خواص اکسیژن، اسید استیک و آلومینیوم. آب: هدایت الکتریکی و هدایت حرارتی

آلوتروپی

از میان \ (118 \) عناصر شیمیایی شناخته شده فعلی ، \ (22 \) عناصر مواد ساده با خواص غیرفلزی را تشکیل می دهند. تعداد مواد ساده غیرفلزی بسیار بیشتر از خود عناصر شیمیایی غیرفلزی است. دلیل این امر وجود پدیده ای به نام آلوتروپی است.

آلوتروپی توانایی اتم های یک عنصر شیمیایی معین برای تشکیل چند ماده ساده به نام است تغییرات آلوتروپیک، یا تغییرات آلوتروپیک.

مثلا، عنصر شیمیایی اکسیژن \ (O \) یک ماده ساده اکسیژن O 2 را تشکیل می دهد که مولکول آن از دو اتم و یک ماده ساده ازن O 3 که مولکول آن از سه اتم این عنصر تشکیل شده است.

عنصر شیمیایی فسفر \ (P \) تغییرات آلوتروپیک زیادی را ایجاد می کند که مهمترین آنها فسفر قرمز و فسفر سفید است.

عنصر شیمیایی کربن \(C\) تغییرات طبیعی را ایجاد می کند - الماس و گرافیت.

تغییرات آلوتروپیک ایجاد شده توسط یک عنصر شیمیایی به طور قابل توجهی با یکدیگر هم در ساختار و هم از نظر خواص متفاوت هستند.

آلوتروپی در تمام عناصر شیمیایی غیرفلزی ذاتی نیست.

مثلا، هیدروژن، نیتروژن، عناصر \ (VII \) A و \ (VIII \) گروه A تغییرات آلوتروپیک ندارند، یعنی هر یک از عناصر ذکر شده فقط یک ماده ساده را تشکیل می دهند.

شبکه کریستالی از غیر فلزات

دلیل تنوع گسترده خواص فیزیکی غیر فلزات در ساختار متفاوت شبکه های کریستالی این مواد نهفته است.

برخی از غیر فلزات دارند شبکه کریستال اتمی. بلورهای چنین موادی از اتم هایی تشکیل شده اند که با پیوندهای کووالانسی قوی به هم متصل شده اند. چنین غیر فلزاتی در حالت جامد تجمع و غیر فرار هستند. نمونه هایی از این مواد الماس، گرافیت، فسفر قرمز و سیلیکون هستند.

مدل های شبکه های کریستالی الماس (سمت چپ) و گرافیت. بلورهای این تغییرات آلوتروپیک شامل اتم های کربن است که توسط پیوندهای کووالانسی به هم متصل شده اند. کریستال های گرافیت، بر خلاف کریستال های الماس، از لایه های جداگانه ای تشکیل شده اند که در رابطه با یکدیگر چیده شده اند، درست مانند ورق های کاغذ در یک کتاب.

بخش دیگر از غیر فلزات است شبکه کریستالی مولکولی. در این حالت، در هر مولکول، اتم ها با یک پیوند کووالانسی کاملاً قوی به هم متصل می شوند، اما تک تک مولکول ها در کریستال های یک ماده به یکدیگر پیوند بسیار ضعیفی دارند. بنابراین، مواد ساختار مولکولی در شرایط عادی می توانند گاز، مایع یا جامدات کم ذوب باشند.

اکسیژن O 2 ، ازن O 3 ، نیتروژن N 2 ، هیدروژن H 2 ، فلوئور F 2 ، کلر Cl 2 ، برم Br 2 ، ید I 2 ، فسفر سفید P 4 ، گوگرد کریستالی S 8 و گازهای بی اثر - همه اینها مواد هستند. کریستال هایی که از مولکول های منفرد (و در مورد گازهای بی اثر، از اتم های منفرد، گویی نقش مولکول ها را انجام می دهند) تشکیل شده اند.

