственноручно приготовить полезный лимонад, понадобится сок одного лимона из расчета на литр теплой кипяченой воды. Можно просто перемешать сок лимона и воду, а можно добавить в напиток еще и лимонную кожуру и дать настояться. Лимонную воду употребляют как в чистом виде, так и со всевозможными добавками: с медом, мятой, зеленым чаем, корицей, имбирем или другими пряностями.

Существуют самые разные способы приема воды с лимоном: натощак, перед каждым приемом пищи, после еды и так далее. Лимонную воду пьют как горячей, так и холодной, а также в виде льда добавляют в чай. Какой бы способ вы для себя ни выбрали, главное – это чтобы употребление воды приносило пользу. Для этого нужно внимательно изучить все за и против.

Что касается пользы лимонной воды, то в первую очередь стоит сказать о её противопростудном эффекте. За счет высокой концентрации в лимоне витамина C, регулярный прием лимонной воды способствует укреплению иммунной системы, устраняет неприятные симптомы простуды, обладает жаропонижающим эффектом. При первых признаках ангины рекомендуется также полоскать горло водой с лимоном.

Употребление воды с лимоном – это отличное средство для профилактики целого ряда недугов, среди которых можно выделить заболевания сердечно-сосудистой системы, катаракту, подагру, ревматизм и другие. Кроме того, лимонная вода способствует очищению печени и почек, а также выведению шлаков из организма. Благодаря содержанию в лимоне калия, прием лимонной воды улучшает работу мозга, а также нормализует состояние центральной нервной системы.

Вода с лимоном также поможет тем, кто желает сбросить лишний вес. Лимонная вода способна улучшить пищеварение и ускорить обмен веществ, а также вывести лишнюю жидкость из организма, что позволит не только похудеть, но и в дальнейшем поддерживать комфортный вес.

Помимо всех вышеперечисленных преимуществ, лимонная вода обладает также ярко выраженным тонизирующим эффектом. Это настоящий энергетический напиток, который поможет взбодриться с утра и наполнит жизненной энергией на целый день.

Несмотря на широкий перечень полезных свойств лимонной воды в некоторых случаях она также может причинить вред здоровью. Негативный эффект может наступить как при неконтролируемом чрезмерном употреблении воды с лимоном, так и при наличии определенных противопоказаний (повышенная кислотность, язвенная болезнь желудка и другие заболевания желудочно-кишечного тракта). При возникновении изжоги или болей в желудке, стоит сократить потребление лимонной воды, либо же отказаться от данной терапии вовсе.

У людей, в больших количествах употребляющих лимонную воду, может наблюдаться повышенная чувствительность зубов. Это связано с разрушительным воздействием фруктовых кислот на зубную эмаль. Чтобы предотвратить подобный последствия, следует пить «лимонад» через трубочку либо же тщательно ополаскивать ротовую полость водой после каждого приема лимонной воды.

Ввиду высокой концентрации аскорбиновой кислоты в лимонах, они обладают ярко выраженным мочегонным действием. Поэтому, чтобы избежать обезвоживания организма, не ограничивайте свой рацион только лимонной водой. Старайтесь пить как можно больше других видов жидкости: зеленый чай, соки, обычная питьевая вода. Если же у вас присутствуют камни в почках, то «лимонная терапия» вам противопоказана.

Заботьтесь о своем здоровье!


Водород / Хабр

Начало

По революционным праздникам в СССР проводились торжественные демонстрации. Для взрослых участие нередко было обязательным. Ну а детям — им, что ни праздник, всё в радость. Торжественная обстановка, можно помаршировать со взрослыми в стройных колоннах, покричать «ура», поразмахивать красными флажками и надувными шариками…

Шарики. Кажется, именно с них-то всё и началось.

Согласно советским открыткам, демонстрация должна была выглядеть как-то так:

[Image source: https://открытки.kz/poisk-демонстрация/otkritki-2-Открытка-картинка-ретро-1-мая-демонстрация.html]

В общем и целом, где-то так оно и было. За одним исключением: наши шарики в воздух не поднимались. Они тупо свисали на своих ниточках, и чтобы участвовать в празднике, приходилось непрерывно размахивать поднятыми  руками. Что мне, что другим детям. Ни у кого во всей колонне шарики не тянулись вверх.

— Почему? — спросил я у мамы.

— Потому что их нужно надувать специальным газом — объяснила она.

Сегодня я знаю, что этот газ — гелий. Тогда не было смысла даже начинать размышлять о том, как его раздобыть. Слово «отсутствует» не вполне передаёт безнадёжность затеи, особенно для тех, кто вырос в наше время. В мелком городке на окраине СССР, далёком от культурных и индустриальных центров, «гелий» относился не к физическому миру, а к ярким картинкам из телевизора, книг, открыток, и научной фантастики. С равным успехом можно было мечтать раздобыть выдох единорога или грибы с Плутона.

Однако ж мне хотелось летающий шарик. Есть нечто гипнотизирующее в предмете, который сначала лежит в ладонях, а потом соприкасается с облаками за пару километров пространства над головой. Э, да что там «километров»! Во всём городе трудно было найти здание выше нашей четырёхэтажки, и крыша её олицетворяла для нас линию Кармана, отделяя пространство земное от недостижимого. А были над ней ещё и макушки близлежащих гор, и редкие самолёты Як-40, и перистые облака на границе со стратосферой. И до всего этого в принципе можно было «дотянуться» простым шариком.

Довольно скоро я вычитал название подходящей замены гелию: водород. Самый лёгкий из всех газов, легче даже гелия, он вполне годился на роль наполнителя аэростата. Водород легко получить из простых химикатов. Берём бутылку. Накидываем в неё кусочков цинка или даже алюминия. Заливаем разбавленной соляной кислотой. Надеваем на горлышко шарик, ждём полчасика, и…

…только вот соляной кислоты у меня не было. И равноценной замены тоже. И купить её было негде. Во всяком случае, не в тех магазинах, что наблюдались вокруг. В них ни черта не было. На закате СССР люди не «покупали» вещи, они «доставали» их через правильных знакомых. У меня таких знакомых не было. Я был всего лишь ребёнком.

В 1989-м мама, убедившись, что я знаю химию достаточно, чтобы быть осторожным, обратилась к знакомому автолюбителю. Тот отлил полстакана серной кислоты прямо из аккумулятора в мою бутылку, и я отвёз её домой в трясучем автобусе через полгорода в обычной авоське. Такие вот простые были нравы.

На тринадцатилетие я пригласил троих друзей. Мы накидали цинка из старых батареек в бутылку, залили разбавленной кислотой, надели поверх шарик и наддули его до заранее вычисленного диаметра. Прицепили к нитке записку с моим телефонным номером и вышли на улицу. Было уже темно. Стоял поздний январский вечер. Брюхо облаков проползало в каких-то десятках метров над нами. Шарик на верёвочке тянулся к ним. Мы его выпустили. Кто-то подпрыгнул, пытаясь схватить его, но не смог. За какие-то секунды красное пятно поднялось в воздух, достигло тёмных облаков и растворилось в них.

На другой день областная газетка «Ленинский Путь» опубликовала заметку про «НЛО красного цвета» над Сулейман-горой, что торчала из центра города. Слабый ветер в ту ночь действительно дул к центру. Мог ли наш доморощенный аэростат оказаться тем самым НЛО? Маловероятно, конечно. Но время от времени я хихикаю, размышляя об этой комичной возможности.

Шарик взлетел, но это не было достижением. Это было чудом. Ведь кислоту для него «достали», и я не мог воспроизвести это чудо. Поэтому я продолжал искать. Для подростка я выучил химию — ну или некоторые её разделы — весьма даже недурно. Я знал с десяток способов получения водорода. К сожалению, все они требовали недоступных химикатов или оборудования, либо же были настолько опасны, что даже в тогдашнем своём энтузиазме я не рисковал затевать нечто подобное. Моя задача выглядела как попытка сложить слово СЧАСТЬЕ из букв Ж, П, и О. То есть, приборов и материалов со свалок и стремительно пустеющих полок позднесоветских магазинов. То было время падения СССР. Советская экономика, не слишком эффективная и в лучшие-то годы, загибалась в последних конвульсиях:

[Image credit AP Photo/Alexander Zemlianichenko, Oct. 19, 1990]

Самое обидное, что решение той задачи у меня в руках было. Более того, оно физически следовало за мной почти всю мою жизнь, путями иногда странно переплетёнными с моими. Но узнал я об этом только много десятилетий спустя.

