O.S.ZAYTSEV

KEMIAN KIRJA

YKSIKOULON OPETTAJILLE,
PEDAGOGISTEN YLIOPISTOJEN OPISKELIJAT JA 9-10-LUOKKAAT,
KUKA PÄÄTTI OTTAUTUA KEMIALLE JA LUONNOTIETEELLE

OPPITEHTÄVÄ LABORATORIO KÄYTÄNNÖN TIETEELLISET TARNIT LUKEMINEN

Jatkoa. Katso nro 4–14, 16–28, 30–34, 37–44, 47, 48/2002;
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23,
24, 25-26, 27-28, 29, 30, 31, 32, 35, 36, 37, 39, 41, 42, 43, 44, 46, 47/2003;
1, 2, 3, 4, 5, 7, 11, 13, 14, 16, 17, 20, 22, 24, 29, 30, 31, 34, 35, 39, 41, 42, 45/2004;
2, 3, 5, 8, 10, 16, 17/2005;
1, 2, 10, 12/2006

§ 8.4. Dispergoitu (kolloidinen)
aineen tila

Eläin- ja kasviorganismit, hydrosfääri, maankuori ja pohjamaa sekä ulkoavaruus edustavat usein aineita pirstoutuneessa tai, kuten sanotaan, hajautetussa tilassa. Suurin osa ympärillämme olevan maailman aineista esiintyy hajautettujen systeemien muodossa: maaperä, elävien organismien kudokset, ruokatuotteet jne. Dispergoituneen olomuodon kemia on melko uusi tiede, mutta sitä ei juurikaan tutkita koulussa tai muualla. -kemialliset korkeakoulut, vaikka tällä tieteenalalla ei ole yhtä tärkeää elämäämme kuin monimutkaisten ja orgaanisten yhdisteiden kemialla. Mieti tätä lukua lukiessasi jatkuvasti, milloin ja missä kohtaat kuvatun ilmiön luonnossa, arjessa tai tuotannossa ja myös kuinka voit hyödyntää sitä.

Artikkelin julkaisun sponsori on verkkokauppa "Butik-Vera" Moskovassa. Naisten vaatteiden verkkomyynti - puserot ja topit, pitsimekot, neuletakit, leggingsit, shortsit ja muut vaatteet, kengät ja asusteet sekä plus-koon vaatteet. Edulliset hinnat, suuri valikoima, laatutakuu, valtavat alennukset, uusia tuotteita joka päivä, yksilöllinen räätälöinti. Voit tarkastella tuoteluetteloa, hintoja, yhteystietoja, toimitusehtoja ja tehdä tilauksen verkkosivustolla, joka sijaitsee osoitteessa: http://www.butik-vera.ru.

Hajautetut järjestelmät- nämä ovat järjestelmiä, joissa pieniä ainehiukkasia tai dispergoitu faasi, jakautuneena homogeeniseen väliaineeseen (neste, kaasu, kide) tai dispersiivinen faasi(Kuva 8.25).

Dispergoituneen faasin hiukkaskoolle on tunnusomaista dispersio. Siitä riippuen hajajärjestelmät voidaan jakaa erittäin hajallaan, tai oikeastaan kolloidinen, Ja mataladispersio (karkea).

Vähädispersiojärjestelmien hiukkaskoko on 10–3 mm tai enemmän. Erittäin dispergoituneiden järjestelmien hiukkaskoko on välillä 10–6–10–4 mm (1–100 nm), mikä on vähintään suuruusluokkaa suurempi kuin todellisten liuosten (10–7 mm) hiukkaskoko. . Dispergoituneiden systeemien kemiassa tutkitaan aineen käyttäytymistä erittäin pirstoutuneessa, erittäin dispergoituneessa tilassa, jolle on ominaista kaikkien hiukkasten kokonaispinta-alan erittäin korkea suhde niiden kokonaistilavuuteen tai -massaan (dispersioaste).

Kolloidisten järjestelmien nimestä tulee erillisen kemian alan nimi - kolloidinen.

Kolloidinen kemia on perinteinen nimi dispergoituneiden systeemien ja pintailmiöiden kemialle. Aikaisemmin liiman kaltaisia ​​aineita kutsuttiin kolloideiksi. Alla käytämme vanhoja perinteisiä termejä ymmärtäen niiden nykyajan merkityksen. Esimerkiksi ilmaisulla "kolloidinen liuos" tarkoitamme aineen erittäin dispergoitunutta tilaa vedessä dispersioväliaineena. Aineen dispergoituneen tilan tärkein ominaisuus on, että järjestelmän energia keskittyy pääosin vaiheen rajapinnalle. Kun ainetta dispergoidaan tai jauhataan, hiukkasten pinta-ala kasvaa merkittävästi (vakiolla kokonaistilavuudella). Tässä tapauksessa hiomiseen ja tuloksena olevien hiukkasten välisten vetovoimien voittamiseen käytetty energia menee pintakerroksen energiaan -

pintaenergiaa

. Mitä korkeampi hiontaaste, sitä suurempi pintaenergia. Siksi dispersiosysteemien (ja kolloidisten liuosten) kemian alaa pidetään pintailmiöiden kemiana.

Näin ollen veden höyrynpaine tasaisen pinnan yläpuolella 20 °C:ssa on 2333 Pa, mutta vesipisaroiden, joiden säde on 1 mm, yläpuolella se on 0,003 Pa korkeampi ja sädettäisten pisaroiden yläpuolella.
0,01 mm – 0,3 Pa. Kiteinen alumiinioksidihydraatti Al 2 O 3 3H 2 O (tai
Al(OH) 3) alkaa menettää vettä 200 °C:ssa ja erittäin hienoksi murskatussa tilassa - 100 °C:ssa. Kulta ei liukene suolahappoon, mutta erittäin dispergoituneena se liukenee helposti.
CaSO 4:n liukoisuus veteen on
4,9 10 –3 mol/l, mutta CaSO 4 -hiukkasilla, joiden koko on 2 10 –4 cm, se kasvaa

1,5 10 –3 mol/l.
Koska pienen hiukkasen pintaenergia on suurempi kuin suuremman, niiden termodynaamiset ominaisuudet ovat erilaiset. Pienimpien kiteiden liukoisuus on siten suurempi kuin suurten, ja aine siirtyy erittäin dispergoituneesta faasista vähemmän dispergoituneeseen, ts. < 0.

suuret kiteet kasvavat pienten liukenemisen vuoksi. Tässä spontaanissa prosessissa

G Pienen pisaran yläpuolella höyrynpaine on suurempi kuin suuren yläpuolella, ja suuret pisarat kasvavat pienten haihtuessa (kuva 8.26). Siksi sadepisarat muodostuvat pilviin ja lumihiutaleet kasvavat samalla tavalla. Riisi. 8.26.

Kaavio aineen siirrosta erittäin hajaantuneesta

tila matalaksi dispersioksi

Hajaantuneessa tilassa olevalla aineella on taipumus absorboida muita aineita.

Kaasujen liukoisuus pisaroihin on korkeampi kuin suuressa nestetilavuudessa. Koska hapen liukeneminen vesipisarassa on korkea, raudan korroosiota tapahtuu myös ilman muiden raudan sisältämien aineiden epäpuhtauksia (kuva 8.27). Vesipisaran alla raudan pinnalla korroosio ilmenee ensisijaisesti pisaran reunoilla, joissa hapen liukoisuus on suurempi.

Dispergoituneille systeemeille on olemassa useita eri luokituksia: hiukkaskoon, dispergoidun faasin ja dispersioväliaineen faasitilan mukaan, dispergoituneen faasin hiukkasten vuorovaikutuksen luonteen mukaan dispersioväliaineen aineen kanssa, termodynaamisen ja kineettisen hajautettujen järjestelmien stabiilisuus jne.

Laaja faasien välinen rajapinta aiheuttaa voimakkaan vuorovaikutuksen dispergoidun faasin hiukkasten ja dispersioväliaineen välillä, mikä johtaa siihen, että dispergoidun faasin hiukkaset ympäröivät dispersioväliaineen (liuottimen) molekyylit ja ionit tai ne saavat melko merkittävä sähkövaraus.

Mitkä tahansa kaksi kosketuspinnalla olevaa ainetta ovat välttämättä vuorovaikutuksessa.

Tämä voi olla kemiallinen reaktio, vuorovaikutus, jonka aiheuttaa aineen tunkeutuminen toiseen ja pysähtyminen, kun tietty tasapainotila saavutetaan, yhden aineen kuoren muodostuminen toisen hiukkasen ympärille ja paljon muuta. Dispergoitu faasi ja dispersioväliaine ovat myös vuorovaikutuksessa, mutta vuorovaikutuksen aste voi olla erilainen. Dispergoidun faasin ja dispersioväliaineen välisen vuorovaikutuksen voimakkuuden perusteella kolloidiset järjestelmät jaetaan lyofiilinen (kreikaksi – hajota, – rakkaus) ja lyofobinen

(kreikaksi - pelko). Nämä nimet osoittavat, että lyofiilisissä kolloidisissa systeemeissä hiukkasten vuorovaikutus dispersioväliaineen aineen kanssa on voimakkaampaa kuin lyofobisissa.

Lyofiilisille dispersiojärjestelmille on tunnusomaista dispersioväliaineen molekyylien voimakas vetovoima dispergoidun faasin hiukkasiin. Hiukkasten ympärille muodostuu spontaanisti tiheitä ja suhteellisen stabiileja solvataatiokuoria.

Lyofiiliset järjestelmät muodostuvat spontaanisti nesteisiin ilman elektrolyyttien tai pinta-aktiivisten aineiden osallistumista. Siten hydrofiiliset järjestelmät muodostavat gelatiinia ja tärkkelystä, jotka ensin turpoavat vedessä ja sitten liukenevat (hyytelö, hyytelö, tärkkelysliima);

albumiinit, mukaan lukien munanvalkuaiset, liukenevat myös veteen; luonnonkumi liukenee helposti bensiiniin (kumiliima). Lyofiilisiin kolloidisiin järjestelmiin kuuluvat tavallisen saippuan vesiliuokset.

