Три основные задачи химического синтеза

Основные принципы неорганического синтеза

1. получение известных веществ по известным методикам
2. получение известных веществ с определенной заданной морфологией
3. получение новых ранее неизвестных веществ

Классификации методов неорганического синтеза:

1. по классам: синтез солей, оксидов и т.д.
2. по типам химических реакций: гидрирование, гидролиз и т.д.
3. по агрегатному состоянию реагента: синтез в газовой фазе, в растворе, в твердой фазе
4. по характеру используемой аппаратуре
5. по количеству используемых реагентов

Основные требования к реакциям синтеза:

1. безопасность для здоровья человека
2. устойчивость реагентов и продуктов
3. невысокая стоимость реагентов и оборудования
4. возможность анализа полученного вещества
5. доступность очистки полученного вещества

Основные этапы изучения химической реакции:

1. установление самого факта образования соединения или протекания той или иной реакции
2. выяснение возможности и условий получения вещества данной реакции в индивидуальном состоянии или с применением средств разделения и выделения в чистом виде
3. обоснование количественной стороны протекания реакции(направление, полнота реакции)

Понятие о равновесных и генеалогических синтезах:

Существуют 2 группы методов синтеза: равновесные и генеалогические. Равновесные синтезы-синтезы, где протекание реакций определяется термодинамическими факторами(энергия).

Генеалогические делятся на 2 группы. В первой группе - протекание реакций определяется термодинамическими факторами.

Механизм 0

1. выбор T и других условий
2. сдвиг равновесия в сторону протекающих реакций
3. обеспечить достаточный запас энергии у исходных веществ
4. если синтез выполнен в условиях отличных от условий хранения, то нужно выбрать методику «замораживания» равновесия

Во второй группе – синтезы продуктов, строение которых тесно связано со строением исходных веществ и однозначно определяется механизм возможных реакций

Узкий интервал механизм

1. температура
2. запас энергии и др.условия

Есть «псевдоравновесные» синтезы: G <0, S>0

Реакции в гомогенных системах: синтез в газовой фазе, в жидкой фазе, в твердой фазе.

Синтез в газовой фазе: является объектом применения закономерностей, следующих из закона химического равновесия. В препаративной неорганической химии реакция между потоками газов, требующие сложной аппаратуры, применяются ограниченно, но в промышленности используется достаточно много газовых реакций. С потоками газов работают преимущественно в тех случаях, когда реакции протекают очень быстро, являются сильно экзотермичными и сопровождаются воспламенением. Используя интенсивное глубокое охлаждение, можно выделить продукты реакции.

Использование катализаторов:

При медленно протекающих реакциях часто применяют твердые катализаторы, которые ускоряют процесс, что позволяет проводить реакцию при более низкой температуре, когда положение состояния равновесия значительно благоприятнее. Часто для этой же цели проводят реакцию в присутствии растворителя, иногда используют энергетическое воздействие. В случае если не достигают полноты реакции, летучие компоненты снова возвращают в реакционную зону.

Понятие о цепных реакция: химические и ядерные реакции, в которых появление промежуточной активной частицы (свободного радикала, атома или возбуждённой молекулы — в химических, нейтрона — в ядерных процессах) вызывает большое число (цепь) превращений исходных молекул или ядер вследствие регенерации активной частицы в каждом элементарном акте реакции (в каждом звене цепи). Закономерности протекания реакций в газовых средах в большой степени связаны с учением о цепных реакциях.

Синтез в жидкой фазе: осуществляется в соответствии с классическими законами химической кинетики и термодинамики. Неорганический синтез проводят в растворах либо путем смешения растворов исходных реагентов, либо путем введения одного или несколько веществ в раствор других реагентов. Синтез проводится как из водных, так и негодных растворов взаимодействующих веществ.

Вода как растворитель:

Вода является уникальным растворителем, и синтез в водных растворах является наиболее распространенным. Однако вследствие большой склонности ионов многих металлов образовывать аква- и гидроксокомплексы, вода часто осложняет проведение синтезов, и в таком случае оказываются полезными неводные растворители.

Активность компонентов раствора — эффективная (кажущаяся) концентрация компонентов с учётом различных взаимодействий между ними в растворе, то есть с учётом отклонения поведения системы от модели идеального раствора.

Отношение активности () к общей концентрации вещества в растворе называется коэффициентом активности:

f = /c

Ионная сила раствора — мера интенсивности электрического поля, создаваемого ионами в растворе. Полусумма произведений из концентрации всех ионов в растворе на квадрат их заряда. Формула впервые была выведена Льюисом:

,

где c _B — молярные концентрации отдельных ионов (моль/л), z _B заряды ионов

Растворимость(S): является важнейшей характеристикой, свидетельствующей об удержании или выделении вещества из раствора.

AmBn

S= корень и там как степень m+n (посмотрите в тетради!!!!) из ПР/m^m * n ⁿ

Произведение растворимости труднорастворимого сильного электролита – произведение концентрации его ионов в насыщенном растворе при данной температуре.

Неводные растворители делятся на 2 группы:
- летучие растворители (скипидар, эфир медицинский, спирт, хлороформ, эфирные масла);
- вязкие (бензилбензоат, минеральные масла, жирные масла, глицерин).

Ряд полярности - наличие дипольного момента

Поиск по сайту: