Как особенности строения металлов простых веществ


4 Как особенности строения металлов — простых веществ сказываются на их физических свойствах?

№4. Физические свойства металлов определяются наличием свободных подвижных электронов в их кристаллических решетках.

Подробнее см. стр. 39-43.

Пластичность — важнейшее свойство металлов — выражается в их способности деформироваться под действием механической нагрузки. Это важнейшее свойство металлов лежит в основе их обработки давлением (ковки, прокатки и др.), вытягивании из металлов проволоки под действием силы.

Высокая электропроводность металлов обусловлена наличием в них совокупности подвижных электронов, которые под действием электрического поля приобретают направленное движение. Лучшими проводниками электрического тока являются серебро и медь.

Теплопроводность металлов также объясняется высокой подвижностью электронов, которые, сталкиваясь с колеблющимися в узлах решетки атом-ионами металлов, обмениваются с ними энергией. С повышением температуры эти колебания ионов с помощью электронов передаются другим ионам, и температура металла быстро выравнивается.

Гладкая поверхность металла или металлического изделия имеет металлический блеск, который является результатом отражения световых лучей. Высокой световой отражательной способностью обладают ртуть.

металла | Определение, характеристики, типы и факты

Металл , любой из класса веществ, характеризующихся высокой электрической и теплопроводностью, а также пластичностью, пластичностью и высокой отражательной способностью света.

слиток золота

слиток металлического золота.

© Jupiterimages Corporation

Британская викторина

Металлы: факт или вымысел?

Титан - наиболее широко используемый металл.

Примерно три четверти всех известных химических элементов - металлы. Наиболее распространенные разновидности в земной коре - это алюминий, железо, кальций, натрий, калий и магний. Подавляющее большинство металлов находится в рудах (минеральных веществах), но некоторые из них, такие как медь, золото, платина и серебро, часто встречаются в свободном состоянии, потому что они плохо реагируют с другими элементами.

Металлы обычно представляют собой твердые кристаллические вещества. В большинстве случаев они имеют относительно простую кристаллическую структуру, отличающуюся плотной упаковкой атомов и высокой степенью симметрии.Обычно атомы металлов содержат менее половины полного набора электронов в своей внешней оболочке. Из-за этой характеристики металлы не склонны образовывать соединения друг с другом. Однако они легче соединяются с неметаллами (например, кислородом и серой), которые обычно имеют более половины максимального количества валентных электронов. Металлы сильно различаются по своей химической активности. Наиболее реакционноспособными являются литий, калий и радий, тогда как низкоактивными являются золото, серебро, палладий и платина.

Высокую электрическую и теплопроводность простых металлов (т.е. непереходных металлов периодической таблицы) лучше всего объяснить с помощью теории свободных электронов. Согласно этой концепции, отдельные атомы в таких металлах потеряли свои валентные электроны в твердом теле, и эти свободные электроны, вызывающие проводимость, перемещаются как группа по всему твердому телу. В случае более сложных металлов (то есть переходных элементов) проводимости лучше объясняются зонной теорией, которая учитывает не только наличие свободных электронов, но и их взаимодействие с так называемыми d электронами.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

Механические свойства металлов, такие как твердость, способность противостоять повторяющимся нагрузкам (усталостная прочность), пластичность и пластичность, часто приписывают дефектам или несовершенствам их кристаллической структуры. Например, отсутствие слоя атомов в его плотно упакованной структуре позволяет металлу пластически деформироваться и предотвращает его хрупкость.

.

Simple English Wikipedia, бесплатная энциклопедия

Некоторые химические элементы называются металлами . Это большинство элементов периодической таблицы. Эти элементы обычно обладают следующими свойствами:

  1. Они могут проводить электричество и тепло.
  2. Их легко сформировать.
  3. У них блестящий вид.
  4. Они имеют высокую температуру плавления.

Большинство металлов являются твердыми при комнатной температуре, но это не обязательно.Ртуть жидкая. Сплавы - это смеси, в которых хотя бы одна часть смеси представляет собой металл. Примеры металлов: алюминий, медь, железо, олово, золото, свинец, серебро, титан, уран и цинк. Хорошо известные сплавы включают бронзу и сталь.

Изучение металлов называется металлургией.