Как так получилось?

За что точно можно хвалить СССР, так это за популяризацию научного и технического знания. Тысячи книг и брошюрок по физике, математике, химии, инженерным вопросам печатались громадными тиражами и продавались по копеечным ценам. Нередко они объясняли весьма нетривиальные концепции в простых и ясных терминах. Многие старались дать читателю систему взаимосвязанных знаний, нежели гору фактиков. А потому, если часть выученного забывалась, её иногда удавалось восстановить по «перекрёстным ссылкам» из сохранившегося в памяти.

Разумеется, барахло тоже печаталось. Тоннами. Но и высококачественные книги среди него встречались. Их искали и ценили.

Вот одна из них, за авторством Н. П. Агафошина[20]:

Брошюрка доходчиво излагает основы физики и химии металлов и сплавов. Напечатанная в 1967-м году в Смоленске, за тысячи километров от нашего города, она каким-то образом оказалась в Средней Азии и была куплена отцом. К сожалению, он не успел отдать её мне сам. Но это сделала бабушка. Я прочёл книжку с великим интересом, и если я что-то помню сегодня про слова «электрохимия», «солидус-ликвидус» и «комплексы металлов», то в основном благодаря этому изданию.

А потом в 1989-91-м годах по Средней Азии прокатилась волна погромов. Заявленная цель была благородна: устранение расовой несправедливости. Результат предсказуемо непригляден: трупы в городской реке и страх ещё худших притеснений. Почти все белые люди уехали. Я сел на поезд и отправился в Новосибирск изучать физику, а мама двинулась на другой конец России в Смоленск. Книги мы, разумеется, не бросили.

Так брошюрка Агафошина вернулась в свой родной город. Навещая маму на летних каникулах, я иногда прогуливался по улице Гагарина, где располагалась типография. В те дни, однако, я занимался физикой, и проблема получения водорода в домашних условиях мало меня волновала.

Тем не менее, ответ на неё в книге содержался. Ну как «ответ», скорее намёк. Подсказка. Но достаточная. Заметил я её, однако, много, много позже, когда жил уже в США.

Решение

В 2016-м году мама, приехав в гости, привезла с собой «Металлы и сплавы». Под наплывом воспоминаний я принялся их перечитывать, и наткнулся вот на это:

Сноску видите? Про «ионы хлора и других галогенов»?

Как сказано, это ещё не решение. Но намёк прямейший. Химическая интуиция моя подпрыгнула и сказала: а что если долить раствор медного купороса (CuSO4) к раствору поваренной соли (NaCl), и кинуть туда алюминиевой проволоки? Ионы хлора разрушат защитную плёнку оксида на алюминии. «Голый» алюминий начнёт реагировать с водой, выделяя водород. А осаждающаяся на алюминии медь поддержит реакцию, создав окисляющий электрохимический потенциал на алюминии!

Ошибочные идеи могут вести к рабочим результатам. Реакция, на самом деле, протекает существенно иначе (об этом ниже). Но она идёт! Она производит водород из букв Ж, П, и О. Всё потребное для этого было вполне доступно в моём детстве:

  • Стеклянная бутылка. Из магазина или просто с улицы.

  • Алюминиевая проволока. Из восхитительного мусорного ассорти на тротуарах любимого (не шучу!) города детства.

  • Вода, из крана.

  • Поваренная соль. Из магазина.

  • Медный купорос. По непонятной причине десятки его мешков валялись в любом хозмаге, среди по большей части пустых полок.

  • И шарик. Каковыми советская индустрия продолжала исправно снабжать население, несмотря ни на что.

Всё. Я мог сотворить это чудо ещё пацаном. Собрать друзей и запустить сколько угодно шариков в стратосферу.

Когда я понял это, то одновременно ржал от радости, и чуть не плакал. Потому что ничего изменить уже было нельзя. Не осталось ни того времени, ни тех людей, которым бы дорого было это чудо.

Но я решил: всё равно запущу. Пусть из всей нашей тусовки увижу это только я один — шарик должен полететь. Такие вопросы надо закрывать в физической реальности, независимо от срока давности. Если не для себя, то хотя бы для того ребёнка внутри, что хотел этого 30 лет назад.

Поэтому к одному из загородных выездов с друзьями я подготовился особо.

Я купил химикаты, проволоку, рассчитал всё и взвесил:

Намешал растворов:

Слил всё в бутылку и нацепил поверх шарик:

Подождал (осторожно — реакция экзотермична, и бутылка греется так, что трудно держать в руках):

Дождался наполнения, вышел на улицу, выпустил шарик, и долго глядел вслед красному пятнышку, покуда оно не исчезло в облаках.

Шарик улетел, но вопрос остался: зачем я всё это написал?

Разумеется, не ради того, чтобы поделиться рецептом. Что в США, что в России сегодня можно получить водород множеством способов более надёжных и удобных, нежели описанный.

Заявить, что решения всех наших проблем — рядом, надо только смотреть внимательнее? В это я не верю. Масса жизненных ситуаций не имеют решений простых, и зачастую не имеют решений даже сложных. Или же решаются такими объездными кругалями, что лучше и не начинать.

Возможно, чтобы лишний раз показать: для осуществления некоторых желаний необходимо такое изменение сознания, которое делает неважными сами эти желания. Это похоже на правду. Будучи подростком, я ведь водил глазами по строчкам с подсказкой — но никакая химическая интуиция на неё тогда не отозвалась. А сегодня мне легко придумывается ещё несколько чертовски простых вещей, которые вполне можно и нужно было попробовать, но о которых я тогда и не подумал.

Или, быть может, всё проще, и когда закрываешь вопрос такой длительности, решение немного принадлежит. .. всем.

Делюсь.

Техническое приложение 1. Сеанс магии с разоблачением.

Так что же происходит в той бутылке?

Сама реакция известна давно и описана неоднократно. Но, к моему удивлению, её объяснения в массе своей не выдерживают даже поверхностной критики.

Чаще всего они сводятся к фразе «ионы хлора разрушают защитный слой алюминия, далее алюминий реагирует с водой». Однако как они его разрушают, и почему именно и только его? Эти вопросы обходятся. Хуже, данное описание очевидно неполно. Потому как если бы им всё ограничивалось, то алюминиевая вилка растворялась бы в обыкновенном огуречном рассоле! Чего, как мы знаем, не происходит.

Более продвинутые гипотезы учитывают оседание меди на алюминии. Они справедливо отмечают, что это создаёт потенциал для гальванической коррозии и, таким образом, способствует реакции. Примерно так я исходно представлял механизм себе. Он почти наверняка имеет место, но его одного тоже недостаточно. Ибо тогда кусок алюминия, обёрнутый медной проволокой, и помещённый в солёную воду, принялся бы растворяться. А этого тоже не происходит.

Ряд источников предполагает, что ответ таится в образовании комплекса [CuCl4]2- и взаимодействии его с алюминием. Последнее действительно нетривиально, но не является необходимым. Ибо алюминий растворяется — с выделением водорода! — даже в разбавленном хлориде меди CuCl2, где комплекса [CuCl4]2- практически нет.

На чём я перейду, наконец, к тому, что мне лично кажется правильным объяснением.  Или, по крайней мере, соответствующим всем наблюдаемым реакциям и их опробованным вариациям. Disclaimer: я не химик, за возможные ошибки не отвечаю.

