Что такое расплав в химии
Электролиз
Процесс электролиза заключается в перемещении катионов (положительно заряженных ионов) к катоду (заряжен отрицательно), и отрицательно заряженных ионов (анионов) к аноду (заряжен положительно).
Итак, анионы и катионы устремляются соответственно к аноду и катоду. Здесь и происходит химическая реакция. Чтобы успешно решать задания по этой теме и писать реакции, необходимо разделять процессы на катоде и аноде. Именно так и будет построена эта статья.
Катод
Чтобы установить, какая реакция идет на катоде, прежде всего, нужно определиться с активностью металла: его положением в электрохимическом ряду напряжений металлов.
Примеры решения
В процессе тренировки вам могут попадаться металлы, которые пропущены в ряду активности. На этапе обучения вы можете пользоваться расширенным рядом активности металлов.
Теперь вы точно будете знать, что выделяется на катоде 😉
Итак, потренируемся. Выясним, что образуется на катоде и аноде при электролизе растворов AgCl, Cu(NO3)2, AlBr3, NaF, FeI2, CH3COOLi.
Иногда в заданиях требуется записать реакцию электролиза. Сообщаю: если вы понимаете, что образуется на катоде, а что на аноде, то написать реакцию не составляет никакого труда. Возьмем, например, электролиз NaCl и запишем реакцию:
NaCl + H2O → H2 + Cl2 + NaOH (обычно в продуктах оставляют именно запись «NaOH», не подвергая его дальнейшему электролизу)
Запишем реакцию электролиза для CuSO4:
Медь относится к малоактивным металлам, поэтому сама в чистом виде выделяется на катоде. Анион кислородсодержащий, поэтому в реакции выделяется кислород. Сульфат-ион никуда не исчезает, он соединяется с водородом воды и превращается в серую кислоту.
Электролиз расплавов
Все, что мы обсуждали до этого момента, касалось электролиза растворов, где растворителем является вода.
Но как быть с активными металлами: Na, K, Li? Ведь при электролизе их растворов они не выделяются на катоде в чистом виде, вместо них восстанавливаются молекулы воды и выделяется водород. Тут нам как раз пригодятся расплавы, которые не содержат воды.
В безводных расплавах реакции записываются еще проще: вещества распадаются на составные части:
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
РАСПЛАВЫ
РАСПЛАВЫ, жидкости при т-рах, относительно далеких от критич. точки, т.е. ближе к т-ре плавления. Природа расплавов определяется в осн. типом хим. связи. Различают металлические расплавы, ионные, полупроводниковые с ковалентными связями между атомами, органические расплавы с ван-дер-ваальсовы-ми связями, высокополимерные расплавы и др. По типу хим. соединений говорят о солевых расплавах, оксидных, оксидно-силикатных (шлаковых) и др. Особыми св-вами обладают эвтектические расплавы (см. Диаграмма состояния).
Такие характеристики расплавов, как среднее координац. число (к. ч.) и межатомные расстояния, могут сильно отличаться от характеристик исходных кристаллич. фаз. Так, при плавлении большинства металлов к. ч. уменьшается (вследствие увеличения числа вакансий и дырок) на 10-15%, тогда как кратчайшие межатомные расстояния не меняются. У полупроводников (Si, Ge) к. ч. при плавлении увеличивается в 1,5 раза (вследствие заполнения пустот и усиления трансляц. движения), увеличиваются и межатомные расстояния. При плавлении солей уменьшаются и к. ч., и межатомные расстояния.
Для многокомпонентных расплавов характерны неравновесные, метастабильные состояния, генетически связанные со структурой исходных твердых фаз. Часто наблюдается сильный гистерезис св-в при изменении т-ры, а также зависимость строения и св-в расплавов от т-ры и продолжительности выдержки, скорости изменения т-ры, материала контейнера, содержания примесей.
Р асплавы часто имеют сложный состав. Так, ионные расплавы (расплавы солей, галогенидов металлов, щелочей, оксидов, халькогенидов, шлаковые расплавы) в разл. соотношениях содержат как простые и комплексные ионы разного знака, так и недиссоциированные и полимерные молекулы, а также своб. объемы (дырки, дислокации). В силикатных (шлаковых) расплавах могут одновременно присутствовать как изолир. кремнекислородные тетраэдры, так и состоящие из них цепи, кольца, сетки и каркасы. В ионных расплавах возможны разнообразные хим. р-ции-окислит.-восстановительная, комплексообразование, сольватация и др.