Признаки сходства металлов (свойства металлов) [изменить | изменить источник]

Большинство металлов твердые, блестящие, они кажутся тяжелыми и плавятся только при очень высоких температурах.Куски металла будут издавать звон колокольчика при ударе чего-то тяжелого (они звучные). Тепло и электричество могут легко проходить через металл (он проводящий). Кусок металла можно разбить на тонкий лист (он ковкий) или растянуть на тонкую проволоку (он пластичный). Металл трудно разорвать (у него высокая прочность на разрыв) или разбить (у него высокая прочность на сжатие). Если надавить на длинный тонкий кусок металла, он согнется, а не сломается (он эластичный). За исключением цезия, меди и золота, металлы имеют нейтральный серебристый цвет.

Не все металлы обладают этими свойствами. Ртуть, например, жидкая при комнатной температуре, свинец очень мягкий, а тепло и электричество не проходят через железо так, как через медь.

Мост в России металлический, вероятно, железный или стальной.

Металлы очень полезны людям. Их используют для изготовления инструментов, потому что они могут быть прочными и легко поддающимися обработке. Из железа и стали строили мосты, здания или корабли.

Некоторые металлы используются для изготовления таких предметов, как монеты, потому что они твердые и не изнашиваются быстро.Например, медь (блестящая и красного цвета), алюминий (блестящая и белая), золото (желтая и блестящая), а также серебро и никель (также белые и блестящие).

Некоторые металлы, например сталь, можно сделать острыми и оставаться острыми, поэтому их можно использовать для изготовления ножей, топоров или бритв.

Редкие металлы высокой стоимости, такие как золото, серебро и платина, часто используются для изготовления ювелирных изделий. Металлы также используются для изготовления крепежа и шурупов. Кастрюли, используемые для приготовления пищи, могут быть сделаны из меди, алюминия, стали или железа.Свинец очень тяжелый и плотный, и его можно использовать в качестве балласта на лодках, чтобы не допустить их опрокидывания или защитить людей от ионизирующего излучения.

Многие изделия, сделанные из металлов, на самом деле могут быть сделаны из смесей по крайней мере одного металла с другими металлами или с неметаллами. Эти смеси называются сплавами. Некоторые распространенные сплавы:

Люди впервые начали делать вещи из металла более 9000 лет назад, когда они обнаружили, как получать медь из [] руды. Затем они научились делать более твердый сплав - бронзу, добавляя к ней олово.Около 3000 лет назад они открыли железо. Добавляя небольшое количество углерода в железо, они обнаружили, что из них можно получить особенно полезный сплав - сталь.

В химии металл - это слово, обозначающее группу химических элементов, обладающих определенными свойствами. Атомы металла легко теряют электрон и становятся положительными ионами или катионами. Таким образом, металлы не похожи на два других вида элементов - неметаллы и металлоиды. Большинство элементов периодической таблицы - металлы.

В периодической таблице мы можем провести зигзагообразную линию от элемента бора (символ B) до элемента полония (символ Po). Элементы, через которые проходит эта линия, - это металлоиды. Элементы, расположенные выше и справа от этой линии, являются неметаллами. Остальные элементы - это металлы.

Большинство свойств металлов обусловлено тем, что атомы в металле не очень крепко удерживают свои электроны. Каждый атом отделен от других тонким слоем валентных электронов.

Однако некоторые металлы отличаются. Примером может служить металлический натрий. Он мягкий, плавится при низкой температуре и настолько легкий, что плавает на воде. Однако людям не следует пробовать это, потому что еще одно свойство натрия состоит в том, что он взрывается при соприкосновении с водой.

Большинство металлов химически стабильны и не вступают в реакцию легко, но некоторые реагируют. Реактивными являются щелочные металлы, такие как натрий (символ Na) и щелочноземельные металлы, такие как кальций (символ Ca). Когда металлы действительно вступают в реакцию, они часто реагируют с кислородом.Оксиды металлов являются основными. Оксиды неметаллов кислые.

Соединения, в которых атомы металлов соединены с другими атомами, образуя молекулы, вероятно, являются наиболее распространенными веществами на Земле. Например, поваренная соль - это соединение натрия.

Кусок чистой меди, найденной как самородная медь

Считается, что использование металлов отличает людей от животных. До того, как стали использовать металлы, люди делали инструменты из камня, дерева и костей животных. Сейчас это называется каменным веком.