===

Первым делом, конечно же, в смеси происходит реакция обмена. Я сознательно записываю её не в ионной, а в молекулярной форме, ибо так понятнее, хоть и не совсем корректно:

CuSO4 + 2NaCl <-> CuCl2 + Na2SO4     [1]

Косвенно это можно подтвердить, влив в смесь избыток NaCl и получив интенсивно-зелёный раствор, окрашенный ионами CuCl42-, которые не образовались бы без наличия CuCl2.

Дальше CuCl2 частично диссоциирует и реагирует с водой:

CuCl2 + H2O <-> CuOHCl + HCl     [2]

Реакции способствует то, что гидроксиды и гидроксохлориды меди плохо растворимы. Поэтому, хотя равновесие в целом смещено влево, небольшие количества HCl из правой части всё-таки присутствуют.

Однократная диссоциация (CuCl2 -> (CuCl)+ + Cl), вероятно, протекает легче, чем полная (CuCl2 -> Cu2+ + 2Cl), что объясняет, почему серная кислота не возникает аналогичным образом с простым CuSO4.

Следующий шаг прост. Крошечные количества HCl атакуют оксидную «шкурку» алюминия и растворяют её:

Al2O3 + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H2O     [3]

Отметим, что соляной кислоты (HCl) в системе мало и на растворения всего алюминия не хватит. Однако это не нужно. Потому что дальше «обнажённый» алюминий просто реагирует с водой напрямую:

2Al + 6H2O -> 2Al(OH)3 + 3H2      [4]

Именно здесь образуется нужный нам водород!

Параллельно с этим разворачиваются вторичные процессы, делающие балансировку реакции весьма затруднительной:

2Al + 3Cu2+ -> 2Al3- + 3Cu     [5]    // Выпадение меди в осадок

2Al(OH)3 + 3Cu2+ -> 3Cu(OH)2 + 2Al3+     [6] // Образование тёмного осадка медных гидроксидов

Al(OH)3 + 3HCl -> AlCl3 + 3H2O    [7]     // «Выедание» HCl вторичными продуктами, из-за чего процесс водородообразования замедляется до черепашьей скорости задолго до исчерпания реагентов

Почти наверняка тут упущены тонкие детали. Так, на шаге [2] может образовываться несколько разных гидроксохлоридов меди. А при реакции алюминия со смесью реагентов должен возникать целый спектр гидроксидов, гидроксохлоридов, и гидрированных хлоридов. Но всё это на итог уже мало влияет. Водород выделяется.

Дабы проверить свои догадки, я провёл несколько опытов.

1. Алюминий легко растворяется, с выделением водорода, в голубом разбавленном хлориде меди CuCl2, тем самым подтверждая, что комплексы CuCl42- не являются необходимыми для реакции:

Реакция алюминия с хлоридом меди. Камера смотрит сверху вниз на дно пробирки.

2. Исходя из вышеприведённой логики, можно ожидать, что алюминий будет реагировать с выделением газа и с раствором FeCl3, ибо гидроксиды железа тоже плохорастворимы. Это действительно так:

3. Однако железо в растворе CuCl2 или его смеси с NaCl (практически) не растворяется:

То есть, кислотного агента, «раздевающего» алюминий, там столь мало, что на металл в целом он не влияет. Делает это вода. Которая хорошо взаимодействует с алюминием, но почти нет — с железом.

4. По мере протекания реакции между Al и CuCl2 раствор становится молочно-непрозрачным, а на стенках формируется белый осадок. Стоит ожидать, что это Al(OH)3, согласно шагу [4].

И действительно, вливание нескольких капель уксуса просветляет раствор, косвенно подтверждая, что белый осадок — это именно Al(OH)3, реагирующий с уксусной кислотой примерно так: 2Al(OH)3 + 2CH3COOH -> 2Al(OH)2(CH3COO) + H2O:

 

Техническое приложение 2. Про «десяток способов».

Ибо знаю, что и спросят, и своих накидают. Поэтому записываю сразу.

1. Соляная кислота + цинк:

Zn + 2HCl -> ZnCl2 + H2

Или любой другой электропозитивный металл (железо, алюминий). Или любая другая разбавленная сильная кислота (серная, азотная). Которых, к сожалению, у меня не было.

2. Уксус + магний:

Mg + 2CH3COOH -> Mg(CH3COO)2 + H2

Идея та же, что и выше. Просто магний настолько электропозитивен, что согласен растворяться даже в относительно слабой уксусной кислоте.

Способ вполне рабочий и мы даже запустили им один шарик. Недостатков два. Во-первых, магний надо добывать на охраняемой свалке аэропорта, рискуя быть пойманным. Или выменивать его у тех, кто этим занимался. Во-вторых, то ли сам ацетат магния, то ли какие-то примеси в сплаве генерили в процессе получения водорода чудовищное количество пены, которую не удавалось толком сбить ни спиртом, ни солью. Отчего надувание шарика превращалось в танцы с бубном. Медленно, мучительно, грязно и ненадёжно.

 

3. Алюминий + сильная щелочь:

Al2O3 + 2NaOH -> 2NaAlO2 + H2O (разрушение оксида)
2Al + 6H2O -> 2Al(OH)3 + 3H2 (сам водород)
Al(OH)3 + NaOH -> Na[Al(OH)4] (вторичная реакция)

Все амфотерные металлы схожим образом реагируют в присутствии воды со щелочами как «кислоты», но из доступных лишь алюминий активно выделяет потом водород при контакте с водой. Вместо NaOH годится KOH, однако с раствором аммиака этот номер уже не проходит.

Проблема здесь всё та же: негде было достать сильную щелочь.

 

4. Разумеется, многие подумали: электролиз!

Разбалтываем в воде да хоть ту же поваренную соль, опускаем туда два электрода, пускаем ток, и собираем над катодом водород.

Оно действительно работает, но задачу не решает.

Первая причина очевидна. Водород, тупо выделяющийся над электродом, сам в шарик не соберётся. Чтобы его туда загнать, требуется давление в 30-50 мм ртутного столба. То есть, нужен герметичный прибор, позволяющий проводить электролиз под небольшим давлением. С разделением катода и анода. А это уже нетривиальная геометрия и сложное приборостроение. По тогдашним обстоятельствам, по крайней мере.

Вторая проблема более фатальна, хотя менее очевидна. Дело в том, что молекула у водорода очень мелкая. И подвижная. И легко диффундирует из шарика прямо сквозь стенку. Уже при объёме в три литра стандартный резиновый шарик теряет от этого плавучесть где-то через час. И скорость потери, как легко показать, пропорциональна четвёртой степени радиуса шарика. На практике это означает, что электролизный аппарат должен производить не менее где-то эдак литра водорода в час. Иначе потери сквозь стенки сравняются с поступлением раньше, чем вы наскребёте минимально необходимые для плавучести 2.5 литра.

Литр водорода — это 1/20 моля. Чтобы восстановить этот водород из воды, надо вкачать в неё 2*(1/20) = 1/10 моля электронов. То есть, 1.6*10-19*6*1023*0.1 = 104 кулонов электричества. За час, он же 3600 секунд. Следовательно, через систему должен течь ток не менее 3 ампер, а с учётом неизбежных потерь — лучше пять-шесть. Однако типичные токи, реализуемые в небольших домашних или лабораторных электролизных установках, на порядок меньше. Задрать их, конечно, можно, но это опять уже серьёзная работа. Не для сборки на кухне.

 

5. А если не разделять газы?

Налить в бутылку раствор сульфата магния MgSO4. Опустить в неё два графитовых электрода, надеть поверх шарик и пустить ток. На электродах, фактически, будет идти реакция:

2H2O -> 2H2 + O2

Получающийся гремучий газ имеет молекулярную массу 12, что существенно легче воздуха. Надуваем им шарик и летим.

Или взлетаем. На воздух. Газ этот недаром гремучим зовётся. Уже тогда я прекрасно понимал, что достаточно искорки от статики — и можно остаться без шарика, оборудования, и без глаз. Я пробовать не стал и здесь настоятельно никому не рекомендую.