Такая сложная картина вида частиц и природы связи не позволяет предложить однозначную модель структуры расплавов. В частности, для описания, напр., шлаковых расплавов находят применение различные, часто взаимно исключающие модели, многие из к-рых отвечают представлениям о р-рах. Используются как ионные, так и мол. представления, теория регулярных р-ров и теория совершенных ионных р-ров, модель ассоциир. р-ров, полимерная модель и др. Ни одна из моделей не учитывает всех видов компонентов расплавов и их возможных взаимодействий. Но модели позволяют интерпретировать те или иные св-ва расплавов, в нек-рых случаях позволяют их рассчитать.
Лит.. Ленинских Б. М., Манаков А. И., Физическая химия оксидных и оксифторидных расплавов, М., 1977; Волков С. В., Грищенко В. Ф., Делимарский Ю. К., Координационная химия солевых расплавов. К.. 1977; Ватолин Н. А., Пастухов Э. А., Дифракционные исследования строения высокотемпературных расплавов, М., 1980; Делимарский Ю.К., Химия ионных расплавов, К., 1980; У ббелоде А. Р., Расплавленное состояние вещества, пер. с англ., М., 1982; Полтавцев Ю. Г., Структура полупроводниковых расплавов, М., 1984; Белащенко Д. К., Структура жидких и аморфных металлов, М., 1985; Ватолин Н. А., «Расплавы», 1987, т. 1, в. 1, с. 5-17; Филиппов Л. П., Свойства жидких металлов, М., 1988; Витинг Л. М., Высокотемпературные растворы-расплавы, М., 1991. П. И. Федоров.
РАСПЛАВЫ
жидкости при т-рах, относительно далеких от критич. точки, т. е. ближе к т-ре плавления. Природа Р. определяется в осн. типом хим. связи. Различают металлические Р., ионные, полупроводниковые с ковалентными связями между атомами, органические Р. с ван-дер-ваальсовы-ми связями, высокополимерные Р. и др. По типу хим. соединений говорят о солевых Р., оксидных, оксидно-силикатных (шлаковых) и др. Особыми св-вами обладают эвтектические Р. (см. Диаграмма состояния).
Такие характеристики Р., как среднее координац. число (к. ч.) и межатомные расстояния, могут сильно отличаться от характеристик исходных кристаллич. фаз. Так, при плавлении большинства металлов к. ч. уменьшается (вследствие увеличения числа вакансий и дырок) на 10-15%, тогда как кратчайшие межатомные расстояния не меняются. У полупроводников (Si, Ge) к. ч. при плавлении увеличивается в 1,5 раза (вследствие заполнения пустот и усиления трансляц. движения), увеличиваются и межатомные расстояния. При плавлении солей уменьшаются и к. ч., и межатомные расстояния.
Для многокомпонентных Р. характерны неравновесные, метастабильные состояния, генетически связанные со структурой исходных твердых фаз. Часто наблюдается сильный гистерезис св-в при изменении т-ры, а также зависимость строения и св-в Р. от т-ры и продолжительности выдержки, скорости изменения т-ры, материала контейнера, содержания примесей.
Р. часто имеют сложный состав. Так, ионные Р. (Р. солей, галогенидов металлов, щелочей, оксидов, халькогенидов, шлаковые Р.) в разл. соотношениях содержат как простые и комплексные ионы разного знака, так и недиссоциированные и полимерные молекулы, а также своб. объемы (дырки, дислокации). В силикатных (шлаковых) Р. могут одновременно присутствовать как изолир. кремнекислородные тетраэдры, так и состоящие из них цепи, кольца, сетки и каркасы. В ионных Р. возможны разнообразные хим. р-ции-окислит.-восстановительная, комплексообразование, сольватация и др.
Такая сложная картина вида частиц и природы связи не позволяет предложить однозначную модель структуры Р. В частности, для описания, напр., шлаковых Р. находят применение различные, часто взаимно исключающие модели, многие из к-рых отвечают представлениям о р-рах. Используются как ионные, так и мол. представления, теория регулярных р-ров и теория совершенных ионных р-ров, модель ассоциир. р-ров, полимерная модель и др. Ни одна из моделей не учитывает всех видов компонентов Р. и их возможных взаимодействий. Но модели позволяют интерпретировать те или иные св-ва расплавов, в нек-рых случаях позволяют их рассчитать.
Лит.. Ленинских Б. М., Манаков А. И., Физическая химия оксидных и оксифторидных расплавов, М., 1977; Волков С. В., Грищенко В. Ф., Делимарский Ю. К., Координационная химия солевых расплавов. К.. 1977; Ватолин Н. А., Пастухов Э. А., Дифракционные исследования строения высокотемпературных расплавов, М., 1980; Делимарский Ю. К., Химия ионных расплавов, К., 1980; У ббелоде А. Р., Расплавленное состояние вещества, пер. с англ., М., 1982; Полтавцев Ю. Г., Структура полупроводниковых расплавов, М., 1984; Белащенко Д. К., Структура жидких и аморфных металлов, М., 1985; Ватолин Н. А., «Расплавы», 1987, т. 1, в. 1, с. 5-17; Филиппов Л. П., Свойства жидких металлов, М., 1988; Витинг Л. М., Высокотемпературные растворы-расплавы, М., 1991. П. И. Федоров.