Hajaantuneiden järjestelmien tärkein ominaisuus on hiukkasvarauksen merkki ja suuruus. Lyofiilisten kolloidien hiukkasilla on joko hyvin vähän varausta tai ei lainkaan varausta. Lyofiilisen kolloidipartikkelin varaus muuttuu erittäin helposti, kun siihen lisätään pieniä määriä elektrolyyttiä. Vetyionien pitoisuuden muutos liuoksessa (pH) johtaa kolloidisen liuoksen hiukkasten uudelleenvarautumiseen. Sähkökentässä lyofiiliset kolloidit eivät joko liiku tai liikkuvat mihinkään suuntaan.

Dispergointiväliaineen molekyylien heikko vuorovaikutus dispergoidun faasin hiukkasten kanssa johtaa lyofobisten järjestelmien muodostumiseen. Jos dispersioväliaine on vesi, järjestelmän sanotaan olevan hydrofobinen, jos orgaanisten öljymäisten aineiden sanotaan olevan oleofobisia.

Lyofobisten aineiden (kappaleiden) hiukkaset eivät liukene, ovat huonosti kostuneita eivätkä turpoa dispersioväliaineen aineessa. Lyofobisia systeemejä, joiden dispergoituneen faasin konsentraatio on yli 1 %, ei voida saada, mutta lyofiiliset kolloidiset järjestelmät voivat olla erittäin väkeviä.

Järjestelmän lyofiilisyys tai lyofobisuus voidaan arvioida liukenemisen, turpoamisen ja kostutuksen aikana vapautuneen lämmön perusteella. Lyofiilisissä systeemeissä vuorovaikutuslämpö on paljon suurempi kuin lyofobisissa systeemeissä.

Lyofiilisen aineen sileälle pinnalle pisara nestettä leviää muodostaen ohuen kerroksen (kalvon), mutta lyofobisella pinnalla pisara ei leviä muodostaen linssin tai litteän pallon.

Lyofobisuuden kvantitatiivinen mitta voi olla pisaran pintojen ja kostuneen kappaleen välinen kulma (kosketuskulma tai kostutuskulma).

Perusero lyofobisten ja lyofiilisten kolloidisten järjestelmien välillä on niiden termodynaamiset ominaisuudet. Lyofobiset järjestelmät ovat heterogeenisiä, eikä niitä voida tässä suhteessa luokitella todellisiksi ratkaisuiksi. Lyofiiliset järjestelmät ovat yksivaiheisia, homogeenisia, ja niillä on monia todellisten liuosten ominaisuuksia.

Korkean pintaenergiansa vuoksi lyofobiset järjestelmät ovat termodynaamisesti ja kineettisesti epävakaita. Lyofiiliset järjestelmät ovat termodynaamisesti stabiileja.

Kun lyofobiset kolloidit hajoavat, kolloidipartikkeleista tulee suurempia, mihin liittyy järjestelmän energian lasku. Kyky vastustaa hiukkasten laajentumista (aggregatiivinen stabiilius) lyofobisessa järjestelmässä on tilapäistä ja johtuu usein aineista (stabilointiaineista), jotka adsorboituvat hiukkasten pinnalle ja estävät niiden tarttumisen (tai fuusion). Karkeasti dispergoituneita "kiinteä-neste" -tyyppisiä järjestelmiä, joissa on suhteellisen suuria (yli 110-3 mm) hiukkasia, kutsutaan

suspensiot

tai suspensioita. Suspensiohiukkaset eivät osoita Brownin liikettä. Suspensiot, joiden tiheys on suurempi kuin dispersioväliaineen tiheys, saostuvat; jos niiden tiheys on pienempi, hiukkaset kelluvat. Luonnonvarastojen veden sameutta aiheuttavat sekä hienot että karkeat epäpuhtaudet (hiekanjyvät, savi, kasvi- ja eläinorganismien hajoamishiukkaset). Kun pohjasedimenttiä häiritään meressä tai valtameressä, syntyy pohjaripustusvirtoja (sameusvirtauksia), jotka liikkuvat jopa 90 km/h nopeuksilla satojen kilometrien ajan. Sameus on ominaista vesivirroille, joiden virtausnopeus on suuri. Luonnonvesien enimmäissameuden ollessa kyseessä hiukkasten pitoisuus saavuttaa 1 g/l. Sameus (tai sen käänteisarvo -

läpinäkyvyys

Erittäin väkevä savisuspensio muodostaa veden kanssa taikinan, joka voidaan muotoilla haluttuun muotoon ja kuivauksen ja polton jälkeen tiileksi tai muuksi tuotteeksi. Posliini on valmistettu kaoliniitti Al 4 (OH) 8, kvartsi SiO 2, maasälpä (kalium-, natrium-, kalsium-, barium-aluminosilikaatit) jauheiden seoksesta. Jauhe sekoitetaan veteen paksuksi muovimassaksi, jolle annetaan haluttu muoto, kuivataan ja poltetaan.

Kalsiumsilikaatteja ja -aluminaatteja polttamalla saatu sementtijauhe kovettuu veteen sekoitettuna jonkin ajan kuluttua kestäväksi kivimäiseksi kappaleeksi.

Veri on punasolujen, valkosolujen ja verihiutaleiden suspensio fysiologisessa liuoksessa (lymfa), joka on tärkein ihmisten ja monien eläinten elämälle.
Punasolut - punasolut - kuljettavat happea ja hiilidioksidia, niillä on halkaisija

(7,2–7,5) 10–2 mm ja 1 mm 3 verta sisältää 4,5–5 miljoonaa. Koska hiukkaskoot ovat suhteellisen suuria, suspensiot ovat kineettisesti epästabiileja ja laskeutuessaan hiukkaset saostuvat. Prosessia, jossa suspendoituneet hiukkaset vapautuvat painovoiman vaikutuksesta, kutsutaan sedimentaatio

tai laskeuma. Sedimentaation alussa suurimmat hiukkaset putoavat ulos. Hiukkasten sedimentaationopeus riippuu faasitiheyksien suhteesta, nestefaasin viskositeetista, hiukkasten säteestä, niiden hydrofiilisyysasteesta, pinta-aktiivisten aineiden läsnäolosta ja muista tekijöistä. Perustuu hiukkasten hydrofiilisyyteen tai hydrofobisuuteen kellunta
– pienten hiukkasten erottelu, joilla on erilainen kostuvuus. Flotaatiomenetelmällä rikastusmenetelmällä ei-kostuvien hydrofobisten mineraalien hiukkaset kerätään pinnalle ja kostuvien hydrofiilisten mineraalien hiukkaset vaipautuvat nestekalvoon ja uppoavat pohjaan. Kastumattomat hiukkaset poistetaan nesteen pinnalta. Näin malmi jaetaan fraktioihin

(Kuva 8.28). Partikkelikoon suhteen ne ovat suspensioiden ja todellisten liuosten välissä. sols . Solit ovat erittäin dispergoituneita järjestelmiä, joissa on kiinteän aineen hiukkasia Brownin liike

Dispergoituneiden systeemien tutkimusmenetelmät (hiukkasten koon, muodon ja varauksen määrittäminen) perustuvat niiden heterogeenisyydestä ja dispersiosta johtuvien erityisominaisuuksien, erityisesti optisten ominaisuuksien tutkimiseen. Kolloidisilla liuoksilla on optisia ominaisuuksia, jotka erottavat ne todellisista liuoksista - ne absorboivat ja sirottavat niiden läpi kulkevaa valoa. Sivulta katsottuna hajallaan olevaa järjestelmää, jonka läpi kapea valonsäde kulkee, näkyy hehkuvan sinertävän ns. Tyndall kartio(Kuva 8.29). Sama tapahtuu, kun huomaamme pölyisen huoneen ikkunasta kirkkaan auringonvalon. Tätä ilmiötä kutsutaan opalenssi.

Valonsironta on mahdollista, jos kolloidipartikkelin koko on pienempi kuin läpäisevän valon aallonpituus ja dispergoituneen faasin ja dispersioväliaineen taitekertoimet ovat erilaiset.

Kolloidisten hiukkasten koot ovat pienempiä kuin spektrin näkyvän osan aallonpituudet (noin 0,1–0,2 valon aallonpituutta), ja hiukkaset lähettävät absorboitunutta valoenergiaa takaisin eri suuntiin, mikä ilmenee valon sironnana.

Valonsironnan intensiteetti kasvaa jyrkästi valon aallonpituuden pienentyessä.

Tyndall-kartio on kirkkaampi, mitä suurempi pitoisuus ja mitä suurempi hiukkaskoko. Valonsironnan intensiteetti kasvaa lyhytaaltosäteilyn myötä ja dispergoituneen ja hajaantuneen faasin taitekertoimien merkittävällä erolla. Kun hiukkasten halkaisija pienenee, absorptiomaksimi siirtyy spektrin lyhyen aallonpituuden osalle, ja erittäin dispergoidut järjestelmät sirottavat lyhyempiä valoaaltoja ja ovat siksi sinertäviä. Menetelmät hiukkasten koon ja muodon määrittämiseksi perustuvat valonsirontaspektreihin. Soolien hiukkaskoot ovat yleensä 10 –3 –10 –5 mm, jolloin ne voivat osallistua Brownin liikkeeseen – pienten hiukkasten jatkuvaan satunnaiseen liikkeeseen nesteessä tai kaasussa (kuva 8.30). Dispergoitujen järjestelmien hiukkaset ovat erikokoisia, ja ne

kokojakauma kuvaavat käyrät, jotka ovat samankaltaisia ​​kuin kaasumolekyylien energian ja nopeuden jakautumisen käyrät. Dispergoituneen faasin hiukkasten kokojakauma on esitetty kuvassa. 8.32. Suorakulmion pinta-ala on yhtä suuri kuin niiden hiukkasten osuus, joiden koot ovat alueella kuvaavat käyrät, jotka ovat samankaltaisia ​​kuin kaasumolekyylien energian ja nopeuden jakautumisen käyrät. Dispergoituneen faasin hiukkasten kokojakauma on esitetty kuvassa. 8.32. a

Brownin liike estää hiukkasten laskeutumisen painovoiman vaikutuksesta ja on yksi hajautettujen järjestelmien stabiilisuuden syistä. Brownin liikkeen ansiosta hiukkaset jakautuvat massasta (ja tiheydestä) riippuen korkeuteen gravitaatiokentässä
(Kuva 8.33). Tätä hiukkasten jakaumaa kutsutaan sedimentaatiotasapaino. Sitä löytyy nestemäisestä ja ilmasta. Suuremman massan omaavat hiukkaset kerääntyvät nesteen tai säiliön pohjalle.