 

6.  Обычное порошковое железо взаимодействует с водяным паром, давая водород:

2Fe + 3H2O -> Fe2O3 + 3H2

К сожалению, это уже эзотерика. Нужны трубки, по ним горячий пар, охладитель, всё это герметично. В общем, нарисовать и забыть.

 

7. Сюда же относится реакция между обычным углём и водой:

C + H2O -> CO + H2

Именно за счёт неё сваленная на солнышке куча мокрого угля может самовоспламениться. Увы, при доступных температурах (эдак до 100 градусов) скорость уж больно мизерная, чтобы надуть хоть что-то. Да и выделяющийся угарный газ — решительно не подарок.

 

8. Алюминий + вода, катализированные ртутью:

Алюминий растворяется в ртути. Получившаяся амальгама не способна поддерживать на своей поверхности защитную плёнку алюминиевого оксида. Поэтому, если залить её водой, начнётся всё та же реакция растворения алюминия:

2Al + 6H2O -> 2Al(OH)3 + 3H2

Ртуть при этом не расходуется и может быть переиспользована. Добыть её в советсткие времена можно было из обычных медицинских градусников.

Но возиться с этим ядовитым металлом не хотелось. Так что на этой затее я тоже поставил крест.

Забавно, что похожую реакцию можно провести, заменив ртуть галлием. С алюминием этот металл тоже смешивается, и получившийся сплав реагирует с водой. Я интереса ради как-то проверил и подтверждаю: работает

Но непрактично. Скорость реакции очень неравномерна. Галлий в процессе частично расходуется (он окисляется на воздухе). Ну и достать его в советское время было ещё менее реально, чем гелий.

 

Дальнейшие способы в принципе являются вариациями уже перечисленных. С практической стороны, однако, для меня они были самостоятельными решениями, ибо доступность начальных реактивов, нежели весь путь преобразований, определял тогда доступность метода.

 

9. Сжигание ПВХ:

ПВХ, он же поливинилхлорид — это пластик состава (C2H3Cl)n. Из него делают оболочки проводов, кабелей, трубы, иногда синтетическую одежду и перчатки, некоторые виды линолеума, ну и обычную изоленту. Раздобыть пару кило этого пластика никогда не было проблемой.

Сгорание его приблизительно описывается уравнением:

(C2H3Cl)n + (5n/2)O2 -> 2nCO2 + nH2O + nHCl

Хлороводород, справа, видите? Основа соляной кислоты!

Возникает безумная идея. Разводим костерок. Палим в нём поливинилхлоридный мусор. Над костерком развешиваем кучу мокрых тряпок. Хлороводород, хорошо растворяющийся в воде, частично впитывается в эти тряпки, давая соляную кислоту. Которая потом выжимается в бутылку, ну и далее понятно.

К счастью, уже тогда мне хватало ума понять, что вышеприведённое уравнение лишь приблизительно. И что на практике при горении ПВХ образуется злющий букетище побочных продуктов от «относительно» безвредного угарного газа до ядовитых и канцерогенных хлороргаников. Так что я не стал это пробовать. И вам не советую.

 

10. Медленный электролиз:

Если запихнуть в раствор медного купороса пару графитовых электродов, и неторопливо пропускать через них ток, на катоде будет выделяться медь. А на аноде разворачиваться следующая реакция:

SO4 — e -> SO40 -> SO3 + (1/2) O2

Далее SO3 + H2O -> H2SO4

То есть, попросту говоря, будет образовываться серная кислота. И этот процесс можно вести неспеша. Днями. Прерываясь, когда надо. Пока не наберётся кислоты достаточно для запуска.

Из всех вышеперечисленных этот путь — самый реальный и он действительно работает. Но я пришёл к нему уже под самый конец поисков и не успел масштабно применить.

 

Собственно, у меня всё. Спасибо всем, кто дочитал, и хорошего дня!

Ссылки

[10] Строго говоря, эта статья — вольный перевод рассказа, написанного сначала по-английски. Однако бесплатно он недоступен, автором его тоже являюсь я, и лишь случайность определила очерёдность языков написания. Так что проще считать её самостоятельной статьёй. Тем не менее, я должен указать английский исходник, так что вот он: Unforgettable — Stories That Stay With You Forever на Goodreads: https://www.goodreads.com/book/show/59113227-unforgettable—stories-that-stay-with-you-forever

[20]  Николай Петрович Агафошин, «Металлы и сплавы», издательство «Просвещение», Смоленск, 1967.

[30] Скачать рассказ в PDF: https://1drv. -_{(водн.)}} \label{Eq1}\]

При других обстоятельствах молекула воды может отдавать протон и таким образом действовать как кислота Бренстеда-Лоури .−_{(водн.)} + NH_{3(водн.)} \label{Eq2}\]

В этом случае NH 2 представляет собой основание Бренстеда-Лоури (акцептор протонов).

Таким образом, в зависимости от обстоятельств H 2 O может действовать либо как кислота Бренстеда-Лоури, либо как основание Бренстеда-Лоури. Вода — не единственное вещество, которое в одних случаях может реагировать как кислота, а в других — как основание, но это, безусловно, самый распространенный пример — и самый важный. Вещество, которое может либо отдавать, либо принимать протон, в зависимости от обстоятельств, называется амфипротным соединением .−_{(водн.)} \label{Eq3}\]

Этот процесс называется автоионизацией воды (Рисунок \(\PageIndex{1}\)) и происходит в каждом образце воды, будь то чистая вода или часть раствора. Автоионизация в той или иной степени происходит в любой амфипротной жидкости. (Для сравнения, жидкий аммиак также подвергается автоионизации, но только примерно 1 молекула из миллиона миллиардов (1 из 10 15 ) реагирует с другой молекулой аммиака.)

Рисунок \(\PageIndex{1}\) Автоионизация. Небольшая часть молекул воды — примерно 6 на 100 миллионов — спонтанно ионизируются в ионы гидроксония и ионы гидроксида.Эта картина обязательно преувеличивает степень автоионизации, которая действительно происходит в чистой воде.

Пример \(\PageIndex{1}\)

Идентифицируйте воду как кислоту Бренстеда-Лоури или как основание Бренстеда-Лоури.

  1. H 2 O(ℓ) + NO 2 (водн.) → HNO 2 (водн.) + OH (водн.)
  2. HC 2 H 3 O 2 (AQ) + H 2 O (ℓ) → H 3 O + (AQ) + C 2 H 3 O 2 (водный)

Раствор

  1. В этой реакции молекула воды отдает протон иону NO 2 , образуя OH (водн. ).В качестве донора протона H 2 O действует как кислота Бренстеда-Лоури.
  2. В этой реакции молекула воды принимает протон от HC 2 H 3 O 2 , превращаясь в H 3 O + (водн.). В качестве акцептора протонов H 2 O представляет собой основание Бренстеда-Лоури.

Упражнение \(\PageIndex{2}\)

Идентифицируйте воду как кислоту Бренстеда-Лоури или как основание Бренстеда-Лоури.

  1. HCOOH(водн.) + H 2 O(л) → H 3 O + (водн.) + HCOO (водн.)
  2. H 2 O(ℓ) + PO 4 3− (водн.) → OH (водн.) + HPO 4 2− (водн.)
Ответить

1.H 2 O действует как акцептор протонов (основание Бренстеда-Лоури)

2. H 2 О действует как донор протонов (кислота Бренстеда-Лоури)

Упражнения по обзору концепции

  1. Объясните, как вода может действовать как кислота.
  2. Объясните, как вода может выступать в качестве основы.

Ответы

  1. При определенных условиях H 2 O может отдавать протон, превращаясь в кислоту Бренстеда-Лоури.
  2. При правильных условиях H 2 O может принять протон, что делает его основанием Бренстеда-Лоури.

Ключ на вынос

  • Молекулы воды могут действовать как кислота и как основание, в зависимости от условий.

Упражнения

  1. Является ли H 2 O(ℓ) кислотой или основанием?

