uabooks.top » Kémia » 16. A nemfémek fizikai tulajdonságai. Az adszorpció
Інформація про новину
  • Переглядів: 76
  • Дата: 29-05-2020, 01:01
29-05-2020, 01:01

16. A nemfémek fizikai tulajdonságai. Az adszorpció

Категорія: Kémia




E téma tananyaga segít nektek:

felidézni egyes nemfémes anyagok fizikai tulajdonságát;

megismerni az adszorpció jelenségét; ismeretet szerezni az adszorbensekről és alkalmazási körükről.

A nemfémek fizikai tulajdonságai. A nemfémek fizikai tulajdonságaikban jobban különböznek egymástól, mint a fémek. Ez érthető, mivel a nemfémek némelyikének molekuláris a szerkezete, másokat atomok alkotnak, amelyek kovalens kötéssel kapcsolódnak; míg a fémek mindegyikének szerkezete fémkötésen alapul.

A nemfémekre jellemző az alacsony olvadás- és forráspont (kivétel a bőr, a szilícium, a grafit, a gyémánt1).

1A grafitnak és a gyémántnak olyan magas az olvadáspontja, hogy ennél a hőmérsékletnél oxigénhiányos környezetben a gyémánt grafittá alakul, (amely több mint 3700 0C hőmérsékleten szilárd halmazállapotból gázzá válik), illetve magas nyomásnál a grafit gyémánttá.

A nemfémek közül normál körülmények között gáz halmazállapotúak a nemesgázok, a nitrogén, az oxigén, az ózon, a hidrogén, a fluor és a klór; a bróm cseppfolyós, a többi nemfém szilárd halmazállapotú.

Mivel magyarázható, hogy a bróm olvadáspontja magasabb, mint a klóré, és a klór olvadáspontja felülmúlja a fluorét?

A nemfémek nem vezetik az elektromos áramot (nevezzétek meg a kivételt), gyakorlatilag nem oldódnak vagy rosszul oldódnak vízben. A klór, a bróm és a jód vízben való oldódásánál részleges kölcsönhatásba lépnek vele, a fluor pedig rendkívül aktívan reagál a vízzel.

Az adszorpció. Ismert az aktív szénnek az a tulajdonsága, hogy felületén képes megkötni a gázok vagy az oldott anyagok molekuláit, ionjait. Ezek a részecskék a szén pórusos felületébe hatolnak és ottmaradnak.

A gáz, gőz vagy folyadékok szilárd felületen való megkötődésének folyamatát adszorpciónak1 nevezik, a megkötő anyagot adszorbensnek.

Egyes esetekben a megkötött részecskék változatlanok maradnak (ez a fizikai adszorpció), míg másokban az adszorbens a részecskékkel kölcsönhatásba lép (kémiai adszorpció). Fizikai adszorpció esetén az anyagok molekulája eltávolítható az adszorbensből, például melegítéssel (regeneráció).

A pórusok mennyiségének növelése érdekében a fa pirolízise során kapott szenet forró gőzzel kezelik. Az így kapott anyagot aktív szénnek nevezzük. Aktív szenet használnak víz vagy más folyadékok tisztítására, szagelszívó és légkondicionáló berendezésekben, gyógyszerkészítményként gyomormérgezésnél (32. ábra).

1A szó latin eredetű: ad jelentése - hozzá, magához; sorbeo - elnyel, magába szív.

32. ábra

Aktív szén (gyógyszer)

Az első világháború alatt a német csapatok harci gázként klórgázt használtak a brit csapatok ellen. A klór és más veszélyes gázok elleni védelem érdekében M. D. Zelinszkij orosz kémikus 1915-ben újtípusú gázmaszkot (33. ábra) dolgozott ki. A levegő, amelyet a személy egy gázálarcban belélegez, áthalad egy speciális dobozban lévő aktív-szénrétegen és megtisztul.