مدل یک مولکول گوگرد (سمت چپ) و یک کریستال گوگرد. یک کریستال گوگرد از مولکول های جداگانه تشکیل شده است\(S_8\)

خواص فیزیکی غیر فلزات

خواص مواد ساده غیر فلزی بسیار متنوع است. به بیان دقیق، آنها تنها با این واقعیت متحد می شوند که، به عنوان یک قاعده، آنها خواص فیزیکی معمولی برای فلزات را ندارند، یعنی درخشش فلزی، چکش خواری، انعطاف پذیری و حرارتی و الکتریکی بالا را ندارند. رسانایی

حالت تجمع

غیر فلزات در شرایط عادی می توانند گاز، مایع و جامد باشند.

گازیغیر فلزات iهلیوم\(He\)، نئون\(Ne\)، آرگون\(Ar\)، کریپتون\(Kr\)، زنون\(Xe\) و رادون\(Rn\) هستند. آنها بی اثر (یا گازهای نجیب. هر "مولکول" یک گاز بی اثر فقط از یک اتم تشکیل شده است.

عناصر شیمیایی مانند هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن، کلر، فلوئور و فلوئور تشکیل می شوند. گازیمواد متشکل از مولکول های دو اتمی به ترتیب - H 2، O 2، N 2، Cl 2، F 2.

از مواد ساده غیر فلزی در شرایط عادی مایعفقط برم است که مولکول های آن دو اتمی هستند - Br 2.

عناصر شیمیایی غیرفلزی باقیمانده در شرایط عادی در آن قرار دارند جامدحالت تجمع به عنوان مثال، عنصر شیمیایی کربن، جامداتی مانند الماس و گرافیت را تشکیل می دهد. جامد عبارتند از گوگرد کریستالی S 8، فسفر قرمز و فسفر سفید P 4، ید کریستالی I 2.

رنگ و درخشش

فقط برخی از غیر فلزات، بر خلاف فلزات، درخشندگی دارند. به عنوان مثال، ید کریستالی، سیلیکون و گرافیت مانند سایر غیر فلزات نیستند - آنها درخششی دارند که تا حدودی یادآور درخشش فلزات است.

اگر اکثریت قریب به اتفاق فلزات با رنگ های خاکستری نقره ای یا نقره ای-سفید مشخص می شوند، رنگ غیر فلزات بسیار متنوع است. سفید رنگ سفید فسفر است، قرمز - فسفر قرمز، رنگ زرد - گوگرد و فلوئور، قهوه ای قرمز - برم مایع، زرد-سبز - کلر، بنفش بخار ید رنگ دارد، آبی - اکسیژن مایع، خاکستری - گرافیت و سیلیکون بی رنگ الماس است، گازهای بی اثر، نیتروژن، اکسیژن و هیدروژن نیز رنگی ندارند.

هدف از درس.دانش در مورد یک عنصر شیمیایی و یک ماده ساده را مشخص کنید. برای مطالعه خواص فیزیکی اکسیژن. ایجاد ایده در مورد روش های بدست آوردن و جمع آوری اکسیژن در آزمایشگاه.

وظایف:

1. آموزشی:
   - قادر به تمایز بین مفاهیم "عنصر شیمیایی" و "ماده ساده" باشد.
   استفاده از اکسیژن به عنوان مثال
   - قادر به توصیف خواص فیزیکی اکسیژن و روش ها باشد
   جمع آوری اکسیژن
   – بتواند ضرایب را در معادلات واکنش مرتب کند.
2. آموزشی:
   شکل گیری دقت در انجام آزمایش های آزمایشگاهی؛
   مراقبت، احترام
3. در حال توسعه:
   - تشکیل زنجیره های منطقی ساختمان، شیمیایی خود
   اصطلاحات، فعالیت های شناختی، استنتاج ها و قضاوت ها.

مفاهیم اساسی.عنصر شیمیایی، ماده ساده، خواص فیزیکی، کاتالیزورها.