    H 2 O(ℓ) + NH 4 + (водн.) → H 3 O + (водн.) + NH 3 (водн.)

  2. Является ли H 2 O(ℓ) кислотой или основанием?

    CH 3 (водн.) + H 2 O(л) → CH 4 (водн.) + OH (водн.)

  3. В водных растворах некоторых солей один из ионов соли может реагировать с молекулами воды. В некоторых растворах C 2 H 3 O 2 может протекать следующая реакция:

    C 2 H 3 O 2 (AQ) + H 2 o (ℓ) → HC 2 H 3 O 2 (AQ) + ОН водный)

    H 2 O действует в этой реакции как кислота или основание?

  4. В водных растворах некоторых солей один из ионов соли может реагировать с молекулами воды.В некоторых растворах NH 4 + может протекать следующая реакция:

    NH 4 + (водн.) + H 2 O → NH 3 (водн.) + H 3 O + (водн.)

    H 2 O действует в этой реакции как кислота или основание?

  5. Почему чистая вода считается нейтральной?

Ответы

  1. база
  2. кислота
  1. кислота
  2. база

5. При ионизации воды образуются равные количества H + (кислота) и OH (основание), поэтому раствор не является ни кислым, ни основным: H 2 O (л) → H + (водный) + OH (водн.)

[ПРИМЕЧАНИЕ: По-настоящему чистая вода встречается редко. Вода, подвергающаяся воздействию воздуха, обычно будет слегка кислой, потому что растворенный углекислый газ или угольная кислота снижает pH немного ниже 7. В качестве альтернативы, растворенные минералы, такие как карбонат кальция (известняк), могут сделать воду слегка щелочной.]

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 браузера для приема файлов cookie

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

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, 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. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

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

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

КИСЛОТА БРОУКСУСНАЯ, РАСТВОР | Камео Химикалс

Химический паспорт

Химические идентификаторы | Опасности | Рекомендации по ответу | Физические свойства | Нормативная информация | Альтернативные химические названия

Химические идентификаторы

То Поля химического идентификатора включают общие идентификационные номера, алмаз NFPA Знаки опасности Министерства транспорта США и общий описание хим.Информация в CAMEO Chemicals поступает из множества источники данных.
Номер CAS Номер ООН/НА Знак опасности DOT Береговая охрана США КРИС Код
никто
Карманный справочник NIOSH Международная карта химической безопасности
никто никто

NFPA 704

данные недоступны

Общее описание

Водный раствор.

Опасности

Предупреждения о реактивности

никто

Реакции воздуха и воды

Вода.

Пожарная опасность

Выдержка из Руководства ERG 156 [Вещества – Токсичные и/или Коррозионные (Горючие/Чувствительные к воде)]:

Горючий материал: может гореть, но не воспламеняется быстро. Вещество будет реагировать с водой (некоторые бурно) с выделением легковоспламеняющихся, токсичных или коррозионных газов и стоков. При нагревании пары могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси: взрывоопасны в помещении, на улице и в канализации.Большинство паров тяжелее воздуха. Они будут распространяться по земле и собираться в низких или ограниченных пространствах (канализация, подвалы, резервуары). Пары могут перемещаться к источнику воспламенения и вспыхивать обратно. При контакте с металлами может выделяться легковоспламеняющийся газообразный водород. Контейнеры могут взорваться при нагревании или загрязнении водой. (ЭРГ, 2016)

Опасность для здоровья

Выдержка из Руководства ERG 156 [Вещества – токсичные и/или коррозионно-активные (горючие/чувствительные к воде)]:

ТОКСИЧНЫЕ; вдыхание, проглатывание или контакт (кожа, глаза) с парами, пылью или веществом может привести к серьезным травмам, ожогам или смерти. Контакт с расплавленным веществом может вызвать сильные ожоги кожи и глаз. Реакция с водой или влажным воздухом приводит к выделению токсичных, едких или горючих газов. Реакция с водой может привести к выделению большого количества тепла, что повысит концентрацию паров в воздухе. При пожаре выделяются раздражающие, коррозионные и/или токсичные газы. Сток от пожаротушения или вода для разбавления могут быть коррозионными и/или токсичными и вызывать загрязнение. (ЭРГ, 2016)

Профиль реактивности

Карбоновые кислоты, такие как БРОУКСУСНАЯ КИСЛОТА, отдают ионы водорода, если присутствует основание, которое их принимает.Так они реагируют со всеми основаниями, как органическими (например, амины), так и неорганическими. Их реакции с основаниями, называемые «нейтрализациями», сопровождаются выделением значительного количества тепла. Нейтрализация между кислотой и основанием дает воду плюс соль. Карбоновые кислоты с шестью и менее атомами углерода хорошо или умеренно растворимы в воде; те, у которых больше шести атомов углерода, мало растворимы в воде. Растворимая карбоновая кислота в некоторой степени диссоциирует в воде с образованием ионов водорода.Поэтому рН растворов карбоновых кислот меньше 7,0. Многие нерастворимые карбоновые кислоты быстро реагируют с водными растворами, содержащими химическое основание, и растворяются по мере того, как при нейтрализации образуется растворимая соль. Карбоновые кислоты в водном растворе и жидкие или расплавленные карбоновые кислоты могут реагировать с активными металлами с образованием газообразного водорода и соли металла. Такие реакции в принципе происходят и для твердых карбоновых кислот, но они медленны, если твердая кислота остается сухой. Даже «нерастворимые» карбоновые кислоты могут поглощать из воздуха достаточно воды и достаточно растворяться в ней, чтобы вызвать коррозию или растворение железных, стальных и алюминиевых деталей и контейнеров.Карбоновые кислоты, как и другие кислоты, реагируют с солями цианидов с образованием газообразного цианистого водорода. Реакция протекает медленнее для сухих твердых карбоновых кислот. Нерастворимые карбоновые кислоты реагируют с растворами цианидов с выделением газообразного цианистого водорода. Горючие и/или токсичные газы и тепло образуются при реакции карбоновых кислот с диазосоединениями, дитиокарбаматами, изоцианатами, меркаптанами, нитридами и сульфидами. Карбоновые кислоты, особенно в водном растворе, также реагируют с сульфитами, нитритами, тиосульфатами (с образованием H3S и SO3), дитионитами (SO2) с образованием горючих и/или токсичных газов и тепла.Их реакция с карбонатами и бикарбонатами приводит к образованию безвредного газа (углекислого газа), но все же тепла. Как и другие органические соединения, карбоновые кислоты могут окисляться сильными окислителями и восстанавливаться сильными восстановителями. Эти реакции выделяют тепло. Возможен широкий ассортимент продукции. Как и другие кислоты, карбоновые кислоты могут инициировать реакции полимеризации; как и другие кислоты, они часто катализируют (увеличивают скорость) химических реакций.

Принадлежит к следующей реакционной группе (группам)

Потенциально несовместимые абсорбенты

Информация отсутствует.

Рекомендации по ответу

То Поля рекомендации ответа включают в себя расстояния изоляции и эвакуации, а также рекомендации по пожаротушение, пожарное реагирование, защитная одежда и первая помощь. То информация в CAMEO Chemicals поступает из различных источники данных.

Изоляция и эвакуация

Выдержка из Руководства ERG 156 [Вещества — токсичные и/или коррозионные (горючие / чувствительные к воде)]:

В качестве непосредственной меры предосторожности изолируйте место разлива или утечки во всех направлениях на расстоянии не менее 50 метров (150 футов) для жидкостей и не менее 25 метров (75 футов) для твердых тел.

РАЗЛИВ: При необходимости увеличьте в подветренном направлении изоляционное расстояние, указанное выше.

ПОЖАР: Если цистерна, железнодорожная цистерна или автоцистерна вовлечены в пожар, ИЗОЛИРОВАТЬ на расстоянии 800 метров (1/2 мили) во всех направлениях; также рассмотрите первоначальную эвакуацию на 800 метров (1/2 мили) во всех направлениях. (ЭРГ, 2016)

Пожаротушение

Выдержка из Руководства ERG 156 [Вещества – Токсичные и/или Коррозионные (Горючие/Чувствительные к воде)]:

Примечание: Большинство пенопластов вступает в реакцию с материалом и выделяет коррозионно-токсичные газы.