Riisi. 8.33. Sedimentaatiotasapaino

Kun järjestelmä on poistettu sedimentaatiotasapainosta sekoittamalla, se palaa jonkin ajan kuluttua alkuperäiseen tilaansa. Sedimentaatiotasapainon muodostumisnopeus on alhainen, ja se voi tapahtua muutaman päivän kuluttua, mutta jatkuu sitten, kunnes sooli tuhoutuu.

Jos dekantterilasiin (tai säiliöön) saatuasi sedimentaatiotasapainon, nestettä otetaan ohuesta liuoskerroksesta etäisyyksien väliltä h 2 ja h 1 pohjalta (tai pinnalta), niin voidaan arvioida dispersioväliaineen eri kerroksissa olevien hiukkasten lukumäärää ja tiheyttä ja tunnistaa samankokoiset tai -tiheydet.

Ratkaisu kutsutaan homogeeniseksi järjestelmäksi, joka koostuu useista komponenteista, ts. muodostuu kahdesta tai useammasta yksittäisestä aineesta. Gibbsin määritelmän mukaan: liuos on faasi, jonka koostumus vaihtelee . Tavanomaisesti liuoksen koostumus jaetaan liuotin(komponentti, jota on järjestelmässä suhteellisen suurempia määriä) ja liuennutta ainetta(muut komponentit). Ratkaisu tulee olemaan täydellinen, jos sen muodostumiseen ei liity sen tilavuuden vähenemistä tai kasvua, samoin kuin lämmön vapautumista tai imeytymistä. Ihanteelliset ratkaisut noudattavat Raoultin lakia (katso alla) kaikissa pitoisuuksissa ja kaikissa lämpötiloissa. Todellinen assosiaatio-, dissosiaatio-, solvataatioilmiöistä johtuvilla ratkaisuilla ei ole edellä mainittuja ominaisuuksia. Mutta voimakkaassa laimennustilassa ja myös jos ne muodostuvat kemialliselta koostumukseltaan ja fysikaalisilta ominaisuuksiltaan samanlaisista aineista, ne lähestyvät ihanteellisia, joten ideaaliliuosten tilaa kuvaavia kvantitatiivisia lakeja voidaan soveltaa niihin jonkin verran likimääräisinä.

Tässä tarkastellaan vain sellaisia ​​liuoksia, joissa liuotin on neste (yleensä vesi) ja liuenneet aineet ovat kaasuja, nesteitä tai kiinteitä aineita. Yhdiste Liuokselle on tunnusomaista liuenneen aineen määrä liuosta tai liuotinta kohti.

Osmoosi – liuotinmolekyylien spontaani liikkuminen puoliläpäisevän kalvon läpi, joka erottaa eri pitoisuuksia sisältävät liuokset pienemmän pitoisuuden liuoksesta korkeamman pitoisuuden liuokseen, mikä johtaa jälkimmäisen laimenemiseen. Puoliläpäisevänä kalvona käytetään usein sellofaanikalvoa, jonka pienten reikien läpi vain pienitilavuuksiset liuotinmolekyylit pääsevät selektiivisesti läpi ja suuret tai solvatoituneet molekyylit tai ionit säilyvät - suurimolekyylisille aineille, ja kupariferrosyanidikalvoa. pienimolekyylisille aineille. Liuottimen siirtyminen (osmoosi) voidaan estää, jos liuokseen, jonka pitoisuus on suurempi, kohdistetaan ulkopuolinen hydrostaattinen paine (tasapainoolosuhteissa tämä on ns. osmoottinen paine, merkitty kirjaimella p). P-arvon laskeminen ei-elektrolyyttiliuoksissa empiirisesti van't Hoffin yhtälö:

p = CRT, (4.1)

jossa C on aineen moolipitoisuus, mol/kg;

R – yleiskaasuvakio, J/mol K.

Osmoottisen paineen suuruus on verrannollinen tiettyyn liuostilavuuteen liuenneen yhden tai useamman aineen molekyylien määrään (yleensä hiukkasten lukumäärään), eikä se riipu niiden luonteesta ja liuottimen luonteesta. Vahvojen tai heikkojen elektrolyyttien liuoksissa yksittäisten hiukkasten kokonaismäärä kasvaa molekyylien dissosioitumisen vuoksi, joten vastaava suhteellisuuskerroin, ns. isotoninen kerroin.

p = i CRT, (4.2)

missä – isotoninen kerroin, joka lasketaan ionien ja dissosioitumattomien elektrolyyttimolekyylien lukumäärän summan ja tämän aineen molekyylien määrän välisenä suhteena.

Joten, jos elektrolyytin dissosiaatioaste, so. ioneiksi hajoaneiden molekyylien lukumäärän suhde liuenneen aineen molekyylien kokonaismäärään on yhtä suuri kuin a ja elektrolyyttimolekyyli hajoaa n ioneiksi, jolloin isotoninen kerroin lasketaan seuraavasti:

i= 1 + (n – 1)×a, ( i > 1). (4.3)

Vahville elektrolyyteille voidaan ottaa a = 1 , Sitten i= n, ja kerroin i (myös suurempi kuin 1) kutsutaan osmoottinen kerroin.

Osmoosiilmiöllä on suuri merkitys kasvi- ja eläinorganismeille, koska niiden solujen kalvoilla on suhteessa monien aineiden liuoksiin puoliläpäisevän kalvon ominaisuuksia. Puhtaassa vedessä solu turpoaa voimakkaasti, joissain tapauksissa kalvon repeytymiseen asti, ja liuoksissa, joissa on korkea suolapitoisuus, päinvastoin, sen koko pienenee ja ryppyjä suuren vesihäviön vuoksi. Siksi elintarvikkeita säilöttäessä niihin lisätään suuria määriä suolaa tai sokeria. Mikrobisolut menettävät tällaisissa olosuhteissa huomattavan määrän vettä ja kuolevat.

Osmoottinen paine varmistaa veden liikkumisen kasveissa johtuen osmoottisen paineen erosta kasvien juurien solumehlan (5-20 bar) ja maaliuoksen välillä, joka laimenee edelleen kastelun aikana. Osmoottinen paine saa veden nousemaan kasvissa juurista latvaan. Siten lehtisolut, jotka menettävät vettä, imevät sen osmoottisesti kantasoluista, ja jälkimmäiset ottavat sen juurisoluista.

Kaasujen liukoisuus nesteisiin vaihtelee suuresti ja riippuu paitsi kaasun ja liuottimen luonteesta myös paineesta ja lämpötilasta. Liuenneen kaasun määrä on verrannollinen sen höyryn paineeseen liuoksen yläpuolella ( Henryn laki). Kaasujen liukoisuus heikkenee lämpötilan noustessa ja muiden aineiden läsnä ollessa liuoksessa.

Nesteen ja höyryn välinen tasapaino on dynaaminen - niiden välillä tapahtuu jatkuvaa molekyylien (hiukkasten) vaihtoa, ja näiden molekyylien määrä, joka kulkee molempien faasien välisen rajapinnan yksikön läpi tasapainoolosuhteissa, on sama (molempiin suuntiin).

Mukaan Raoultin laki liuottimen (A) höyrynpaineen suhteellinen lasku liuoksen yläpuolella riippuu vain nesteeseen liuenneen aineen (B) mooliosuudesta, eli sen määrää aineen B hiukkasten lukumäärä tilavuusyksikköä kohti , mutta se ei riipu liuenneen aineen ominaisuuksista:

jossa NB on aineen B mooliosuus liuoksessa määritettynä kaavalla

, (4.5)

missä n on aineen moolien lukumäärä;

– kylläisen höyryn paine puhtaan liuottimen yläpuolella;

P A on liuoksen yläpuolella olevan liuottimen höyrynpaine (samassa lämpötilassa).

Raoultin laki pätee ihanteellisiin ja erittäin laimeisiin ratkaisuihin.

PA = (at T = vakio), (4.6)

missä NA on aineen A mooliosuus liuoksessa määritettynä kaavalla

. (4.7)

Yllä oleva yhtälö (4.6) osoittaa, että liuottimen höyrynpaine todellisen liuoksen yläpuolella on suoraan verrannollinen liuottimen mooliosuuteen tässä liuoksessa.

Ratkaistaessa puhtaan aineen kondensoituneen faasin haihtumiseen liittyviä ongelmia voidaan käyttää seuraavaa yhtälöä:

(4.8)

jossa P1 ja P2 ovat höyrynpaine absoluuttisissa lämpötiloissa T1 ja T2, vastaavasti;

– molaarinen haihtumislämpö (höyrystys), jota pidetään vakiona tietyllä lämpötila-alueella;

R – yleiskaasuvakio.

Nestemäinen kiehuu lämpötilassa, jossa sen yläpuolella oleva kylläisen höyryn paine saavuttaa ulkoisen paineen. Kun siihen liuenneen haihtumattoman aineen pitoisuus kasvaa, liuoksen yläpuolella olevan liuottimen höyrynpaine laskee ja liuos kiehuu korkeammassa lämpötilassa kuin puhdas liuotin. Kiehumispisteen nousu (muutos). T 0 puhtaalle liuottimelle T : stä laimeille liuoksille lasketaan käyttämällä seuraavaa yhtälöä:

DT kip = T – T o = K e ·C m ,в, (4.9)

missä DT kiehuu on liuoksen kiehumislämpötilan nousu, K;

K e – ebullioskooppinen kerroin, K · kg · mol – 1;

Yhtälöstä (4.9) käy selvästi ilmi, että K e = DT bp. Cm:ssä B = 1 mol/kg. Kiehumispisteen nousu riippuu liuoksen pitoisuudesta, ts. hiukkasten lukumäärästä tilavuusyksikköä kohti, mutta se ei riipu näiden hiukkasten tyypistä ja ominaisuuksista.

Ebullioskooppinen kerroin riippuu vain liuottimen laadusta ja se määritetään seuraavasti:

, (4.10)

missä MA on liuottimen moolimassa; g/mol;

DH-haihdutus on puhtaan liuottimen haihtumisen molaarinen lämpö.