Békeidőben is használnak gázálarcot: mint például tűzoltásnál, ipari létesítményekben kialakuló rendkívüli helyzetek elhárításánál, veszélyes anyagok szállításánál.

2. SZÁMÚ LABORATÓRIUMI KÍSÉRLET

Az aktív szén és hasonló gyógyszerek adszorpciós képességének vizsgálata

Helyezzetek három kémcsőbe egy-egy széntablettát. Öntsetek vizet két kémcsőbe. Az egyik kémcsőbe adjatok hozzá néhány csepp jódtinktúrát, a másikba 1-2 csepp briliáns-zöld alkoholos oldatát (zeljonka nevű fertőtlenítő

szert). A harmadik kémcsőbe öntsetek erősen felhígított kálium-permanganát oldatot (34. ábra).

A vizsgálati kémcsövek tartalmát időnként keverjétek meg.

Változik-e az oldatok színe? Ha igen, milyen gyorsan?

Hasonló kísérlet végezhető olyan adszorbenseket tartalmazó gyógyszerekkel is, mint amilyen a lignin, az ente-rosgel.

Az iparban az aktív szén mellett adszorbens-ként szilikagélt (ez a szilícium-(IV)-oxid hidrájának polimerje SiO2^nH2O), néhány ásványi anyagot alkalmaznak, melyek a kovasav-savak sóihoz tartoznak. A nagy adszorpciós képességű anyagokat különböző szűrőkben használják a víztározók kőolajtermékek által okozott szennyezésének megszüntetésére.

Érdekes

tudnivaló

Az adszorpció segítségével tisztítják meg a vért a mérgező anyagoktól. Ennek a folyamatnak a neve hemoszorpció.

Adszorbenseket a háztartásban is használnak az ivóvíz tisztítására, a hűtőben a szag eltávolítására (35. ábra). A műszerek csomagolásá-

ba is szilikagél granulátumokat helyeznek, ami a levegő páratartalmának megkötésére szolgál.

Az adszorpciós folyamatokat számos laboratóriumban vizsgálják a kémikusok. Ezen a területen a vezető hazai intézmény az Ukrán Nemzeti Tudományos Akadémia O. Csujka nevét viselő Felszíni Kémiai Intézet. A tudósok megállapították, hogy az ionokat az ionos adszorbensek (zeolitok) nyelik el jobban, a molekulák megkötéséhez a molekuláris vagy atomszerkezetű adszorbensek felelnek meg inkább.

ÖSSZEFOGLALÁS

A nemfémek fizikai tulajdonságaikkal nagyban különböznek egymástól. Nem vezetik az elektromos áramot, alacsony olvadás-és forráspont jellemző rájuk.

Az adszorpció gáz, gőz vagy folyadékok megkötődése szilárd felületen. A legfontosabb adszorbensek az aktív szén, a szilikagél, néhány szilikát tartalmú ásványi anyag.

114. Mivel magyarázható, hogy a bornak és a szilíciumnak magas az olvadáspontja?

115. Internetforrások alapján készítsetek rövid ismertetőt a szilícium fizikai tulajdonságairól, kitérve azokra a jellegzetességekre, amiért ezt a nemfémet használják az elektronikában.

116. Miért van az, hogy minden szénnel kapcsolatos reakcióegyenletekben a C szimbólumot használjuk, holott a szén mint anyag nem csak szénatomokból áll?

117. Mivel magyarázható, hogy némely természetes szilikát jobban megköti az ionokat, mint az aktív szén?

118. A hidrogén és a nitrogén azonos tömegeit keverték össze. Milyen lesz a gázok térfogatszázaléka a keverékben?

119. 100 g etanolban 20 0C hőmérsékleten 27,1 g jód oldódik. Határozzátok meg a jód tömegszázalékát a telített oldatában.

 

 

Ez a tankönyv anyaga Kémia a 11. osztály számára Pavlo Popéi

 




^