МАЛЕНЬКИЙ ПОЖАР: CO2, сухой химикат, сухой песок, спиртоустойчивая пена.

БОЛЬШОЙ ПОЖАР: Распыление воды, туман или спиртоустойчивая пена. ДЛЯ ХЛОРОСИЛАНОВ НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ВОДУ; используйте спиртостойкую пену средней кратности AFFF. Переместите контейнеры из зоны пожара, если вы можете сделать это без риска. Используйте распыление воды или туман; не используйте прямые потоки.

ПОЖАР, СВЯЗАННЫЙ С РЕЗЕРВУАРАМИ ИЛИ АВТОМОБИЛЯМИ/ТРЕЙЛЕРАМИ: Тушить огонь с максимального расстояния или использовать автоматические держатели шлангов или мониторные насадки. Не допускайте попадания воды внутрь контейнеров.Охладите контейнеры заливающим количеством воды до тех пор, пока огонь не погаснет. Немедленно отозвать в случае усиления звука от вентиляционных предохранительных устройств или обесцвечивания бака. ВСЕГДА держитесь подальше от танков, охваченных огнем. (ЭРГ, 2016)

Непожарный ответ

Выдержка из Руководства ERG 156 [Вещества – токсичные и/или коррозионно-активные (горючие/чувствительные к воде)]:

УСТРАНИТЕ все источники воспламенения (не курите, факелы, искры или пламя в непосредственной близости). Все оборудование, используемое при работе с продуктом, должно быть заземлено.Не прикасайтесь к поврежденным контейнерам или пролитому материалу, если вы не надели соответствующую защитную одежду. Остановите утечку, если вы можете сделать это без риска. Для уменьшения паров можно использовать пароподавляющую пену. ДЛЯ ХЛОРОСИЛАНОВ используйте спиртостойкую пену средней кратности AFFF для уменьшения испарений. НЕ ПОПАДАЙТЕ ВОДУ на пролитое вещество или внутрь контейнеров. Используйте распыление воды, чтобы уменьшить количество паров или отклонить дрейф облаков паров. Избегайте попадания стекающей воды на разлитый материал. Не допускать попадания в водные пути, канализацию, подвалы или замкнутые пространства.

НЕБОЛЬШОЙ РАЗЛИВ: Накрыть СУХОЙ землей, СУХИМ песком или другим негорючим материалом, а затем накрыть полиэтиленовой пленкой, чтобы свести к минимуму распространение или контакт с дождем. Используйте чистые, искробезопасные инструменты для сбора материала и поместите его в неплотно закрытые пластиковые контейнеры для последующей утилизации. (ЭРГ, 2016)

Защитная одежда

Выдержка из Руководства ERG 156 [Вещества — токсичные и/или коррозионные (горючие / чувствительные к воде)]:

Наденьте автономный дыхательный аппарат с положительным давлением (SCBA).Носите одежду химической защиты, специально рекомендованную производителем. Он может обеспечивать небольшую тепловую защиту или вообще не обеспечивать ее. Структурная защитная одежда пожарных обеспечивает ограниченную защиту ТОЛЬКО в условиях пожара; он не эффективен в ситуациях разлива, когда возможен прямой контакт с веществом. (ЭРГ, 2016)

Ткани для костюмов DuPont Tychem®

Нет доступной информации.

Первая помощь

Выдержка из Руководства ERG 156 [Вещества – токсичные и/или коррозионно-активные (горючие/чувствительные к воде)]:

Убедитесь, что медицинский персонал знает об используемых материалах и принимает меры предосторожности для своей защиты.Вынести пострадавшего на свежий воздух. Позвоните 911 или в службу неотложной медицинской помощи. Сделайте искусственное дыхание, если пострадавший не дышит. Не используйте метод «изо рта в рот», если пострадавший проглотил или вдохнул вещество; сделать искусственное дыхание с помощью карманной маски, оснащенной односторонним клапаном, или другого соответствующего респираторного медицинского устройства. Дайте кислород, если дыхание затруднено. Снять и изолировать загрязненную одежду и обувь. В случае контакта с веществом немедленно промойте кожу или глаза проточной водой в течение не менее 20 минут.При незначительном контакте с кожей избегайте нанесения материала на здоровую кожу. Держите пострадавшего в покое и тепле. Последствия воздействия (вдыхание, проглатывание или контакт с кожей) вещества могут проявляться с задержкой. (ЭРГ, 2016)

Физические свойства

Химическая формула:

Точка воспламенения: данные недоступны

Нижний предел взрываемости (НПВ): данные недоступны

Верхний предел взрываемости (ВПВ): данные недоступны

Температура самовоспламенения: данные недоступны

Точка плавления: данные недоступны

Давление паров: данные недоступны

Плотность пара (относительно воздуха): данные недоступны

Удельный вес: данные недоступны

Точка кипения: данные недоступны

Молекулярная масса: данные недоступны

Растворимость в воде: данные недоступны

Потенциал ионизации: данные недоступны

ИДЛХ: данные недоступны

AEGL (рекомендательные уровни острого воздействия)

Информация об AEGL отсутствует.

ERPG (Руководство по планированию реагирования на чрезвычайные ситуации)

Информация о ERPG отсутствует.

PAC (критерии защитных действий)

Химическая ПАК-1 ПАК-2 ПАК-3
Бромуксусная кислота (79-08-3) 0,023 мг/м3 0,26 мг/м3 1,5 мг/м3

(Министерство энергетики, 2016 г.)

Нормативная информация

То Поля нормативной информации включить информацию из У.S. Раздел III Агентства по охране окружающей среды Сводный список списки, Химический завод Министерства внутренней безопасности США антитеррористические стандарты, и Управление по охране труда и здоровья США Перечень стандартов по управлению безопасностью технологического процесса при работе с особо опасными химическими веществами (подробнее об этих источники данных).

Сводный перечень списков EPA

Отсутствует нормативная информация.

Антитеррористические стандарты DHS Chemical Facility (CFATS)

Отсутствует нормативная информация.

Список стандартов управления безопасностью процессов (PSM) OSHA

Отсутствует нормативная информация.

Альтернативные химические названия

В этом разделе представлен список альтернативных названий этого химического вещества, включая торговые названия и синонимы.

  • КИСЛОТА АЛЬФА-БРОМУКСУСНАЯ
  • БРОМУЦЕТАТ ИОН
  • КИСЛОТА БРОМУКСУСНАЯ
  • КИСЛОТЫ БРОМУКСУСНОЙ РАСТВОР
  • КИСЛОТА БРОУКСУСНАЯ, РАСТВОР
  • 2-БРОМУКСУСНАЯ КИСЛОТА
  • КИСЛОТА БРОМОЭТАНОВАЯ
  • КАРБОКСИМЕТИЛБРОМИД
  • КИСЛОТА МОНОБРОМУКСУСНАЯ
  • ТО НТУ

Прямое производство анодной соляной кислоты и катодной щелочи во время электролиза воды

Характеристики электрода

Первая серия экспериментов показала, что средний КЭ для образования HCl составляет 65. 0 ± 3,5 % при конечной концентрации HCl 0,81 ± 0,04 % масс., тогда как средний КЭ для образования щелочи составил 88,6 ± 0,5% при конечной концентрации щелочи 1,16 ± 0,01 % масс. Конечные уровни рН в анодном и катодном отсеках составили 0,95±0,04 и 13,63±0,03 соответственно. IC-анализ концентраций хлоридов в аноде также подтвердил образование HCl (0,78 ± 0,05% масс.).