Koska , (4.11)

m A – liuotinmassa, g,

niin yhtälö (4.9) yhtälö (4.11) huomioon ottaen voidaan kirjoittaa:

. (4.12)

Tuloksena olevaa yhtälöä (4.12) voidaan käyttää liuenneen aineen B tuntemattoman moolimassan määrittämiseen kokeellisesti saadusta DT bp:n arvosta.

Heikojen tai vahvojen elektrolyyttien liuosten kiehumispisteen nousun laskemiseksi on tarpeen käyttää isotonisen kertoimen i käsitettä, joka on annettu osmoottista painetta käsittelevässä osassa (katso yhtälö 4.3). Sitten yhtälö (4.9) saa seuraavan muodon:

DT kip = K E i C m, V. (4.13)

Ratkaisut jäädyttää alemmassa lämpötilassa kuin puhdas liuotin, mikä on seurausta liuottimen höyrynpaineen laskusta liuoksen yläpuolella. Laimennetuille liuoksille jäätymispisteen masennus T 0:sta puhtaalle liuottimelle T : sta liuokselle riippuu liuoksen kvantitatiivisesta koostumuksesta:

DT sijainen = Т 0 – Т = К к · С m , В, (4.14)

missä DT sijainen on liuoksen jäätymislämpötilan lasku, K;

K k – kryoskooppinen kerroin, K · kg · mol – 1;

С m, В – aineen B moolipitoisuus, mol/kg.

Yhtälöstä (4.14) seuraa, että DT:n sijainen = K k C m:ssä, B = 1 mol/kg ja liuoksen jäätymispisteen lasku määräytyy vain hiukkasten lukumäärän tilavuusyksikköä kohti, mutta se ei riipu näiden hiukkasten luonne.

,(4.15)

missä MA on liuottimen A moolimassa, g/mol;

DН pl on puhtaan liuottimen molaarinen sulamislämpö.

Jos liuottimen massa m A sisältää liuenneen aineen B massan, niin

,(4.16)

missä m B on liuenneen aineen B massa, g;

МВ – liuenneen aineen B moolimassa, g/mol;

m A – liuottimen massa, g.

Sitten yhtälö (4.14) voidaan kirjoittaa:

 (4.17)

Yhtälöä (4.17) voidaan käyttää tuntemattoman aineen moolimassan kokeellisessa määrittämisessä ja laskemisessa alentamalla sen liuoksen jäätymispistettä tunnetussa liuottimessa.

Jos liuennut aine hajoaa ioneiksi liuoksessa, niin sen molekyylien dissosiaatiosta johtuva hiukkasten lukumäärän kasvu otetaan huomioon isotonisen kertoimen i käyttöönoton avulla (katso yhtälö 4.3):

DT:n sijainen = К к · i · С m , V. (4.18)

Esimerkki

Alkoholin vesiliuos, joka sisältää 0,17 g alkoholia ja 20 g vettä, jäätyy lämpötilassa – 0,354 0 C. Laske alkoholin moolimassa, jos veden kryoskooppinen kerroin on 1,86 o C kg mol –1.

Ratkaisu

Ratkaisussa käytämme yhtälöä (1.60):

Vastaus. M sp = 46 g/mol.

Konovalovin ensimmäinen laki(soveltuu sekä ideaaleihin että Raoultin laista poikkeaviin ratkaisuihin): kylläinen höyry kahden nesteen tasapainoliuoksen yläpuolella on suhteellisen rikkaampaa siinä komponentissa, jonka lisääminen järjestelmään lisää höyryn kokonaispainetta (tai alentaa kiehumispistettä). Siksi liuoksen haihtuessa höyry rikastuu haihtuvammalla komponentilla ja neste rikastuu vähemmän haihtuvalla komponentilla. Menetelmä seosten (pääasiassa orgaanisten nesteiden) erottamiseksi rektifikaatiolla perustuu eroihin liuoksen koostumuksessa ja sen kanssa tasapainossa olevan höyryn välillä. Toistamalla haihdutus-kondensointitoiminnot saat puhtaita komponentteja. Käytännössä tämä toteutetaan tislauskolonneissa.

Raoultin laista merkittävästi poikkeavilla ratkaisuilla liuoksen yläpuolella olevan höyrynpaineen riippuvuuskäyrillä liuoksen koostumuksesta on usein maksimi- tai minimipiste. Äärimmäisissä kohdissa höyryn koostumus on sama kuin nesteen koostumus (Konovalovin toinen laki). Tällaisia ​​seoksia kutsutaan atseotrooppinen, Niitä on mahdotonta erottaa tislaamalla (rektifioimalla).

Niille, jotka ovat luonteeltaan hyvin erilaisia ​​ja tästä syystä käytännössä sekoittumaton nesteitä, kunkin seoksen yläpuolella olevan komponentin höyrynpaine on yhtä suuri kuin puhtaan komponentin höyrynpaine. Sitten kokonaishöyrynpaine on yhtä suuri kuin molempien komponenttien tyydyttyneiden höyrynpaineiden summa puhtaassa tilassa (samassa lämpötilassa):

P = P A + P V. (4.19)

Tällaisen seoksen kiehumispiste on kuitenkin alhaisempi kuin kunkin yksittäisen nesteen kiehumispiste. Tätä ominaisuutta käytetään höyrytislaukseen kuplittamalla sitä veteen sekoittumattoman nesteen läpi, minkä jälkeen poistuvat höyryt kondensoituvat. Höyrytislaus mahdollistaa korkealla kiehuvien nesteiden tislaamisen alle 100 o C:n lämpötiloissa.

Vaiheen tasapainot.

Viime luennossa tarkastelimme kemiallista tasapainoa, tasapainovakiota, sen suhdetta niin edelleen. määrät ja tasapainon siirtymiseen vaikuttavat tekijät.

Chem. tasapaino on dynaaminen, ts. kaksi vastakkaista prosessia ovat tasapainossa. Toinen esimerkki dynaamisesta tasapainosta on henkilö, joka kävelee alaspäin liukuportaita ylös.

Dynaaminen tasapaino toteutuu, kun kaksi vastakkaista prosessia ovat tasapainossa. Dynaaminen tasapaino m.b. fyysistä Ja kemiallinen. Esimerkki fysikaalisesta tasapainosta ovat faasitasapainot, jotka muodostuvat järjestelmän eri vaiheiden välille. Määrittelemme vaihe.

Vaihe– heterogeenisen järjestelmän homogeeninen osa (osa, jolla on sama koostumus ja ominaisuudet kaikissa kohdissa, erotettu muista osista rajapinnoilla). Jos meillä on järjestelmä, joka koostuu sakasta ja liuoksesta, niin tämä on kaksivaiheinen järjestelmä, ns. Vastaavasti voimme tarkastella l.-parien järjestelmää. Jos haihtumisnopeus on yhtä suuri kuin kondensaationopeus, järjestelmä on dynaamisessa tasapainossa.

Aineella on kolme fysikaalista tilaa - kiinteä, nestemäinen ja kaasu. Vaiheen siirtyminen– siirtyminen vaiheesta toiseen.

Komponentti järjestelmät - sellainen järjestelmän komponentti, joka on kemiallisesti homogeeninen aine, voidaan eristää järjestelmästä ja voi olla eristetyssä tilassa pitkään. Esimerkiksi Na + ja Cl – eivät voi olla komponentteja. Natriumkloridiliuoksen komponentit ovat NaCl ja vesi. Komponenttien lukumäärän perusteella järjestelmät voidaan jakaa yksikomponenttisiin, kaksikomponenttisiin, kolmikomponenttisiin ja monikomponenttisiin järjestelmiin.

Tilakaaviot– graafinen esitys termodynaamisen järjestelmän kaikista mahdollisista tiloista päätilaparametrien (T, p, koostumus) avaruudessa. Ne osoittavat tietyn vaiheen olemassaolon ehdot.

Harkitse veden tilakaaviota.

Normaaleissa olosuhteissa vettä on kiteinä (jää), nesteenä ja kaasuna (höyry). Jokainen näistä veden vaiheista on stabiili vain tietyissä lämpötilan ja paineen yhdistelmissä. Esimerkiksi jos lämpötila nostetaan 100 °C:seen ilmanpaineessa, vesi kiehuu ja muuttuu höyryksi (kaasuksi). Jos paine on alle ilmakehän, nesteen siirtyminen höyryksi tapahtuu alemmassa lämpötilassa. Joissakin matalissa paineissa vesi kiehuu huoneenlämpötilassa. Jos paine on korkeampi kuin ilmanpaine, vesi kiehuu yli 100 °C:n lämpötilassa. Jää sulaa 0 °C:n lämpötilassa ja ilmanpaineessa, mutta paineen muuttuessa myös jään sulamislämpötila muuttuu.

Vaihekaavion alueet vastaavat yhtä vaihetta. Viivat vastaavat faasitasapainon olosuhteita. VT – sulamiskäyrä, TC – kiehumiskäyrä (paineessa 1 atm, kiehumispiste = 373 K), AT – sublimaatiokäyrä. Piste C on kriittinen lämpötila - tämän pisteen yläpuolella vesihöyry ei voi muuttua nesteeksi millään paineen nousulla. Höyry ja neste eivät ole enää erotettavissa.

T – kolmipiste – jää, vesi ja höyry ovat tasapainossa.

Lämpötilaa tai painetta muuttamalla voit muuttaa aineen tilaa. Olkoon piste 1 aineen kiinteää tilaa kolmoispisteen yläpuolella olevassa paineessa. Kun ainetta kuumennetaan vakiopaineessa, keho siirtyy peräkkäin kiinteästä tilasta nestemäiseen ja kaasumaiseen. Jos lämmitämme ainetta kolmoispisteen alapuolella olevassa paineessa, aine muuttuu höyryksi muodostamatta ensin nestettä - sublimaatio (sublimaatio)

Veden erityisominaisuudet: paineen noustessa Tmel laskee, paineen kasvaessa vetysidokset tuhoutuvat ja muodostuu tiheämpi nestefaasi (yleensä päinvastoin - paineen kasvaessa muodostuu tiheämpi kiinteä faasi).

ST – alijäähdytyskäyrä – vesi on metastabiilissa tilassa.