Никто не знает, когда был найден и использован первый металл. Вероятно, это была так называемая самородная медь, которую иногда находят большими кусками на земле. Люди научились делать из него медные инструменты и другие вещи, хотя для металла он довольно мягкий. Они научились плавке, чтобы получать медь из обычных руд. Когда медь плавили на огне, люди научились делать сплав под названием бронза, который намного тверже и прочнее меди. Из бронзы делали ножи и оружие.Это время в истории человечества примерно после 3300 г. до н.э. часто называют бронзовым веком, то есть временем бронзовых орудий и оружия.

Примерно в 1200 году до нашей эры некоторые люди научились делать железные орудия труда и оружие. Они были даже тверже и прочнее бронзы, и это было преимуществом на войне. Время железных инструментов и оружия теперь называется железным веком. . Металлы были очень важны в истории человечества и цивилизации. Железо и сталь сыграли важную роль в создании машин. Золото и серебро использовались как деньги, чтобы люди могли торговать, то есть обмениваться товарами и услугами на большие расстояния.

В астрономии металл - это любой элемент, кроме водорода или гелия. Это потому, что эти два элемента (а иногда и литий) - единственные, которые образуются вне звезд. В небе спектрометр может видеть признаки металлов и показывать астроному металлы в звезде.

В организме человека некоторые металлы являются важными питательными веществами, такими как железо, кобальт и цинк. Некоторые металлы могут быть безвредными, например рутений, серебро и индий. Некоторые металлы могут быть токсичными в больших количествах. Другие металлы, такие как кадмий, ртуть и свинец, очень ядовиты.Источники отравления металлами включают горнодобывающую промышленность, хвостохранилища, промышленные отходы, сельскохозяйственные стоки, профессиональные воздействия, краски и обработанную древесину.

.

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Механические свойства имеют первостепенное значение в более крупных промышленных применениях металлов, поэтому они требуют большого внимания при их изучении.

Прочность. - Прочность материала - это свойство сопротивления внешним нагрузкам или напряжениям без повреждения конструкции. Термин «предел прочности » относится к удельному напряжению (фунты на квадратный дюйм), развиваемому в материале в результате максимальной медленно прикладываемой нагрузки, которой материал может выдержать без разрушения при испытании на растяжение.Испытание на растяжение наиболее часто применяется к металлам, потому что оно говорит об их свойствах гораздо больше, чем любое другое отдельное испытание. В металлургии о разрушении часто говорят как об отказе, разрыве или разрушении; перелом металла - это название, данное поверхности, на которой произошел перелом.

Прочность металлов и сплавов зависит от двух факторов, а именно, прочности кристаллов, из которых они состоят, и прочности сцепления между этими кристаллами.Самое сильное известное вещество - это вольфрамовая проволока электрических ламп накаливания. Чистое железо непрочно, но когда сталь легирована углеродом для получения стали, она может быть прочнее любого из чистых металлов, кроме вольфрама.

Напряжение и деформация. - Напряжение - это сила внутри тела, которая сопротивляется деформации из-за приложенной извне нагрузки. Если эта нагрузка действует на поверхность единичной площади, это называется единичной силой, а сопротивление ей - единиц. Таким образом, количественно напряжение - это сила на единицу площади; на европейском континенте он выражается в килограммах на квадратный миллиметр, в Соединенных Штатах - фунтах на квадратный дюйм, а в Англии обычно используются длинные тонны на квадратный дюйм.

Когда внешняя сила действует на эластичный материал, материал деформируется, и деформация пропорциональна нагрузке. Это искажение или деформация составляет деформаций, и единичная деформация измеряется в Соединенных Штатах и ​​в Англии в дюймах на дюйм, тогда как в Европе она измеряется в сантиметрах на сантиметр. Единичная деформация - это отношение расстояний или длин.

Эластичность. - Любой материал, подверженный внешней нагрузке, деформирован или деформирован.Упруго напряженные материалы возвращаются к своим первоначальным размерам при снятии нагрузки, если она не слишком велика. Такое искажение или деформация пропорциональна величине нагрузки до определенной точки, но когда нагрузка слишком велика, материал постоянно деформируется, а при дальнейшем увеличении нагрузки до определенной точки материал разрушается. Свойство восстановления исходных размеров после снятия внешней нагрузки известно как эластичность .

Модуль упругости. - В пределах эластичности отношение напряжения к деформации известно как модуль упругости (то есть мера упругости).

Модуль упругости выражает жесткость материала. Для стали и большинства металлов это постоянное свойство, на которое мало влияет термическая обработка, горячая или холодная обработка или фактический предел прочности металла. Их модули упругости показывают, что когда стержни из стали и алюминия одинакового размера подвергаются одинаковой нагрузке, возникающая в результате упругая деформация в алюминии будет почти в три раза больше, чем в стальном стержне.



Пропорциональный предел упругости. - Металлы обычно не эластичны во всем диапазоне нагрузок. Предел пропорциональности напряжения к деформации известен как предел пропорциональности . Предел упругости - это наивысшее удельное напряжение, которое испытываемый образец будет выдерживать и все еще возвращаться к своим исходным размерам после снятия нагрузки. Предел пропорциональности и предел упругости в металлах очень близки друг к другу, настолько, что их часто путают, и теперь принято объединять их в один термин «Предел пропорциональной упругости». Это важное свойство, напряжение, которое нельзя превышать при проектировании.

Природа эластичности. - Эластичность металлического вещества является функцией сопротивления его атомов разделению, сжатию или вращению друг относительно друга и, таким образом, является фундаментальным свойством материала. Итак, эластичность демонстрируется как функция атомных сил. Это объясняет, почему модуль упругости прочной и хрупкой термически обработанной легированной стали точно такой же, как у сравнительно слабой и вязкой отожженной стали.

Предел текучести. - Это точка на кривой "напряжение-деформация", в которой напряжение выравнивается или фактически уменьшается при продолжении деформации. Этот термин строго применим только к мягким сталям, поскольку определяющая его характеристика не встречается в других металлах или легированных сталях, или даже в холоднодеформированных или нормализованных низкоуглеродистых сталях.

Максимальная сила. - Наибольшая нагрузка, которую выдержал образец, деленная на первоначальную площадь поперечного сечения, называется пределом прочности на разрыв или пределом прочности детали.

Пластичность. - Пластичность - это способность металла постоянно деформироваться при растяжении без разрушения. В частности, этот термин обозначает емкость, которую нужно тянуть от проволоки большего диаметра к меньшему. Такая операция, очевидно, включает как удлинение, так и уменьшение площади, и значения этих двух характеристик металла, определенные при испытании на растяжение, обычно принимаются в качестве меры пластичности металла.

Прочность. - Вязкость определяется как свойство поглощения значительной энергии до разрушения. Это мера общей способности материала поглощать энергию, включая энергию как упругой, так и пластической деформации при постепенно прикладываемой нагрузке. Одним из самых распространенных тестов на ударную вязкость является «испытание на удар», в котором измеряется энергия, поглощенная при разрушении образца при внезапном ударе.

Природа прочности. - Прочность металла определяется степенью скольжения, которое может происходить внутри кристаллов, не приводя к разрушению металла.Возможно, это результат попеременного проскальзывания и расклинивания каждой клиновидной кристаллографической плоскости, удерживаемой до приложения большего напряжения. Хрупкий металл или сплав либо не перестанет скользить после достижения упругой деформации, либо остановится только на короткое время перед разрушением. Очевидно, что последовательная остановка и проскальзывание вызовут деформацию; поэтому вязкие металлы и сплавы часто являются наиболее пластичными и пластичными.

Иногда кристаллы металла могут быть прочными, но границы кристаллов могут содержать примеси, так что наименьшая деформация кристаллической массы может вызвать растрескивание через хрупкий материал границ зерен.Это верно для стали, содержащей значительное количество фосфора, и для меди, содержащей висмут.

Ковкость. - Ковкость - это свойство металла, которое допускает остаточную деформацию при сжатии без разрушения. В частности, это означает способность раскатывать или забивать тонкие листы. Свойство пластичности похоже, но не то же самое, что и пластичность, и разные металлы не обладают этими двумя свойствами в одинаковой степени: хотя свинец и олово относительно высоки в порядке пластичности, им не хватает необходимой прочности на разрыв. быть втянутым в тонкую проволоку.Большинство металлов обладают повышенной ковкостью и пластичностью при более высоких температурах. Например, железо и никель очень пластичны при ярко-красном огне (1000 ° C).