نتایج یادگیری برنامه ریزی شدهبرای اینکه بتوانیم مفاهیم «عنصر شیمیایی» و «ماده ساده» را با استفاده از اکسیژن به عنوان مثال تشخیص دهیم. قادر به توصیف خواص فیزیکی اکسیژن و روش های جمع آوری اکسیژن. بتواند ضرایب را در معادلات واکنش مرتب کند.

تجربه:دریافت اکسیژن از پراکسید هیدروژن و تایید وجود آن.

دموهادریافت اکسیژن از پرمنگنات پتاسیم. جمع آوری اکسیژن با روش جابجایی هوا و تایید وجود آن.

تجهیزات و معرف ها:جدول D.I. مندلیف، جزوه (تست)، دستگاهی برای تولید اکسیژن از پرمنگات پتاسیم (یک فلاسک مخروطی با درپوش لاستیکی، یک لوله خروجی گاز، PH-12، یک سه پایه، یک پا، پشم پنبه)، پراکسید هیدروژن 20 میلی لیتر ( 15 بطری)، اکسید منگنز (IV) (15 بطری)، قاشق دوز (15 عدد)، چراغ الکلی (15 عدد)، کبریت (15 عدد)، خرد شده (15 عدد)، پرمنگنات پتاسیم (5 گرم) .

نوع درس:درسی برای یادگیری دانش جدید.

روش های تدریس:

• توضیحی-تصویری (کلامی: مکالمه، ارائه؛ کلامی-تصویری: کار مستقل دانش آموزان با وسایل دیداری؛ کلامی-تصویری-عملی: کار دانش آموزان با جزوه، انجام آزمایش های شیمیایی، انجام کار مستقل کتبی).
• روش جستجوی جزئی (اکتشافی) (کلامی: مکالمه-بحث؛ کلامی-تصویری: بحث با نمایش وسایل کمک بصری، کار مستقل دانش آموزان با کمک دیداری؛ کلامی-تصویری-عملی: کار دانش آموزان با جزوه، انجام آزمایش شیمیایی ، اجرای یک کار مستقل مکتوب).
• روش تحقیق (کلامی- دیداری-عملی: انجام آزمایش شیمیایی پژوهشی).

اشکال سازماندهی فعالیت:پیشانی، گروهی (بخار).

I. مرحله سازمانی.

1. با درود.
2. تعریف غایب
3. آمادگی برای درس را بررسی کنید.

وجود دفتر خاطرات، دفتر کلاس، کتاب درسی شیمی، خودکار.

II. آماده سازی دانش آموزان برای جذب فعال و آگاهانه مطالب جدید.

معلم:برای تعیین موضوع درس امروز، من و شما نیاز به حل یک رباس داریم؟

اسلاید 1

معما را حل کنید تا موضوع درس امروز را بفهمیم.

برنج. 1

(براش) KI + (فیل) SLO + ROD

اکسیژن

معلم:موضوع درس امروز: «اکسیژن، خصوصیات کلی و حضور آن در طبیعت. خواص فیزیکی اکسیژن اعلام وصول".

اسلاید 2

موضوع درس امروز: «اکسیژن، خصوصیات کلی و حضور آن در طبیعت. خواص فیزیکی اکسیژن اعلام وصول".

اسلاید 3

"اکسیژن" ماده ای است که شیمی زمین به دور آن می چرخد.

جی. برزلیوس

معلم:با استفاده از زبان شیمی، باید روی تابلو نوشته شود: اکسیژن به عنوان یک عنصر شیمیایی و به عنوان یک ماده ساده.

اکسیژن - به عنوان یک عنصر - O.

اکسیژن - به عنوان یک ماده ساده - O 2.

معلم:اکنون چندین عبارت (گفته) روی صفحه ظاهر می شود، باید تعیین کنید که اکسیژن در آنها به چه معنی ذکر شده است - به عنوان یک عنصر شیمیایی یا به عنوان یک ماده ساده.

اسلاید 4

ورزش:اکسیژن را به عنوان یک عنصر شیمیایی یا ماده ساده تعریف کنید.