Esitä kaavio CO2:sta (Fremantle 1-s. 287)

Luento 5: Ratkaisut. Ratkaisujen ominaisuudet. Liuoskonsentraation ilmaisumenetelmät.

Luennon sisältö:

1. Ratkaisujen käsite. Ratkaisujen luokittelu.

4. Liuoskonsentraation ilmaisumenetelmät.

5. Liuosten kolligatiiviset ominaisuudet.

1. Ratkaisut. Ratkaisujen luokittelu.

Ratkaisu kutsutaan homogeeniseksi (homogeeniseksi) järjestelmäksi, joka koostuu kahdesta tai useammasta itsenäisestä komponentista (liuotettu aine ja liuotin) sekä niiden vuorovaikutuksen tuotteista. Komponenttia, jonka määrä on vallitseva tietyssä järjestelmässä, kutsutaan liuotin.

Ratkaisut jaetaan aggregaatiotilansa perusteella:

kaasumaisia ​​liuoksia : ilma on hapen, vesihöyryn, hiilidioksidin, CO2:n ja jalokaasujen liuos; kiinteitä liuoksia : metalliseokset; nestemäisiä liuoksia puolestaan ​​jaetaan: kiinteiden aineiden liuokset nesteissä: suola+H2O, sokeri+H2O, jodi+H2O kaasumaisten aineiden liuokset nesteisiin: limonadit, ammoniakki

3. nestemäisten aineiden liuokset nesteissä: etikka, (alkoholi + vesi)

Liuokset, joissa liuotin on neste, ovat kemian kannalta merkittävimpiä. Liuoksen komponenttien suhteellinen pitoisuus voi olla mikä tahansa, sitä rajoittaa vain aineiden keskinäinen liukoisuus, joka riippuu niiden kemiallisesta luonteesta, niiden affiniteetista toisiinsa sekä liuosten valmistusolosuhteista - lämpötilasta, paineesta ( kaasun liukenemisen tapauksessa) muiden liuenneiden aineiden läsnäolo.

Liuenneen aineen ja liuottimen suhteellisten määrien perusteella liuokset ovat: laimennettuna Ja keskittynyt .

Liuokset erotellaan liuokseen siirtyvien ja liuoksesta poistuneiden hiukkasten vallitsevuuden suhteen perusteella. rikas , tyydyttymätön Ja ylikyllästynyt .

Kyllästynyt Liuos on liuos, joka on tasapainossa liuenneen aineen kiinteän faasin kanssa ja sisältää suurimman mahdollisen määrän tätä ainetta annetuissa olosuhteissa.

Liuosta, jonka pitoisuus on pienempi kuin tyydyttyneen liuoksen pitoisuus, kutsutaan tyydyttymätön . Tällaiseen liuokseen voidaan samoissa olosuhteissa liuottaa lisämäärä samaa ainetta.

Jos liuos, joka on kyllästynyt kuumennettaessa, jäähdytetään varovasti huoneenlämpötilaan, jotta suolakiteitä ei vapaudu, silloin ylikyllästynyt ratkaisu. Siten, ylikyllästynyt Kutsutaan liuosta, joka tietyssä lämpötilassa sisältää enemmän liuennutta ainetta kuin on mahdollista kyllästetyssä liuoksessa. Ylikyllästetty liuos on epästabiili, ja kun olosuhteet muuttuvat (esimerkiksi voimakkaasti ravistamalla tai lisäämällä suolakidettä - kiteytyssiementä), muodostuu kylläinen liuos ja suolakiteiden sakka.

2. Aineiden liukoisuus. Aineiden liukoisuuteen vaikuttavat tekijät.

Kyllästetyn liuoksen komponenttien suhteen kvantitatiivinen ominaisuus on liukoisuus . Yleisimmät tavat tehdä tämä ovat:

· aineen liukoisuuskerroin (P) - aineen suurin massa, joka pystyy liukenemaan 100 g:aan liuotinta tietyssä lämpötilassa. Esimerkiksi 20 °C:ssa 36,0 g NaCl:a liukenee 100 g:aan vettä, jolloin muodostuu kylläinen liuos, mikä tarkoittaa, että P(NaCI) = 36.

· aineen molaarinen liukoisuus ( S) - aineen moolimäärä, joka pystyy liukenemaan tietyssä lämpötilassa 1 litrassa määriteltyä liuotinta muodostaen tyydyttyneen liuoksen. Joten S(NaCl) = 6,154 mol\l

· kaasun absorptiokerroin – suurin kaasutilavuus, joka voi liueta liuottimen tilavuusyksikköön tietyssä lämpötilassa ja kaasun osapaineessa 1 atm. Joten 20 °C:ssa typen ja hapen absorptiokertoimet vedessä, jonka molekyylit ovat polaarittomia, ovat 0,016 ja 0,031. Kaasuilla, joiden molekyylit ovat polaarisia, niiden veden absorptiokerroin on paljon suurempi, esimerkiksi HCI - 500, NH3 - 1300.

Aineiden liukoisuus riippuu merkittävästi liuenneen aineen ja liuottimen laadusta, lämpötilasta ja paineesta.

Riippuvuus reagoivien aineiden luonteesta

Suurin liukoisuus saavutetaan, kun nämä molekyylien välisen vuorovaikutuksen voimat ovat luonteeltaan samanlaisia: "salainen liukenee samanlaiseen". Siten aineet, joilla on ionityyppinen kemiallinen sidos (suolat, alkalit) tai polaariset (alkoholit, aldehydit), liukenevat hyvin polaarisiin liuottimiin, esimerkiksi veteen. Sitä vastoin matalapolaariset yhdisteet, kuten hiilimonoksidi (II), liukenevat hyvin ei-polaarisiin yhdisteisiin, kuten hiilidisulfidiin.

Lämpötilariippuvuus.

Koska liukenemisprosessi on palautuva, soveltuu siihen Le Chatelier'n periaate: jos aineen liukeneminen tapahtuu lämmön absorption myötä, lämpötilan nousu johtaa liukoisuuden lisääntymiseen.

Useimmille kiinteille aineille lämpötilan nousu lisää liukoisuutta.

Kaasuilla lämpötilan nousu auttaa vähentämään liukoisuutta, koska liukoisen aineen molekyylien ja liuottimen väliset sidokset ovat hauraita.

3. Purkamisprosessin ydin. Liukenemisprosessin termodynamiikka.

Aineiden liukeneminen tapahtuu usein lämmön vapautuessa tai imeytyessä, joskus tilavuuden muuttuessa. Ratkaisuteorian perustaja on. Purkamisprosessin ydin on seuraava:

Liuoksissa liuoksen komponenttien välillä on vuorovaikutusta, mikä johtaa epästabiilien yhdisteiden muodostumiseen, joiden koostumus vaihtelee. Näitä liuenneen aineen ja liuottimen yhdistelmiä kutsutaan solvaatit , jos liuotin on vesi, niin niitä kutsutaan kosteuttaa . Ratkaisu on dynaaminen järjestelmä, jossa hajoavat yhdisteet ovat liikkuvassa tasapainossa hajoamistuotteiden kanssa massan vaikutuksen lain mukaisesti. Solvaatio (hydraatio) johtuu van der Waalsin voimista, jotka vaikuttavat liuenneen aineen ja liuottimen välillä. Solvaatio etenee sitä paremmin, mitä polaarisempia liuoksen muodostavat molekyylit ovat. Vesi on hyvä liuotin, koska sen molekyylit ovat erittäin polaarisia. Hydraatiovesi voi liittyä kiinteän aineen molekyyleihin ja olla osa kiteitä ( kristallihydraatit ): CuSO4 ∙ 5 H2O – kuparisulfaatti, CaSO4 ∙ 2 H2O – kipsi.

Liukenemisprosessi voidaan ilmaista kaaviolla:

liuennut aine + liuotin ó aine liuoksessa ± ∆ N.

Liukenemisprosessiin liittyvää lämpövaikutusta, joka liittyy 1 mooliin liuennutta ainetta, kutsutaan liuoksen moolilämpö ∆ Nsol.

∆Hsol.= ∆Н1 + ∆H2

∆N1 > 0 - lämpömäärä, joka kuluu liuenneen aineen hiukkasten jakautumiseen liuotinmolekyylien kesken (endoterminen prosessi).

∆H2 < 0 - тепловой эффект сольватации (процесс экзотермический).

Solvatoinnin lämpövaikutus - lämpömäärä, joka vapautuu, kun liuennut aine on vuorovaikutuksessa liuotinmolekyylien kanssa ja sidosten muodostuminen niiden välille.

kiinteälle:

∆H1 > 0 - kidehilan tuhoamiseen tarvittava energia ja liuotinmolekyylien välisten sidosten katkaisemiseen tarvittava energia (endoterminen prosessi).

Riippuen siitä, ovatko ensimmäinen vai toinen komponentti vallitsevia, liukenemisprosessi voi olla eksoterminen tai endoterminen:

jos │ ∆Н2 │> │∆ Н1│, prosessi on eksoterminen ja ∆Н< 0;

jos │∆Н2 │< │∆ Н1│, процесс эндотермический и ∆Н > 0.

4. Liuosten koostumuksen ilmaisumenetelmät.

Liuosten koostumus ilmaistaan ​​yleensä kvantitatiivisesti dimensiottomilla kvantitatiivisilla suureilla - fraktioilla (massa, tilavuus, molaarinen) ja mittasuureilla - pitoisuuksilla.

Massaosuus (W) tai prosentuaalinen pitoisuus - liuenneen aineen massan suhde liuoksen massaan. Massaosuus on dimensioton suure, se ilmaistaan ​​yksikön murto-osina prosentteina (10 %). Massaosuus osoittaa, kuinka monta grammaa tiettyä ainetta on 100 g:ssa liuosta

m in-va m in-va

W(A) =mliuos * 100 % =mratkaisu +mr-la * 100 %

mv-va - liuenneen aineen massa, g

mv-va - liuoksen massa, g

m r-la - liuottimen massa, g.

W(NaOH) = 5 % tai 0,05 tarkoittaa sitä

5 g NaOH:ta on 100 g:ssa liuosta,

5 g NaOH:ta on 95 g:ssa vettä

Tilavuusosuus j- liuenneen aineen tilavuuden suhde liuoksen tilavuuteen.