Хрупкость. - Хрупкость подразумевает внезапный отказ. Это свойство ломаться без предупреждения, то есть без видимой остаточной деформации. Это противоположность вязкости в том смысле, что хрупкое тело имеет небольшое сопротивление разрыву после достижения предела упругости. Хрупкость противоположна пластичности в том смысле, что она предполагает разрыв без значительной деформации.Часто твердые металлы хрупкие, но эти термины не следует путать или использовать как синонимы.

Усталостный отказ. - Если металл подвергается частым повторяющимся нагрузкам, он в конечном итоге разорвется и выйдет из строя.

Чередование стресса приведет к неудаче быстрее, чем повторение стресса. Под «чередованием напряжения» понимается попеременное растяжение и сжатие в любом волокне. Разрушение металлов и сплавов при повторяющихся или переменных напряжениях, слишком малых, чтобы вызвать даже остаточную деформацию при статическом применении, называется усталостным разрушением .

Коррозионная усталость. - Если элемент подвергается также воздействию коррозионных агентов, таких как влажная атмосфера или масло, не очищенное от кислоты, напряжение, необходимое для выхода из строя, намного ниже. Самые прочные стали не выдерживают усталости и коррозии при удельном напряжении волокна не более 24000 фунтов на квадратный дюйм, даже если их предел прочности может указывать на то, что они могут выдерживать гораздо более высокое напряжение. Интересно отметить, что удельное напряжение чрезвычайно прочной термически обработанной легированной стали, подверженной коррозионной усталости, будет не больше, чем у относительно слабой конструкционной стали.Очевидна важность защиты поверхностей усталостных элементов от коррозии с помощью цинкования, гальванизации и т. Д., Если и когда это возможно.

Твердость. - Качество твердости является сложным, и подробное исследование показало, что оно представляет собой комбинацию ряда физических и механических свойств. Это чаще всего определяется в терминах метода, используемого для его измерения, и обычно означает сопротивление вещества вдавливанию. Твердость также может быть определена с точки зрения устойчивости к царапинам и, таким образом, связана с износостойкостью.Термин твердость иногда используется для обозначения жесткости или состояния деформируемых изделий, поскольку твердость металла при вдавливании тесно связана с его пределом прочности на разрыв.

В инженерной практике сопротивление металла проникновению твердого инструмента для вдавливания обычно принимается как определяющее свойство твердости. Был разработан ряд стандартизированных испытательных машин и пенетраторов, наиболее распространенными из которых являются машины Бринелля, Роквелла и Виккерса.

При испытании Бринелля шарик из закаленной стали диаметром 10 мм вдавливается в поверхность испытываемого материала под нагрузкой 500 или 3000 кг и измеряется площадь вдавливания.Затем твердость по Бринеллю выражается как отношение приложенной нагрузки к площади слепка.

В тестах Rockwell используется ряд различных масштабов тестирования с использованием различных пенетраторов и нагрузок. Чаще всего используются шкалы «C», в которых используется алмазный конусный пенетратор при основной нагрузке 150 кг, и шкала «B», в которой используется закаленный стальной шар диаметром 1/16 дюйма при основной нагрузке 100 кг. кг. В этом испытании в качестве меры твердости принимается разница глубины проникновения между глубиной проникновения малой нагрузки в 10 кг и приложенной основной нагрузкой.

В испытании Виккерса используется квадратный индентор в виде ромбовидной пирамиды, который может быть нагружен от 1 до 120 кг. Как и в тесте Бринелля, твердость выражается через приложенную нагрузку, деленную на площадь поверхности пирамидального отпечатка.

Тест Бринелля обычно используется только для довольно толстых срезов, таких как прутки и поковки, в то время как тест Роквелла обычно используется как для толстых, так и для тонких срезов, таких как полосы и трубки. Поверхностный Роквелл можно использовать для деталей толщиной до 0.010 дюймов. Тестер Виккерса чаще всего используется как лабораторный прибор для очень точных измерений твердости, а не как инструмент производственного контроля.

Склероскоп Шора измеряет упругость, а не твердость, хотя они взаимосвязаны. Склероскоп измеряет отскок падающего молотка от испытательной поверхности, и число твердости выражается как высота отскока в терминах максимального отскока от полностью закаленной высокоуглеродистой стали.