Снижение CE для производства HCl было связано с переносом протонов через AEM в средний отсек, а снижение CE для производства NaOH было вызвано обратной диффузией гидроксида через CEM в средний отсек и, возможно, также протонным переходом -через КЭМ в катодное отделение.Протоны в среднем отсеке нейтрализуют ионы гидроксида, мигрировавшие через СЕМ, и могут также мигрировать через СЕМ в катодное отделение. Конечный рН среднего отсека со временем снизился до 2,0 ± 0,0, что указывает на то, что переход протонов с анода был более выраженным, чем обратная диффузия гидроксида с катода. Чистое увеличение концентрации протонов в среднем отсеке (pH при 2,0) составляло 10,8 ± 0,1% от общего нанесенного заряда. Потери CE для производства гидроксида оцениваются в 11.4 ± 0,5%. Следовательно, общие потери CE для производства HCl оцениваются в 22,2 ± 0,5% от общего количества применяемой загрузки. Основано на ионообменной емкости АЕМ (общая ионная емкость: 1,3 мэкв/г; масса сухой мембраны, контактировавшей с раствором: 1,44 мкг) и СЕМ (общая ионная емкость: 1,6 мэкв/г; масса сухой мембраны, контактировавшей с раствором: 1,64). g) использованные в экспериментах расчетные потери CE для H + были рассчитаны как 2,1% и 2,9% для AEM и CEM соответственно. Важно отметить, что наблюдаемое образование хлора составляет только 5.3 ± 2,0% от подаваемого заряда. С учетом вышеперечисленных факторов конечный электронный баланс для анодных реакций составил 97,6 ± 2,0%. Кроме того, анодный потенциал и напряжение на ячейке составляли 1,56 ± 0,02 В по сравнению с НВЭ и 5,4 ± 0,0 В соответственно, что ясно показывает воспроизводимость экспериментов. Принимая во внимание стандартный потенциал E 0 для выделения кислорода 1,17 В по сравнению с NHE (при pH 1), перенапряжение для выделения кислорода можно оценить в 0,39 В. Это значение аналогично перенапряжениям, обнаруженным для других известных каталитических покрытий для кислорода. эволюция, как подробно обсуждается в Frydendal, et al. 13 . Снижение напряжения ячейки может быть дополнительно достигнуто за счет использования лучшей конфигурации реактора или мембран, имеющих меньшее поверхностное сопротивление.

Во второй серии экспериментов (n = 3) в качестве анолита использовали бикарбонатный буферный раствор вместо 0,1 мас.% раствора HCl, чтобы подтвердить сродство к выделению кислорода, а не образованию хлора. Наблюдаемая CE для образования свободного доступного хлора (т. е. суммы хлора, хлорноватистой кислоты и гипохлорит-иона) составляла всего 2.9 ± 0,6% при pH ~ 7,5, что указывает на высокое сродство к выделению кислорода с CE для окисления воды выше 97%. Это высокое сродство к выделению кислорода согласуется с нашим тестом на выделение хлора (см. Дополнительную информацию). Кроме того, средний КЭ для образования NaOH составил 86,2 ± 4,3%. pH среднего отсека со временем увеличился до 11,7 ± 0,6, что составляет 9,3 ± 7,4% от общего заряда. Результаты подтверждают, что потери CE при образовании NaOH были в основном связаны с обратной диффузией гидроксида от катода к среднему отсеку.

Значение для практики

Здесь мы показали возможность одновременного производства HCl и NaOH за счет использования Mn 0,84 Mo 0,16 O 2,23 покрытых титановых электродов. Это было достигнуто с помощью трехкамерной электрохимической ячейки с искусственным рассолом в качестве раствора в средней камере. Представленный здесь метод знаменует собой важный шаг вперед к производству HCl и NaOH на месте. Использование такой технологии устранило бы проблемы ОЗиОБТ, связанные с транспортировкой, хранением и обращением с концентрированными HCl и NaOH.В данном исследовании мы использовали раствор NaCl в качестве источника ионов натрия и хлора. В практических приложениях раствор NaCl может быть заменен потоками соленых отходов, такими как концентрат обратного осмоса (ROC) или морская вода, что потенциально может революционизировать обработку соленых потоков отходов, таких как ROC, превращая ROC в ценный ресурс, а не поток отходов.

В этом экспериментальном исследовании HCl и NaOH были получены с концентрацией 0,81 ± 0,04 мас.% и 1,16 ± 0,01 мас.% соответственно.Для практической ситуации рекомендуется дальнейшее увеличение концентрации раствора (например, 3 ~ 5 % масс.), чтобы минимизировать требуемый объем хранения.

Стабильность покрытия в применяемых условиях должна быть проверена в ходе долгосрочных экспериментов и ускоренных испытаний на срок службы, тогда как кислородная эффективность покрытия может быть дополнительно улучшена за счет добавления в покрытие других металлов (например, вольфрама) и улучшения процесс анодного нанесения путем многократного анодного осаждения 14 .Кроме того, следует изучить и другие факторы, потенциально препятствующие промышленному внедрению, такие как деградация электрода из-за роста оксида на подложке 10 . Действительно, необходимы будущие исследования для детального изучения влияния фонового электролита на окисление хлоридов на покрытиях Mn x Mo y O z .

Кроме того, АЭМ, использованный в этом исследовании, был склонен к значительному перекресту протонов, таким образом, эффективность процесса может быть дополнительно повышена за счет использования мембран, менее склонных к перекресту протонов, таких как мембраны, используемые в качестве блокаторов кислоты 15 .Из-за потенциального воздействия хлора на анионообменные мембраны можно предложить устойчивые к хлору мембранные или пористые пластинчатые сепараторы 16,17 .

Кислотный дождь и вода | Геологическая служба США

•  Школа наук о воде ДОМАШНЯЯ СТРАНИЦА  •  Темы качества воды  • 

Причины кислотных дождей

Мертвые или умирающие деревья — обычное явление в районах, пострадавших от кислотных дождей, таких как эти леса в горах Езера в Чешской Республике. Кислотные дожди вымывают алюминий из почвы.Этот алюминий может быть вреден как для растений, так и для животных. Кислотные дожди также удаляют из почвы минералы и питательные вещества, необходимые деревьям для роста.

Кредит: Lovecz, Wikimedia.org

Кислотные осадки могут быть вызваны естественными (вулканами) и антропогенными действиями, такими как автомобили и производство электроэнергии. Предшественники или химические предшественники образования кислотных дождей являются результатом как естественных источников, таких как вулканы и разлагающаяся растительность, так и антропогенных источников, в первую очередь выбросов двуокиси серы (SO 2 ) и оксидов азота (NO x ). в результате сжигания ископаемого топлива.При сжигании ископаемого топлива (угля и нефти) энергетическими компаниями и промышленными предприятиями в воздух выделяется сера, которая соединяется с кислородом с образованием диоксида серы (SO 2 ). Выхлопы автомобилей вызывают образование оксидов азота в воздухе. Из этих газов могут образовываться содержащиеся в воздухе серная кислота (H 2 SO 4 ) и азотная кислота (HNO 3 ), которые растворяются в водяном паре в воздухе. Хотя кислотные дождевые газы могут образовываться в городских районах, они часто переносятся ветрами на сотни миль в атмосфере в сельские районы.Именно поэтому леса и озера в сельской местности могут пострадать от кислотных дождей, происходящих в городах.

 

Последствия кислотных дождей

Окружающая среда обычно может адаптироваться к определенному количеству кислотных дождей. Часто почва слабощелочная (из-за встречающегося в природе известняка, у которого pH больше 7). Поскольку основания противодействуют кислотам, эти почвы, как правило, частично уравновешивают кислотность кислотных дождей. Но в таких районах, как некоторые Скалистые горы и части северо-запада и юго-востока США, где известняк не встречается в почве естественным образом, кислотные дожди могут нанести вред окружающей среде.

Некоторым рыбам и животным, например лягушкам, трудно адаптироваться и размножаться в кислой среде. Многие растения, такие как вечнозеленые деревья, повреждаются кислотными дождями и кислотными туманами. Я видел некоторые повреждения кислотными дождями вечнозеленых лесов в Шварцвальде в Германии. Большая часть Шварцвальда действительно была черной, потому что так много зеленых сосновых иголок было уничтожено, остались только черные стволы и ветки! Вы также можете заметить, как кислотные дожди разъедали камень в некоторых городских зданиях и каменных произведениях искусства.