V( A) V(A)-komponentin A tilavuus

j(A) =V Liuoksen V-tilavuus.

Mooliosuus N– liuenneen aineen moolimäärän suhde liuenneen aineen ja liuottimen moolien lukumäärään.

n kuvaavat käyrät, jotka ovat samankaltaisia ​​kuin kaasumolekyylien energian ja nopeuden jakautumisen käyrät. Dispergoituneen faasin hiukkasten kokojakauma on esitetty kuvassa. 8.32. na- komponenttien lukumäärä A

Na =na+nVnV - liuottimen määrä

m kuvaavat käyrät, jotka ovat samankaltaisia ​​kuin kaasumolekyylien energian ja nopeuden jakautumisen käyrät. Dispergoituneen faasin hiukkasten kokojakauma on esitetty kuvassa. 8.32. /M kuvaavat käyrät, jotka ovat samankaltaisia ​​kuin kaasumolekyylien energian ja nopeuden jakautumisen käyrät. Dispergoituneen faasin hiukkasten kokojakauma on esitetty kuvassa. 8.32. .

Nkuvaavat käyrät, jotka ovat samankaltaisia ​​kuin kaasumolekyylien energian ja nopeuden jakautumisen käyrät. Dispergoituneen faasin hiukkasten kokojakauma on esitetty kuvassa. 8.32.= mkuvaavat käyrät, jotka ovat samankaltaisia ​​kuin kaasumolekyylien energian ja nopeuden jakautumisen käyrät. Dispergoituneen faasin hiukkasten kokojakauma on esitetty kuvassa. 8.32./Mkuvaavat käyrät, jotka ovat samankaltaisia ​​kuin kaasumolekyylien energian ja nopeuden jakautumisen käyrät. Dispergoituneen faasin hiukkasten kokojakauma on esitetty kuvassa. 8.32.+mV/MV

Pitoisuus osoittaa aineen massan tai määrän suhteen liuoksen tilavuuteen.

Molaarinen pitoisuus (molaarisuus) cm (mol/l) – näyttää liuenneen aineen moolimäärän litrassa liuosta ilmaistuna liuenneen aineen määrän ja liuoksen tilavuuden suhteena.

nkuvaavat käyrät, jotka ovat samankaltaisia ​​kuin kaasumolekyylien energian ja nopeuden jakautumisen käyrät. Dispergoituneen faasin hiukkasten kokojakauma on esitetty kuvassa. 8.32. 3

cm (A) =V [mol/m, mol/l]

m kuvaavat käyrät, jotka ovat samankaltaisia ​​kuin kaasumolekyylien energian ja nopeuden jakautumisen käyrät. Dispergoituneen faasin hiukkasten kokojakauma on esitetty kuvassa. 8.32.

cm = Mkuvaavat käyrät, jotka ovat samankaltaisia ​​kuin kaasumolekyylien energian ja nopeuden jakautumisen käyrät. Dispergoituneen faasin hiukkasten kokojakauma on esitetty kuvassa. 8.32.*V

liuoksen cm-moolipitoisuus.

ma - aineen massa grammoina

Ma – aineen moolimassa g/mol

V – liuoksen tilavuus litroina

Seuraavia symboleja käytetään osoittamaan moolipitoisuutta:

1 M yksimolaarinen liuos cm = 1 mol/l

0,1 M desimolaarinen liuos cm = 0,1 mol/l

Liuosta, joka sisältää 1 moolin liuennutta ainetta, kutsutaan monomolaariseksi.

2M NaOH-liuos tarkoittaa, että 1 litrassa liuosta on 2 moolia NaOH:ta, eli 2* 40 = 80 g NaOH:ta.

Normaalipitoisuus (liuoksen normaaliarvo) tai molaarinen konsentraatioekvivalentti, СН (eq/l) – näyttää liuenneiden aineiden ekvivalenttien määrän litrassa liuosta.

n ekv. kuvaavat käyrät, jotka ovat samankaltaisia ​​kuin kaasumolekyylien energian ja nopeuden jakautumisen käyrät. Dispergoituneen faasin hiukkasten kokojakauma on esitetty kuvassa. 8.32.

CH =V

m kuvaavat käyrät, jotka ovat samankaltaisia ​​kuin kaasumolekyylien energian ja nopeuden jakautumisen käyrät. Dispergoituneen faasin hiukkasten kokojakauma on esitetty kuvassa. 8.32.

CH = Mequa*V

Sn - normaali pitoisuus [mol/l]

M equa – aineen ekvivalenttimassa g/mol

ma - aineen massa grammoina

V – liuoksen tilavuus litroina

1H - yksinormaaliliuos СН = 1 mol/l

0,1H - desinormaaliliuos CH = 0,1 mol/l

0,01N - centinormaali liuos СН = 0,01 mol/l

Aineen ekvivalentti on aineen todellinen tai kuvitteellinen hiukkanen, joka voi korvata, lisätä, vapauttaa tai jollain tavalla olla ekvivalentti (ekvivalentti) yhtä H-kationia happo-emäsliuoksissa tai yhtä elektronia redox-reaktioissa. Luku, joka osoittaa, mikä osa aineen todellisesta hiukkasesta vastaa yhtä H-kationia tai yhtä elektronia, kutsutaan ekvivalenssikerroin ( f eq) . Ekvivalentin määrä (n ekviv.) sekä aineen määrä mitataan mooleina. Yhden mooliekvivalentin massaa kutsutaan moolimassaekvivalentti (M eq) aivan kuten moolimassa mitataan g/molissa. Nämä kaksi massaa liittyvät toisiinsa seuraavan suhteen:

Meq = M*fekv

happoa varten

1

feq =n(N)

n(H) – vetyionien lukumäärä, jotka voidaan korvata metallilla (happoemäksisyys)

pohjaa varten

1

feq =n(OH)

n(OH) – hydroksyyliryhmän ionien lukumäärä (emäshappoisuus)

suoloille

1

feq = metalliatomien lukumäärä * metalli-ionin varaus

Ottaen huomioon ekvivalenssitekijä:

m kuvaavat käyrät, jotka ovat samankaltaisia ​​kuin kaasumolekyylien energian ja nopeuden jakautumisen käyrät. Dispergoituneen faasin hiukkasten kokojakauma on esitetty kuvassa. 8.32.

CH = MA *feq*V

Liuostiitteri T – näyttää liuenneen aineen massan 1 ml:ssa liuosta.

m kuvaavat käyrät, jotka ovat samankaltaisia ​​kuin kaasumolekyylien energian ja nopeuden jakautumisen käyrät. Dispergoituneen faasin hiukkasten kokojakauma on esitetty kuvassa. 8.32.

T = 1000, [g/ml]

cm*m A cm*m eA

T = 1000 = 1000

Molaalipitoisuus (molaalisuus C m)- liuenneen aineen määrän ja liuottimen massan suhde kilogrammoina.

n kuvaavat käyrät, jotka ovat samankaltaisia ​​kuin kaasumolekyylien energian ja nopeuden jakautumisen käyrät. Dispergoituneen faasin hiukkasten kokojakauma on esitetty kuvassa. 8.32.

KANSSAm =mliuotin [mol/kg H2O]

1000 ma

KANSSAm =äiti*m N2O

1000 - muuntokerroin grammoista kilogrammoiksi

Liuosten kolligatiiviset ominaisuudet.

Liuosten ominaisuuksia, jotka riippuvat vain liuoksen hiukkasten pitoisuudesta ja jotka eivät riipu liuenneen aineen luonteesta, kutsutaan ns. kollegiaalinen.

Täysin samankokoisista hiukkasista muodostuvia liuoksia, joiden välillä vaikuttavat suunnilleen samat molekyylien väliset vuorovaikutusvoimat, kemiallista vuorovaikutusta ei tapahdu, lämpötilan ja tilavuuden muutoksia kutsutaan ns. ihanteellinen. Erittäin laimeilla liuoksilla on taipumus lähestyä ihanteellisia ratkaisuja.

Laimeiden liuosten kolligatiiviset ominaisuudet voidaan kuvata kvantitatiivisesti ja ilmaista lakien muodossa. Näitä ovat:

osmoottinen paine

· liuottimen kylläisen höyryn paine liuoksen yläpuolella

liuoksen kiteytyslämpötila

liuoksen kiehumispiste

Osmoosi. Osmoottinen paine.

Liuokset ovat homogeenisia tilavuuden kaikissa osissa. Jos laitat tiivistetyn liuoksen yhteen astiaan ja laimennettua liuosta päälle, jonkin ajan kuluttua tämä heterogeeninen massa tulee jälleen homogeeniseksi. Tällaista spontaania aineen sekoitusprosessia, joka johtaa sen pitoisuuden tasaamiseen, kutsutaan diffuusio.

Jos puoliläpäisevä väliseinä (kalvo) asetetaan kahden liuoksen väliin, pitoisuudet tasautuvat vain vesimolekyylien liikkeen ansiosta. Tätä yksisuuntaista diffuusiota kutsutaan osmoosin avulla.

Osmoosi – liuotinmolekyylien yksisuuntainen spontaani diffuusio puoliläpäisevän osion kautta alhaisen pitoisuuden omaavasta liuoksesta liuokseen, jossa on korkeampi pitoisuus.

Puoliläpäisevät osiot pystyvät päästämään läpi vain liuotinmolekyylit, mutta eivät liuenneet molekyylit.

luonnolliset puoliläpäisevät väliseinät - kasvi- ja eläinsolujen seinämät, suolen seinämät;

keinotekoiset puoliläpäisevät väliseinät - sellofaani, pergamentti, gelatiinikalvot.

Osmoosin määrällinen ominaisuus on osmoottinen paine ratkaisu.

Osmoottinen paine ( Näytä) Sitä kutsutaan ylimääräiseksi hydrostaattiseksi paineeksi, joka johtuu osmoosista ja joka johtaa liuotinmolekyylien keskinäisen tunkeutumisnopeuksien tasaamiseen selektiivisen läpäisevyyden omaavan kalvon läpi.

Kaikki kaasunpaineen lait pätevät osmoottiseen paineeseen ja sen laskemiseen voidaan käyttää Clapeyron-Mendeleev-yhtälöä m

P*V = M*R*T

m

P = M*V*R*T

m

cm =M*V

Vuonna 1887 Van't Hoff loi tutkimuksen tuloksena seuraavan suhteen:

P osm. = cm*R*T[kPa]

cm – liuenneen aineen molaarinen pitoisuus, mol/l

R – yleiskaasuvakio, 8,314 J/mol* K

T - lämpötila, K.