1. اکسیژن بخشی از مواد آلی حیاتی است: پروتئین ها، چربی ها، کربوهیدرات ها.
2. همه موجودات زنده روی زمین اکسیژن تنفس می کنند.
3. زنگ حاوی آهن و اکسیژن است.
4. ماهی ها اکسیژن محلول در آب را تنفس می کنند.
5. در طی فتوسنتز، گیاهان سبز اکسیژن آزاد می کنند.

معلم:شما با کمک PSHE به آنها نیاز دارید. D.I. مندلیف برای مشخص کردن عنصر شیمیایی "اکسیژن" طبق طرح زیر:

اسلاید 5:

1. شماره سریال -
2. جرم اتمی نسبی -
3. دوره زمانی -
4. گروه -
5. زیرگروه -
6. ارزش -

معلم:بیایید توجه به صفحه نمایش را بررسی کنیم

اسلاید 6

1. شماره ترتیبی - 8
2. جرم اتمی نسبی - Ar (O) = 16
3. دوره - دوم
4. گروه - ششم
5. زیر گروه - یک (اصلی)
6. ظرفیت - II

اسلاید 7

توزیع اکسیژن در طبیعت:

رتبه اول از نظر شیوع در پوسته زمین، یعنی. لیتوسفر، اکسیژن - 49٪، و به دنبال آن سیلیکون - 26٪، آلومینیوم - 7٪، آهن - 5٪، کلسیم - 4٪، سدیم - 2٪، پتاسیم - 2٪، منیزیم - 2٪، هیدروژن - 1٪.

که در زیست کرهحدود 65 درصد از جرم موجودات زنده را اکسیژن تشکیل می دهد.

که در هیدروسفر 89 درصد است.

که در جو: 23 درصد وزنی، 21 درصد حجمی.

برنج. 2

معلم:شما با کمک PSHE به آنها نیاز دارید. D.I. مندلیف برای توصیف ماده ساده "اکسیژن".

بنابراین، فرمول شیمیایی یک ماده ساده چیست - 0 2

وزن مولکولی نسبی Mg (0 2) = 32

اسلاید 8

تاریخچه کشف اکسیژن.

برنج. 3 شکل 5

برنج. 4 برنج. 6

نظر معلم:در سال 1750 M.V. لومونوسوف آزمایش هایی انجام داد و ثابت کرد که هوا حاوی ماده ای است که فلز را اکسید می کند. او را صدا زد فلوژیستون

کارل شیله در سال 1771 اکسیژن دریافت کرد. بدون توجه به او، اکسیژن توسط جی پریستلی در سال 1774 بدست آمد.

و داستان ساده است...
جوزف پریستلی یک بار
گرمایش اکسید جیوه،
گاز عجیبی پیدا کرد.
گاز بدون رنگ، بدون نام،
شمع روشن تر می سوزد.
برای نفس کشیدن مضر نیست؟
شما از دکتر متوجه نمی شوید!
گاز جدید از فلاسک خارج شد -
هیچ کس او را نمی شناسد.
موش ها این گاز را تنفس می کنند
زیر یک پوشش شیشه ای
آدم هم نفس میکشه...

در سال 1775، A. Lavoisier ثابت کرد که اکسیژن بخشی جدایی ناپذیر از هوا است و در بسیاری از مواد موجود است.

طبیعت جهان را از اتم آفرید:
دو اتم از ریه ها هیدروژن گرفتند،
یک اتم اکسیژن اضافه کرد -
و معلوم شد یک ذره آب،
دریای آب، اقیانوس و یخ…
اکسیژن شد
تقریبا همه جا چاشنی.
او با سیلیکون تبدیل به یک دانه شن شد.
اکسیژن وارد هوا شد
با کمال تعجب،
از اعماق آبی اقیانوس.
و گیاهان روی زمین ظاهر شدند.
زندگی ظاهر شد:
نفس کشیدن، سوزش...
اولین پرندگان و اولین جانوران
اولین افرادی که در غار زندگی کردند...
آتش با اصطکاک ایجاد شد
اگرچه علت آتش سوزی را نمی دانستند.
نقش اکسیژن در زمین ما
لاوازیه بزرگ فهمید.