Предоставлено: Агентство по охране окружающей среды США

 

Географическое распространение кислотных дождей

Кислотность дождя измеряется путем сбора проб дождя и измерения его рН. Чтобы найти распределение кислотности дождя, отслеживаются погодные условия и собираются пробы дождя на участках по всей стране. Области с наибольшей кислотностью (самые низкие значения pH) расположены на северо-востоке США. Эта модель высокой кислотности вызвана большим количеством городов, густонаселенностью и концентрацией электростанций и промышленных предприятий на северо-востоке.Кроме того, преобладающее направление ветра приносит штормы и загрязнения на северо-восток со Среднего Запада, а пыль из почвы и скал на северо-востоке США с меньшей вероятностью нейтрализует кислотность дождя.

 

Кислотный дождь и камень

Когда вы слышите или читаете в СМИ о последствиях кислотных дождей, вам обычно говорят об озерах, рыбе и деревьях в Новой Англии и Канаде. Однако нам становится известно о дополнительной проблеме: многие из наших исторических зданий и памятников расположены в районах с самой высокой кислотностью.В Европе, где здания намного старше, а уровень загрязнения в десять раз выше, чем в Соединенных Штатах, растет понимание того, что загрязнение и кислотные дожди ускоряют разрушение зданий и памятников.

Камень выветривается (разрушается) как часть нормального геологического цикла в результате естественных химических, физических и биологических процессов, когда он подвергается воздействию окружающей среды. Этот процесс выветривания в течение сотен миллионов лет превратил Аппалачи из высоких пиков, столь же высоких, как Скалистые горы, в округлые выступы, которые мы видим сегодня.Мы обеспокоены тем, что загрязнение воздуха, особенно в городских районах, может ускорить нормальную естественную скорость износа камня, так что мы можем преждевременно потерять здания и скульптуры, представляющие историческую или культурную ценность.

 

А как насчет зданий?

Эта религиозная средневековая скульптура из песчаника пострадала от окисления воздуха и дождей. Скульптура находится в Дрездене, на углу Баутцнерштрассе и Эк Гласисштрассе.

Авторы и права: Slick, Wikimedia.org

Многие здания и памятники построены из камня, и во многих зданиях камень используется для декоративной отделки. В настоящее время гранит является наиболее широко используемым камнем для строительства зданий, памятников и мостов. Известняк является вторым наиболее используемым строительным камнем. Он широко использовался до того, как портландцемент стал доступен в начале 19 века из-за его однородного цвета и текстуры, а также из-за того, что его можно было легко вырезать. Песчаник из местных источников широко использовался на северо-востоке США, особенно до 1900 года.В национальном масштабе мрамор используется гораздо реже, чем другие виды камня, но он использовался для многих зданий и памятников, имеющих историческое значение. Из-за своего состава некоторые камни с большей вероятностью будут повреждены кислотными отложениями, чем другие. Гранит в основном состоит из силикатных минералов, таких как полевой шпат и кварц, которые устойчивы к кислотному воздействию. Песчаник также в основном состоит из кремнезема и поэтому устойчив. Некоторые песчаники менее устойчивы, потому что они содержат карбонатный цемент, который легко растворяется в слабой кислоте.Известняк и мрамор в основном состоят из минерального кальцита (карбоната кальция), который легко растворяется в слабой кислоте; фактически эта характеристика часто используется для идентификации минерального кальцита.

 

Как кислотные осадки влияют на здания из мрамора и известняка?

Кислотные осадки воздействуют на камень главным образом двумя способами: растворением и изменением. Когда серная, серная и азотная кислоты в загрязненном воздухе реагируют с кальцитом в мраморе и известняке, кальцит растворяется.На открытых участках зданий и статуй мы видим шероховатую поверхность, удаление материала и потерю резных деталей. Поверхностный материал камня может быть потерян полностью или только в тех местах, которые более реактивны.

Можно ожидать, что защищенные участки каменных зданий и памятников не пострадают от кислотных осадков. Однако на защищенных участках зданий и памятников из известняка и мрамора видны почерневшие корки, которые в некоторых местах откололись (отслоились), обнажая под ними осыпающийся камень.Эта черная корка в основном состоит из гипса, минерала, который образуется в результате реакции между кальцитом, водой и серной кислотой. Гипс растворим в воде ; хотя он может образовываться в любом месте на поверхности карбонатного камня, подвергающейся воздействию газообразного диоксида серы (SO 2 ), обычно он смывается. Остается только на защищаемых поверхностях, которые не смываются непосредственно дождем. Гипс белый, но кристаллы образуют сети, которые улавливают частицы грязи и загрязняющих веществ, поэтому корка выглядит черной.В конце концов, черные корки вздуваются и отслаиваются, обнажая крошащийся камень.

 

Дополнительная информация:

 

 

Хотите узнать больше о кислотных дождях и воде? Следуйте за мной на сайт Acid Rain!

%PDF-1.6 % 25 0 объект > эндообъект 36 0 объект >поток 2000-04-03T00:56:25Z2009-03-01T22:55:29-06:002009-03-01T22:55:29-06:00Acrobat Distiller 3.0 для Power Macintoshhapplication/pdfuuid:b37d2d8a-6ae7-4ce1-baf3-519675958d4duuid:1b4882fc-9759-4ca8-9461-128328a5ffc8 конечный поток эндообъект 16 0 объект > эндообъект 1 0 объект >/ProcSet[/PDF/Text]/ExtGState>>>/Тип/Страница>> эндообъект 35 0 объект >поток HWioH. 1$ р !M’,lFy#Sa7|@JN%l%_?’ps|g7vb

02.0 Кислотная и щелочная нейтрализация

2.1 Кислоты

Если вы хотите разбавить кислоту водой перед ее нейтрализацией основанием (например, гидроксидом натрия, гидроксидом калия или бикарбонатом натрия), всегда добавляйте кислоту в воду; никогда не добавляйте воду в кислоту .

Выполняйте все нейтрализации в вытяжном шкафу, надев нитриловые резиновые перчатки, лабораторный халат и защитные очки.

2.1.1 Соляная кислота

  1. Медленно добавьте соляную кислоту в емкость с холодной водой, чтобы получить раствор кислоты в воде 1:10.
  2. Медленно добавляйте 1М раствор гидроксида калия, гидроксида натрия или карбоната натрия до тех пор, пока рН не станет в диапазоне от 6,0 до 8,0.
  3. Промойте в канализацию избытком холодной воды.

2.1.2 Серная кислота

  1. Медленно добавьте серную кислоту в емкость с ледяной водой, чтобы получить раствор кислоты в воде 1:10.
  2. Медленно добавляйте карбонат натрия, пока pH не станет в диапазоне от 6,0 до 8,0.
  3. Промойте в канализацию избытком холодной воды.

2.1.3 Уксусная кислота

  1. Медленно добавьте уксусную кислоту в емкость с холодной водой, чтобы получить раствор кислоты в воде 1:10.
  2. Медленно добавляйте 1М раствор гидроксида натрия или карбоната натрия до тех пор, пока рН не станет в диапазоне от 6,0 до 8,0.
  3. Промойте в канализацию избытком холодной воды.

2.1.4 Фосфорная кислота

  1. Медленно добавьте фосфорную кислоту в емкость с холодной водой, чтобы получить раствор кислоты в воде 1:10.
  2. При перемешивании медленно добавляйте карбонат натрия до тех пор, пока pH не станет в диапазоне от 6,0 до 8,0.
  3. Промойте в канализацию избытком холодной воды.

2.2 Основания

2.2.1 Гидроксид калия

  1. При перемешивании медленно добавьте гидроксид калия в емкость с ледяной водой, чтобы получить раствор основания к воде 1:10.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.