Расплав
Расплав — жидкое расплавленное состояние вещества при температурах, в определённых границах удалённых от критической точки плавления и расположенных между температурами плавления и кипения.
На практике расплавами, как правило, называют вещества, находящиеся в жидком агрегатном состоянии, которые при нормальных условиях существуют исключительно или преимущественно в твёрдом агрегатном состоянии. Так, к примеру, жидкие воду и спирт, сжиженные газы, как правило, не относят к расплавам несмотря на то, что физика и химия воды, спирта и газов в жидком состоянии, строго говоря, описываются в понятиях и терминах поведения расплавов.
Природа и характер поведения расплавов по своей сути определяются видом химических связей элементов в расплавленном веществе. Расплавы принято характеризовать наличием ближнего порядка связей между образующими его частицами и отсутствием среднего и дальнего порядков.
Содержание
Применение
Расплавы находят широкое применение в металлургии, стекловарении и других областях техники. Обычно расплавы имеют сложный состав и содержат различные взаимодействующие компоненты (см. фазовая диаграмма).
Расплавы по типу химических соединений бывают:
Расплавы с особыми свойствами:
Температура плавления
Температурой плавления называют температуру (для многокопонентных систем — диапазон температур) при которой вещество переходит из твердого состояния в жидкое либо из жидкого в твёрдое. Во втором случае нередко используют термин «температура кристаллизации».
Строго говоря, в равновесной системе при температуре плавления вещество не изменяет фазового состояния и должно содержать некоторые количества твёрдой и жидкой фазы. Для того, чтобы происходило плавление к системе дополнительно подводится энергия. На практике это выражается в некотором превышении температуры расплавленной фазы над равновесной температурой плавления. Равным образом при кристаллизации расплава необходимо некоторое переохлаждение расплава относительно температуры плавления. Таким образом истинная (равновесная) температура плавления (кристаллизации) в системе достигается только на границе раздела твёрдой и жидкой фаз.
Аморфное состояние
Аморфное состояние вещества, характеризуемое наличием в веществе только ближнего порядка связей нередко рассматривают как расплав вещества, обладающего сверхвысокой вязкостью.
См. также
Полезное
Смотреть что такое «Расплав» в других словарях:
РАСПЛАВ — РАСПЛАВ, а, муж. 1. см. плавить. 2. Вещество в расплавленном состоянии (спец.). Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
РАСПЛАВ — 1. Редкий плавающий лед. 2. Чистое место во льдах (арх.). Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь
расплав — сущ., кол во синонимов: 5 • магма (7) • расплавка (3) • расплавление (10) • … Словарь синонимов
расплав — расплавлять — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом Синонимы расплавлять EN melt … Справочник технического переводчика
Расплав — – жидкотекучая масса, полученная расплавлением огнеупорных компонентов. [ГОСТ Р 52918 2008] Рубрика термина: Огнеупоры Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги, Автотехника … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
расплав — 3.4 расплав (melt): Жидкий металл, от которого отбирают пробу. Источник: ГОСТ Р ИСО 14284 2009: Сталь и чугун. Отбор и подготовка образцов для определения химического состава … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
расплав — lydalas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Išlydyta ar išsilydžiusi medžiaga. atitikmenys: angl. melt vok. geschmolzene Masse, f; Schmelze, f; Schmelzfluss, m rus. расплав, m pranc. fusion, f; masse en fusion, f … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
расплав — lydalas statusas T sritis chemija apibrėžtis Išlydyta ar išsilydžiusi medžiaga. atitikmenys: angl. fusion; melt rus. плав; расплав … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
расплав — lydalas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. melt vok. geschmolzene Masse, f; Schmelze, f; Schmelzfluß, m rus. расплав, m pranc. fusion, f; liquide de fusion, m; masse en fusion, f … Fizikos terminų žodynas
Расплавы
Расплавы — жидкое расплавленное состояние веществ при температурах, в определённых границах удалённых от критической точки плавления и расположенных между температурами плавления и кипения.
На практике расплавами, как правило, называют те вещества, находящиеся в жидком агрегатном состоянии, которые при нормальных условиях существуют исключительно или преимущественно в твёрдом агрегатном состоянии. Так, к примеру, жидкие воду и спирт, сжиженные газы, как правило, не относят к расплавам несмотря на то, что физика и химия воды, спирта и газов в жидком состоянии, строго говоря, описываются в понятиях и терминах поведения расплавов.
