Федеральное Агентство по образованию РФ
Институт содержания и методов обучения
Автореферат
Введение
Глава 1 Кристаллогидраты как объекты науки химии
1.2 Терминология и понятия
2.4 Реализация темы «кристаллогидраты» в контрольно-измерительных материалах (едином государственном экзамене
Заключение
Библиография
Кристаллогидраты - это хранилища метана в недрах вечной мерзлоты и мирового океана в виде соединений включений - клатратов.
Глава 1. КРИСТАЛЛОГИДРАТЫ КАК ОБЪЕКТЫ НАУКИ ХИМИИ
1.1 История изучения кристаллогидратов
1828 г. Ф. Рюдбергер доказал существование гидратов спирта.
1880 г. Л. Пруст ввел понятие «гидраты» как особые соединения растворенного вещества с водой.
Гидраты - продукты присоединения воды (гидратации) к молекулам, атомам, ионам. Они могут быть твердые, жидкие и реже газообразные.
Кристаллогидраты - кристаллы, включающие молекулы воды.
Кристаллогидраты - это кристаллические вещества, содержащие в своем составе отдельные молекулы воды или их агломераты.
CuSO4· 5H2O - пентагидрат сульфата меди;
Na2CO3· 10H2O - декагидрат карбоната натрия;
AlCl3· 6H2O - гексагидрат хлорида алюминия.
Следует отметить, что содержание воды в кристаллогидратах формально может иметь и нецелочисленное значение, поэтому в таких случаях поступают следующим образом: CdSO4 · 2,67 H2O - 2,67- гидрат сульфата кадмия, SO2 ·n H2O - полигидрат диоксида серы. Однако рассмотренный способ названия кристаллогидратов довольно упрощенный. Если нам известна структура образуемого соединения, то мы можем его назвать более конкретно, при этом указав в какой форме вода находится в данном соединении и с какими ионами она связанна. Исследование строения кристаллов CuSO4· 5H2O показало, что в его формульной единице четыре молекулы воды связаны с атомом меди, а пятая - с сульфатными ионами. Таким образом, формула этого вещества - [Cu(H2O)4]SO4· H2O, имеет называние моногидрат сульфата тетрааквамеди (II).
Аналогичное строение имеет соединение [Fe(H2O)6]SO4· H2O - моногидрат сульфата гексаакважелеза(II).
Другие примеры:
[Ca(H2O)6]Cl2 - хлорид гексааквакальция;
[Mg(H2O)6]Cl2 - хлорид гексааквамагния.
Однако часто нам не нужно применять систематическую номенклатуру, а можно воспользоваться тривиальными названиями веществ. Так CuSO4 · 5H2O - медный купорос, Na2CO3· 10H2O - «кристаллическая» сода и т.д. [2], [26].
1.4 Классификация
Классификацию кристаллогидратов можно вести по различным критериям:
1. По наличию связи структуры безводного вещества и кристаллогидрата
· фазы определенного состава - вид кристаллогидратов, у которых при удалении кристаллизационной воды происходит сжатие кристаллической решетки, поэтому структура безводного вещества и кристаллогидрата не связанны между собой. К данному классу относятся кристаллогидраты многоосновных кислот, оснований и клатратов.
· неопределенного состава - вид кристаллогидратов, у которых процесс удаления воды может быть осуществлен без существенных изменений в кристалле. Это возможно при наличии в кристалле достаточного количества свободных промежутков, каналов (чтобы уместились молекулы воды). У веществ этого класса может происходить обратимая гидратация и дегидратация. Примерами таких веществ являются цеолиты [32].
2. По количеству молекул воды входящих в формульную единицу кристаллогидрата
· Существует кристаллогидраты, в которых на одну молекулу или частицу гидратированного вещества приходится 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,12 молекул воды.
· Но наиболее распространенными являются кристаллогидраты с 1,2,4,6,8 молекулами воды.
· Для многих веществ известны кристаллогидраты различного состава.
- MgCl2• nH2O где n= 2,4,6,8,12.
- CaCl2• nH2O где n= 1,2,4,6,8.
- NaOH• nH2O где n=1,2,3,4,6,8.
- H2SO4• nH2O где n= 1,2,4,6,8.
3. По природе соединения участвующего в образовании кристаллогидратов
Органическое
Неорганическое
3. По агрегатному состоянию гидратообразователя при н.у.
Твердое (с
оли)
Газ (
предельные у/в, С12, Н2 S, Аг, Хе, SО2)
Жидкость (серная кислота, этиловый спирт)
5. Класс соединений
Кислоты (H
2SO4.H2O)
Страницы: 1, 2, 3, 4