Природа твердости и мягкости. - Сопротивление металла проникновению другим телом, очевидно, частично зависит от силы сопротивления его межатомных связей. На это указывает почти точная параллель порядка твердости металлов и их модулей упругости. Единственное известное исключение - это соотношение магния и алюминия. Магний поцарапает алюминий, хотя его модуль упругости и средняя прочность межатомных связей меньше.


Дата: 24.12.2015; просмотр: 1220


.

Количество вещества | Примечания к редакции A-Level Chemistry

Вселенная содержит все материалы, а химия - это наука, развивающаяся путем экспериментов и тщательного наблюдения за этими материалами. Это включает не только качественные идеи, но и точные количественные измерения. Чтобы понять природу материалов, нам необходимо определить единицы, из которых состоят эти материалы. В химии их называют атомами - основными единицами элементарной формы и молекулами - основными единицами соединений.Для обозначения пропорций атомов в химическом соединении используется термин «химическая формула». Эти химические формулы можно разделить на три класса - эмпирические формулы, молекулярные формулы и структурные формулы. Эмпирическая формула - это формула соединения, выраженная простым соотношением количества каждого присутствующего элемента, в то время как молекулярная формула представляет природу молекулы и точное количество каждого атома. Структурная формула представляет способ связывания в молекуле.

Рассмотрим несколько примеров:

Два соединения A и B имеют эмпирические формулы BH 3 и C 6 H 12 O 2 . Это простое соотношение элементов в каждом. Из наблюдаемых свойств известно, что A существует в виде димера, то есть имеет молекулярную формулу B 2 H 6 . Соединение B может существовать во многих формах, таких как 3- (проп-2-ен-1-илокси) пропан-1-ол, 2H-3,4,5,6-тетрагидропиран-4-илметан-1-ол, 3- метилвалериановая кислота и многое другое.Каждый из них представлен в виде молекулярной формулы C 6 H 12 O 2 . Следовательно, в этом случае молекулярная формула такая же, как эмпирическая формула. Следует отметить, что одна эмпирическая и / или молекулярная формула представляет все возможные изомеры данного соединения.

Теперь перейдем к структурной формуле. Это наиболее ясное представление о том, как атомы расположены в молекуле.

Структурная формула A

Структурные формулы некоторых изомеров B

3- (проп-2-ен-1-илокси) пропан-1-ол


2H-3,4,5,6-тетрагидропиран-4-илметан-1-ол

3-метилвалериановая кислота

Ключевые точки:

  1. Три члена представляют состав соединения - эмпирическая формула, молекулярная формула и структурная формула.
  2. Эмпирическая формула - это минимальное соотношение элементов, присутствующих в соединении.
  3. Молекулярная формула - это точное количество элементов, присутствующих в соединении.
  4. Структурная формула отражает точный характер связывания элементов, присутствующих в соединении.

Природа химического соединения помогает нам определить реакции, которым оно претерпевает, но решающим фактором для этого понимания является знание количества реагента.Количество вещества определяется количественно, и это количество выражается в «молях».

IUPAC определяет моль как:

Базовая единица СИ для количества вещества (обозначение: моль). Моль - это единиц вещества системы, которая содержит столько же элементарных объектов, сколько атомов в 0,012 килограмм углерода-12. Когда используется моль, должны быть указаны элементарные объекты, которые могут быть атомами, молекулами, ионами, электронами, другими частицами или определенными группами таких частиц.

Чтобы понять применимость числа молей, нам нужно следовать определению формулы веса, молекулярной массы и молярной массы. Простое сложение атомных весов элементов в формуле называется весом формулы. Если формула является молекулярной формулой, то она называется молекулярной массой и иногда называется молярной массой, если добавляются атомные массы элементов. Молекулярная масса выражается в гмоль -1 , что означает, что масса 1 моля вещества в граммах численно равна его молекулярной массе.

Ключевые точки:

  1. Моль - это количество вещества системы, которая содержит столько же элементарных объектов (могут быть атомы, молекулы, ионы, электроны и другие частицы), сколько атомов в 0,012 килограмма углерода-12.
  2. Молекулярная масса выражается в гмоль -1 , что означает, что масса 1 моля вещества в граммах численно равна его молекулярной массе.