Природа и характер поведения расплавов по своей сути определяются видом химических связей элементов в расплавленном веществе. Расплавы принято характеризовать наличием ближнего порядка связей между образующими его частицами и отсутствием среднего и дальнего порядков.
Расплавы находят широкое применение в металлургии, стекловарении и других областях техники. Обычно расплавы имеют сложный состав и содержат различные взаимодействующие компоненты (см. фазовая диаграмма).
Расплавы по типу химических соединений бывают:
Расплавы с особыми свойствами:
Содержание
Температура плавления
Температурой плавления называют температуру (для многокопонентных систем — диапазон температур) при которой вещество переходит из твердого состояния в жидкое либо из жидкого в твёрдое. Во втором случае нередко используют термин «температура кристаллизации». Строго говоря, в равновесной системе при температуре плавления вещество не изменяет фазового состояния и должно содержать некоторые количества твёрдой и жидкой фазы. Для того, чтобы происходило плавление к системе дополнительно подводится энергия. На практике это выражается в некотором превышении температуры расплавленной фазы над равновесной температурой плавления. Равным образом при кристаллизации расплава необходимо некоторое переохлаждение расплава относительно температуры плавления. Таким образом истинная (равновесная) температура плавления (кристаллизации) в системе достигается только на границе раздела твёрдой и жидкой фаз.
Аморфное состояние
Аморфное состояние вещества, характеризуемое наличием в веществе только ближнего порядка связей нередко рассматривают как расплав вещества, обладающего сверхвысокой вязкостью.
См. также
Ссылки
Примечания
Сверхкритическая жидкость • Вырожденное вещество • Статистика Ферми — Дирака • Конденсат Бозе — Эйнштейна • Странная материя • Уравнение состояния • Кривая охлаждения • Квантовая жидкость • Термодинамическая фаза • Фазовый переход • Теория катастроф • Твёрдый гелий • λ-точка • Дисперсные системы (раствор • коллоид • грубодисперсная система • свободнодисперсная коллоидная система (дым • золи)) • Термодинамические фазы квантовой жидкости (сверхтекучесть • сверхтекучее твёрдое тело)• Нормальные и стандартные условия
Полезное
Смотреть что такое «Расплавы» в других словарях:
РАСПЛАВЫ — жидкости при т рах, относительно далеких от критич. точки, т. е. ближе к т ре плавления. Природа Р. определяется в осн. типом хим. связи. Различают металлические Р., ионные, полупроводниковые с ковалентными связями между атомами, органические Р.… … Химическая энциклопедия
расплавы — ГОСТ 21014 88 ндп. см. заплески … Металлургия. Терминология ГОСТ
Расплав — Расплав жидкое расплавленное состояние вещества при температурах, в определённых границах удалённых от критической точки плавления и расположенных между температурами плавления и кипения. На практике расплавами, как правило, называют… … Википедия
Стекло — У этого термина существуют и другие значения, см. Стекло (значения). Скифос. Цветное стекло. Восточное Средиземноморье. Первая половина I в. Эрмитаж … Википедия
жидкие металлы — расплавы всех металлов и ряда полупроводников (Si, Ge, InSb и др.), обладающие высокими электро и теплопроводностью, отрицательным коэффициентом электропроводности и другими свойствами твёрдых металлов. Многие жидкие полупроводники (расплавы Te … … Энциклопедический словарь
Синтез минералов — (от греч. synthesis соединение, составление * a. synthesis of minerals; н. Mineralsynthese; ф. synthese minerale; и. sintesis de minerales) получение минералов искусственным путём. Исследования по C. м. начали проводиться c конца прошлого … Геологическая энциклопедия
РАСТВОРИТЕЛИ — неорг. или орг. соединения, а также смеси, способные растворять разл. в ва. Для смесей жидкость газ и жидкость твердое тело Р. обычно считают жидкость, для двух и многокомпонентных р ров Р. считают компонент, содержание к рого существенно выше… … Химическая энциклопедия
Горная порода — Горные породы природная совокупность минералов более или менее постоянного минералогического состава, образующая самостоятельное тело в земной коре. Планеты земной группы и другие твёрдые космические объекты состоят из горных пород. Считается,… … Википедия
Клей — У этого термина существуют и другие значения, см. Клей (значения). Клей вещество или смесь … Википедия
Клеи — Запрос «Клей» перенаправляется сюда. Cм. также другие значения. Клей вещество или смесь, а также многокомпонентные композиции на основе органических или неорганических веществ, способные соединять (склеивать) различные материалы в частности,… … Википедия