Van't Hoffin laki:

Laimean ihanteellisen ei-elektrolyyttiliuoksen osmoottinen paine on yhtä suuri kuin paine, jonka liuennut aine tuottaisi, jos se olisi kaasumaisessa tilassa samassa lämpötilassa ja miehittäisi liuoksen tilavuutta vastaavan tilavuuden.

Tämä yhtälö pätee kuitenkin vain ratkaisuille, joissa hiukkasten välillä ei ole vuorovaikutusta, eli ihanteellisiin ratkaisuihin. Todellisissa liuoksissa aineen ja liuottimen molekyylien välillä tapahtuu molekyylien välisiä vuorovaikutuksia, jotka voivat johtaa joko liuenneen aineen molekyylien dissosioitumiseen ioneiksi tai liuenneen aineen molekyylien assosioitumiseen, jolloin niistä muodostuu assosiaatioita.

Vesiliuoksessa olevien liuenneiden molekyylien dissosioituminen ioneiksi on ominaista elektrolyyteille. Dissosioitumisen seurauksena hiukkasten määrä liuoksessa kasvaa.

Assosiaatio havaitaan, jos aineen molekyylit ovat paremmin vuorovaikutuksessa keskenään kuin liuotinmolekyylien kanssa. Tämä on tyypillistä kolloidisille liuoksille, mikä johtaa hiukkasten määrän vähenemiseen liuoksessa.

Ottaakseen huomioon molekyylien väliset vuorovaikutukset todellisissa ratkaisuissa Van't Hoff ehdotti käyttöä isotoninen kerroin i. Liuenneille molekyyleille isotonisen kertoimen fysikaalinen merkitys on:

i = liuenneiden hiukkasten lukumäärä / lähtöhiukkasten lukumäärä.

Ei-elektrolyyttien liuoksille, joiden molekyylit eivät dissosioidu ja joilla on vähän taipumusta assosioitua, i = 1.

Elektrolyyttien vesiliuoksille, dissosiaatiosta i > 1, ja sen maksimiarvo (i max) tietylle elektrolyytille on yhtä suuri kuin ionien lukumäärä sen molekyylissä:

NaCl CaCl2 Na3P04

Liuoksille, joissa aine on assosioituneiden aineiden muodossa, ts< 1.

Kun otetaan huomioon molekyylien väliset vuorovaikutukset, osmoottinen paine todellisille liuoksille on yhtä suuri:

P osm. =minä*sm*R*T, ja

i = 1 ei-elektrolyyteille

i > 1 elektrolyyteille.

Isotoniset ratkaisut - niillä on sama osmoottinen paine. Hypertoniset ratkaisut – niillä on korkeampi osmoottinen paine verrattuna toiseen ratkaisuun. Hypotoniset ratkaisut – niillä on alhaisempi osmoottinen paine verrattuna muihin ratkaisuihin.

Osmoosin rooli. SRS.

Liuosten höyrynpaineen alentaminen. Raoultin lait.

Tietty höyrynpaine muodostuu minkä tahansa nesteen yläpuolelle, joka kyllästää tilan. Toisin kuin liuottimen pinta, liuoksen pinta on osittain liuenneen aineen molekyylien miehitetty. Tästä syystä liuosten pinnalta haihtuu aina vähemmän kuin liuottimen pinnalta, ja samassa lämpötilassa kylläisen höyryn paine liuoksen yläpuolella on aina alhaisempi kuin puhtaan liuottimen yläpuolella oleva höyrynpaine.

Raoultin laki Minä:

. Haihtumattoman liuenneen aineen sisältävän liuoksen höyrynpaine on suoraan verrannollinen liuottimen mooliosuuteen kyseisessä liuoksessa

p = p0 · χр-л

p = p0 nр-lya/(nв-va+ nр-лa), missä

p on liuoksen yläpuolella oleva höyrynpaine, Pa;

p0 - puhtaan liuottimen korkeampi höyrynpaine, Pa;

χр-л - liuottimen mooliosuus.

nv-vaja nр-лa – vastaavasti liuenneen aineen ja liuottimen määrä, mol.

Toinen sanamuoto:

liuottimen kylläisen höyrynpaineen suhteellinen lasku liuoksen yläpuolella on yhtä suuri kuin liuenneen aineen mooliosuus:

(p0 – p)/p0 = χv-va

(p0 – p)/p0 = nv-va/(nv-va + nr-la)

Samalla hyväksymme sen χв-ва + χр-л= 1

Elektrolyyttiliuoksille tämä yhtälö saa hieman erilaisen muodon, se sisältää isotonisen kertoimen i:

p0 – p = Δр

Δp = i p0 χv-va, Missä

Δp on muutos liuoksen höyrynpaineessa verrattuna puhtaaseen liuottimeen;

χv-va - mooliosuus aineita liuoksessa

I – isotoninen kerroin.

i = 1 ei-elektrolyyteille, i > 1 elektrolyyteille.

Isotoninen kerroin (tai van't Hoff -tekijä) on dimensioton parametri, joka kuvaa aineen käyttäytymistä liuoksessa. Eli isotoninen kerroin osoittaa eron hiukkaspitoisuudessa elektrolyyttiliuoksessa verrattuna saman pitoisuuden omaavaan ei-elektrolyyttiliuokseen. Se liittyy läheisesti dissosiaatioprosessiin, tarkemmin sanoen dissosiaatioasteeseen, ja se ilmaistaan ​​seuraavalla ilmaisulla:

minä = 1+α(n- 1), Jossa

n– ionien lukumäärä, joihin aine dissosioituu.

α - dissosiaatioaste.

Liuottimen kylläisen höyrynpaineen lasku liuoksen yläpuolella liittyy liuoksen kiehumispisteen nousuun ja sen jäätymispisteen laskuun. Mikä tahansa neste kiehuu, kun sen yläpuolella oleva kylläisen höyryn paine on yhtä suuri kuin ilmakehän paine. Koska Raoultin ensimmäisen lain mukaan liuoksen yläpuolella oleva höyrynpaine on pienempi kuin liuotinliuoksen yläpuolella oleva höyrynpaine, on liuos lämmitettävä korkeampaan lämpötilaan, jotta liuos kiehuisi. Siten liuokset kiehuvat korkeammassa lämpötilassa ja jäätyvät alhaisemmassa lämpötilassa kuin puhdas liuotin.

∆ tkip =tkip ratkaisu -tkip r-la

Liuoksen ja liuottimen kiehumispisteiden välistä eroa kutsutaan kiehumispisteen nousuksi.

∆ tsijainen =tvarapiiri -tapulaispiirijohtaja

Liuoksen ja liuottimen jäätymislämpötilojen eroa kutsutaan jäätymispisteen laskuksi.

Raoultin laki II.

Jäätymispisteen lasku ja kiehumispisteen nousu eivät riipu liuenneen aineen luonteesta ja ovat suoraan verrannollisia liuoksen moolipitoisuuteen.

∆ tkip =i*Cab*Sm

∆ tsijainen =minä*Kcr*Sm

Ohjaamo

Kkr - kryoskooppinen vakio

Cm – liuoksen moolipitoisuus [mol/kg liuotinta]

i-isotoninen kerroin, i = 1 ei-elektrolyyteille, i > 1 elektrolyyteille.

Ohjaamo n2® = 0,52 kg∙K/mol

Kkr n2® = 1,86 kg∙K/mol

Ohjaamo - ebullioskooppinen vakio

Kkr - kryoskooppinen vakio

Fyysinen merkitys:

Ebulioskooppinen vakio (ohjaamo)– näyttää yhdenmolaarisen liuoksen kiehumispisteen nousun puhtaaseen liuottimeen verrattuna.

Kryoskooppinen vakio (Ccr) – osoittaa yhdenmolaarisen liuoksen jäätymispisteen laskua puhtaaseen liuottimeen verrattuna.

Kaikki yksimolaariset ei-elektrolyyttien liuokset toimivat

kiehumislämpötila: t kiehumispiste = 100 C + 0,52 C = 100,52 C

ja jäädyttää lämpötilassa: tm = 0 C – 1,86 C = - 1,86 C

Esimerkki. Laske kiehumis- ja jäätymispiste 4,6-prosenttiselle glyseroliliuokselle (C3 H5 (OH)3) vedessä.

100 g vettä sisältää 4,6 g glyseriiniä ja 95,4 g vettä.

1000 ma 4,6*1000

Сm = Ma*m Н2О = 92* 95, 4 = 0,524 mol/kg

∆ t kip = 0,52 * 0,524 = 0,272 C

t kiehumispiste = 100 + 0,272 = 100,272 C

∆ t sijainen = 1,86 * 0,524 = 0,975 C

t sijainen = 0 – 0,975 = – 0,975 C

Darwin osoitti, että orgaanisen maailman evoluution päätekijät eli perinnöllinen vaihtelevuus, olemassaolotaistelu ja luonnonvalinta soveltuvat myös ihmisen evoluutioon. Niiden ansiosta muinaisen apinan kehossa tapahtui useita morfofysiologisia muutoksia, joiden seurauksena pystysuora kävely kehittyi ja käsivarsien ja jalkojen toiminnot erotettiin.

Antropogeneesin selittämiseen pelkät biologiset lait eivät riitä. Sen laadullisen omaperäisyyden paljasti F. Engels viitaten sosiaalisiin tekijöihin: työhön, sosiaaliseen elämään, tietoisuuteen ja puheeseen. Työ on ihmisen evoluution tärkein tekijä

Työ alkaa työkalujen valmistuksesta. Tämä on Engelsin mukaan "kaiken ihmiselämän ensimmäinen perusehto, ja siinä määrin, että meidän on tietyssä mielessä sanottava: työ loi ihmisen itsensä". Antropogeneesin tärkein liikkeellepaneva voima oli työ, jonka aikana ihminen itse luo työkaluja. Järjestäytyneimmät eläimet voivat käyttää esineitä valmiina työkaluina, mutta eivät pysty luomaan niitä . Eläimet käyttävät vain luonnon lahjoja, mutta ihmiset muuttavat niitä työn aikana. Myös eläimet muuttavat luontoa, mutta eivät tarkoituksella, vaan vain siksi, että ne ovat ja elävät luonnossa. Niiden vaikutus luontoon on mitätön verrattuna ihmisen vaikutukseen luontoon.