Измерение связано с каждым аспектом экспериментальной химии, и наиболее важная часть этого включает понимание навыков наблюдателя и объема измерений данного инструмента.Чтобы углубиться в это, необходимо понять два термина «точность» и «точность».

Пусть трое студентов - A, B и C проводят эксперимент по титрованию, в котором ожидаемая конечная точка достигается при показании бюретки 23,5 мл. Каждый из студентов повторяет эксперимент трижды и записывает свои наблюдения следующим образом:

Наблюдение № Считывание бюретки (A) Считывание бюретки (B Считывание бюретки (C)
1. 24,6 мл 23,5 мл 23,5 мл
2. 24,6 мл 22,1 мл 23,5 мл
3. 24,8 мл 28,7 мл 23,4 мл

A имеет точность, но не точность, поскольку результаты согласованы, но не близки к правильному.

B сообщил об одном результате, близком к правильному, но два других результата неточны и точны.

C сообщил о точных и точных результатах.

Эта ошибка, возникающая из-за опыта (или отсутствия такового) наблюдателя, называется человеческой ошибкой.

Второй аспект любого измерения - это объем и ограничения инструмента. Рассмотрим два градуированных цилиндра - X и Y, каждый объемом 10 мл. Цилиндр X имеет 10 отметок, каждая из которых соответствует 1 мл, в то время как Y имеет 100 отметок, каждая из которых соответствует 0,1 мл. Если нам нужно точно измерить объем 4.6 мл, используя любой из этих двух цилиндров, цилиндр Y будет идеальным, поскольку он имеет маркировку, соответствующую 0,1 мл. Но цилиндр X даст только приблизительную оценку, поскольку на нем нет отметок между отметками для 4 и 5 мл.

Ошибка, возникающая из-за ограничений любого инструмента, называется инструментальной ошибкой.

Ключевые точки:

  1. Любой вид измерения - это количественный анализ.
  2. Все измерения содержат некоторую погрешность.
  3. Человеческая ошибка возникает из-за уровня знаний наблюдателя.
  4. Инструментальная ошибка возникает из-за ограничений прибора.

Объемный анализ - это практический подход к точному измерению концентрации, молекулярной массы, процента чистоты, формулы соединений, процентного состава элемента и стехиометрии химического уравнения. Он включает 3 важных метода. Первый - это использование бюретки, пипетки и мерных колб.Они специально созданы для обеспечения высочайшей степени точности. Второй аспект - это использование весов при взвешивании. Большинство весов имеют минимальный и максимальный диапазон - как с точки зрения измеренного веса, так и с точки зрения правильного определения десятичных знаков. Третий аспект - использование соответствующих индикаторов. Для большинства титрований требуются внешние индикаторы для определения конечных точек, что по существу означает изменение pH системы. Вот некоторые из распространенных примеров индикаторов:

  • Фенолфталеин для реакции сильной кислоты и сильного основания.
  • Метиловый оранжевый для реакций с сильной кислотой и слабым основанием.
  • Крахмал для титрования йода и тиосульфата.
  • Хромат калия и флуоресцеин для титрования нитрата серебра.
  • Волюметрический анализ можно разделить на 3 метода в зависимости от характера реакций:
  • Кислотно-основное титрование, включающее реакцию кислоты и основания.
  • Окислительно-восстановительное титрование, которое включает окислительно-восстановительную реакцию между аналитом и титрантом в качестве ключевой реакции.
  • Комплексометрическое титрование, при котором образуется окрашенное комплексное соединение.

Ключевые точки:

  1. Объемный анализ зависит от использования точного оборудования, такого как бюретка, пипетка и мерные колбы.
  2. Точное взвешивание веществ - ключ к точным результатам.
  3. Индикаторы часто требуются для определения конечной точки объемного анализа.
  4. Кислотно-основное титрование, окислительно-восстановительное титрование и комплексометрическое титрование являются основными методами объемного анализа.

Каталожные номера:

  1. http://www.science.uwaterloo.ca/~cchieh/cact/c120/formula.html
  2. http://www.knockhardy.org.uk/sci_htm_files/15volan.pdf
  3. Современная химия Abc, доктор С.П. Джаухар
.

Смотрите также