Olisi oikeampaa kutsua apinan kaltaisten esi-isiemme morfologisia ja fysiologisia muutoksia antropomorfooseiksi, koska päätekijä, joka aiheutti ne - työ - oli ominaista vain ihmisen evoluutiolle. Erityisen tärkeää oli suoran askeleen syntyminen. Apinoiden koko ja paino kasvoivat, selkärangan S-muotoinen mutka ilmaantui, mikä antoi sille joustavuutta, muodostui kaareva joustojalka, lantio laajeni, ristiluu vahvistui, leukalaite keveni jne. Pystyasento ei vakiinnuttanut heti. Tämä oli hyvin pitkä prosessi, jossa valittiin työelämässä hyödyllisiä perinnöllisiä muutoksia. Sen uskotaan kestäneen miljoonia vuosia. Biologisesti pystyssä kävely on aiheuttanut monia komplikaatioita ihmisille. Se rajoitti hänen liikkeensä nopeutta, riisti ristiluun liikkuvuuden, mikä vaikeutti synnytystä; Pitkäaikainen seisominen ja raskaiden esineiden kantaminen johtaa joskus litteisiin jalkoihin ja jalkojen suonten suurenemiseen. Mutta pystysuoran kävelyn ansiosta kädet vapautuivat työkaluille. Charles Darwinin ja sitten F. Engelsin mukaan pystyssä kävelemisestä tuli ratkaiseva askel polulla apinasta ihmiseen. Pystykävelyn ansiosta ihmisten apinomaisissa esivanhemmissa käsivarret vapautuivat tarpeesta tukea kehoa maassa liikkuessaan ja saivat kyvyn erilaisiin liikkeisiin.

Ihmisen muodostumisprosessin alussa hänen kätensä oli alikehittynyt ja pystyi suorittamaan vain yksinkertaisimmat toiminnot. Yksilöt, joilla oli perinnöllisiä muutoksia yläraajoissa, jotka ovat hyödyllisiä synnytysoperaatioissa, säilyivät pääasiassa luonnollisen valinnan ansiosta. F. Engels kirjoitti, että käsi ei ole vain työn elin, vaan myös työn tuote. Ero ihmisen käden ja apinoiden käden välillä on valtava: yksikään apina ei voi tehdä yksinkertaisintakaan kiviveistä omalla kädellä. Kesti hyvin kauan, ennen kuin apinan kaltaiset esi-isämme siirtyivät luonnon esineiden käyttämisestä työkaluina niiden valmistamiseen. Primitiivisimmät työkalut helpottavat ihmisen riippuvuutta ympäröivästä luonnosta, laajentavat hänen näköalojaan, löytävät uusia, tuntemattomia ominaisuuksia luonnon esineistä; Lopuksi niitä käytetään työkalujen edelleen parantamiseen.

Työtoiminnan kehittyminen johtaa biologisten lakien toiminnan heikkenemiseen ja sosiaalisten tekijöiden roolin lisääntymiseen antropogeneesissä.

Sosiaalinen elämäntapa ihmisen evoluution tekijänä. Työ oli alusta asti sosiaalista, sillä apinat asuivat laumassa. F. Engels huomautti, että olisi väärin etsiä ihmisen, luonnon sosiaalisimman olennon, esi-isiä ei-sosiaalisten eläinten joukosta. Ihmisapinoiden esi-isien laumaluonne kehittyi sosiaaliseksi käytökseksi erityisen tekijän vaikutuksesta. Tällainen tekijä oli työ, joka liittyy läheisesti käden muuttumiseen synnytyselimeksi. Työvoima vaikutti yhteiskunnan jäsenten yhtenäisyyteen; he yhdessä puolustivat itseään eläimiltä, ​​metsästivät ja kasvattivat lapsia. Seuran vanhemmat jäsenet opettivat nuorempia etsimään luonnonmateriaaleja ja tekemään työkaluja, opettivat metsästyksen ja tulensuojelun tekniikoita. Työprosessin kehittyessä keskinäisen tuen ja keskinäisen avun hyödyt tulivat yhä selvemmiksi.

Vanhimmat metsästys- ja kalastusvälineet osoittavat, että esi-isämme söivät lihaa varhaisessa vaiheessa. Käsitelty ja kypsennetty tulella, se vähensi purulaitteen kuormitusta. Parietaalinen harja, johon apinoilla on kiinnitetty voimakkaat puruhampaat, menetti biologisen merkityksensä, muuttui hyödyttömäksi ja katosi vähitellen luonnollisen valinnan kautta; samasta syystä siirtyminen kasvisruoasta sekoitettuun johti suoliston lyhenemiseen. Tulen käyttö auttoi suojautumaan kylmältä ja eläimiltä.

Kertynyttä elämänkokemusta luonnon tuntemisesta parannettiin sukupolvelta toiselle. Yhteiskunnassa eläessä oli loistavat mahdollisuudet kommunikoida keskenään: seuran jäsenten yhteinen toiminta vaati eleillä ja äänillä signaloimista. Ensimmäiset sanat liittyivät työtoimintoihin ja merkitsivät toimintaa, työtä ja esineiden nimet ilmestyivät myöhemmin. Ihmisen esi-isien kehittymätön kurkunpää ja suulaitteisto muuttuivat perinnöllisen vaihtelun ja luonnollisen valinnan seurauksena artikuloidun ihmispuheen elimille. Ihminen, kuten eläimet, havaitsee signaalit ympäröivästä maailmasta aistien suoran stimuloinnin kautta - tämä on ensimmäinen signaalijärjestelmä. Mutta henkilö pystyy havaitsemaan signaaleja sanoilla - hänellä on toinen merkinantojärjestelmä. Se muodostaa laadullisen eron ihmisten ja eläinten korkeamman hermoston välillä.

Puheen ilmaantuminen vahvisti esi-isiemme kommunikaatiota yhteisen työprosessin pohjalta ja puolestaan ​​vaikutti sosiaalisten suhteiden kehittymiseen. Esi-isiemme evoluutio tapahtui sosiaalisten ja biologisten tekijöiden yhteisvaikutuksen alaisena. Luonnonvalinta menetti vähitellen merkityksensä ihmisyhteiskunnan kehityksessä. Kaikki yhä monimutkaisemmat työprosessit, kuten työkalujen ja taloustavaroiden valmistus, artikuloitu puhe ja eleet sekä kasvojen ilmeet, vaikuttivat aivojen ja aistielinten kehitykseen.

Aivojen, ajattelun ja tajunnan kehittyminen stimuloi samalla työn ja puheen kehittymistä. Työkokemuksen jatkuvuus sukupolvien yli toteutui yhä täydellisemmin. Vain yhteiskunnassa inhimillinen ajattelu voisi saavuttaa näin korkean kehityksen.

Jos henkilön morfologiset ja fysiologiset ominaisuudet ovat periytyviä, kyvyt kollektiiviseen työtoimintaan, ajatteluun ja puheeseen eivät ole koskaan periytyneet eivätkä välity nyt. Nämä erityiset ominaisuudet syntyivät historiallisesti ja paranivat sosiaalisten tekijöiden vaikutuksesta ja kehittyvät jokaisessa henkilössä hänen yksilöllisen kehityksensä prosessissa vain yhteiskunnassa kasvatuksen ja koulutuksen ansiosta.

Antropogeneesin liikkeellepaneva voima olivat siis biologiset tekijät (perinnöllinen vaihtelu, olemassaolotaistelu ja luonnonvalinta) ja sosiaaliset tekijät (työvoima, sosiaalinen elämäntapa, puhe ja ajattelu).

Saapuva ohjaus:

Työn edistyminen:

Tehtävä nro 1

Lue teksti "Maan elämän syntyteorioiden moninaisuus", laita tulokset taulukkoon:

Vastaa kysymykseen: Mitä teoriaa sinä henkilökohtaisesti noudatat? Miksi?

Tehtävä nro 2

Lue teksti "Hypoteesit ihmisen alkuperästä", laita tulokset taulukkoon:

Vastaa kysymykseen: Mitkä näkemykset ihmisen alkuperästä ovat sinulle lähimpänä? Miksi?

Tehtävä nro 3

Etsi oppikirjasta kuvaus ihmisten ja apinoiden yhtäläisyyksistä ja eroista, laita tulokset taulukkoon:

"Ero ihmisen ja apinoiden välillä"

Liite nro 1

Liite nro 2

Liite 3

Lähtöohjaus:

Etsi vastaavuus käsitteen ja sen määritelmän välillä, laita vastaukset taulukkoon:

Liite nro 4

Tee yleinen johtopäätös tässä työssä sinulle asetettujen tavoitteiden mukaisesti.

Viitteet:

Päälähteet:

1. Zakharov V.B., Mamontov S.G., Sonin N.I. Yleinen biologia. 10 luokkaa Työkirja. – M., 2009.
2. Kamensky A.A., Kriksunov E.A., Pasechnik V.V. Yleinen biologia. 10-11 luokkaa – M., 2009.
3. Konstantinov V.M., Ryazanova A.P. Yleinen biologia. Oppikirja SPO:n käsikirja. – M., 2010.
4. Ponomareva I.N., Kornilova O.A., Loshilina E.N. Yleinen biologia. 10 luokkaa Oppikirja. – M., 2010.
5. Ponomareva I.N., Kornilova O.A., Loshilina E.N. Yleinen biologia. 11. luokka Oppikirja. – M., 2010.
6. Chebyshev N.V. Biologia. Oppikirja lukioille. – M., 2010.

Internet-resurssit:

1. www.twirpx.com - Oppimateriaalit;

2. tana.ucoz.ru - Biologian opettajan henkilökohtainen verkkosivusto;

3. www.amgpgu.ru - Luentokurssi;

4. www.uchportal.ru – Opettajien portaali;

5. http://o5-5.ru – 5 ja 5 opetusmateriaalia;

6. http://pptx.ru/ - PowerPoint-esitysten kokoelma.

Muita lähteitä:

Aiheeseen liittyvää tietoa.