معلم:حال به تجربه با اکسیژن آشنا می شویم. از آنجایی که ما از یک دستگاه گرمایشی (لامپ الکلی) استفاده خواهیم کرد، لازم است در هنگام کار با یک لامپ الکلی، سل را به خاطر بسپاریم:

1. هنگام استفاده از چراغ روح، روشن کردن آن از چراغ روح دیگر غیرممکن است، زیرا ممکن است الکل بریزد و آتش سوزی شود.
2. برای خاموش کردن شعله چراغ روح باید با درپوش بسته شود.

محلول H 2 O 2 (پراکسید هیدروژن) را در یک بشر بریزید.

چراغ روح را روشن کنید، مشعل را روی شعله بیاورید و مشعل را خاموش کنید. سپس اکسید منگنز (IV) را به یک فنجان اضافه کنید و یک مشعل در حال دود را به بشر بیاورید - چه چیزی مشاهده می شود؟

دانشجو:لوچینا - چشمک می زند. به این ترتیب تشخیص دادیم که در لیوان اکسیژن وجود دارد.

معلم:در این آزمایش، اکسید منگنز (IV) یک کاتالیزور است - ماده ای که روند یک واکنش شیمیایی را تسریع می کند، اما خود مصرف نمی شود.

آزمایش آزمایشی:"تولید اکسیژن از پرمنگنات پتاسیم".

ما دستگاه را جمع آوری می کنیم.

ما با جابجایی هوا در یک فلاسک مخروطی اکسیژن را جمع آوری می کنیم، پس از مدتی وجود اکسیژن را با استفاده از مشعل دود بررسی می کنیم، اگر شعله ور شد، مقدار کافی اکسیژن جمع شده است.

با یک درپوش لاستیکی می بندیم و روی میز بالابر می گذاریم.

و از دانش آموزان دعوت می کنیم تا ویژگی های فیزیکی اکسیژن را با توجه به معیارهای زیر مشخص کنند.

اسلاید 9

1. وضعیت تجمع - ...
2. رنگ - ...
3. بو - ...
4. حلالیت در آب ...
5. تی کیپ –...
6. رسانایی الکتریکی ...
7. هدایت حرارتی است ...
8. سنگین تر یا سبک تر از هوا

معلم:بیایید توجه به صفحه نمایش را بررسی کنیم.

اسلاید 10

1. حالت کل - گاز.
2. رنگ - بدون رنگ
3. بو - بی بو
4. حلالیت در آب - کم محلول است
5. t°b.p. - 183 درجه سانتیگراد
6. هدایت الکتریکی - غیر رسانا
7. هدایت حرارتی - گرما را ضعیف هدایت می کند (ضعیف)
8. سنگین تر از هوا

معلم:ما یک سوال مشکل ساز از دانش آموزان مطرح می کنیم: چرا اکسیژن در تصویر به شکل مایع آبی است؟

اسلاید 11

برنج. 7

دانش آموزان پاسخ می دهند (معلم اضافه می کند):این اکسیژن در حالت مایع است و اکسیژن مایع آبی است.

حال بیایید روش‌های مختلف دریافت اکسیژن را که امروز مشاهده کردیم، خلاصه کرده و در یک دفتر یادداشت کنیم.
برنج. 8

برنج. 9

معلم:در پایان درس، دانش خود را محک می زنیم.

شما شروع به آشنایی با موضوع جدیدی می کنید - شیمی. شیمی چه چیزی را مطالعه می کند؟

همانطور که از درس فیزیک می دانید، بسیاری از مواد از مولکول ها و مولکول ها از اتم ها تشکیل شده اند. اتم ها به قدری کوچک هستند که میلیاردها عدد از آنها می توانند روی نوک یک سوزن قرار گیرند. با این وجود، تنها 114 نوع اتم متمایز می شوند.

موادی مانند نئون، آرگون، کریپتون و هلیوم از اتم های جدا شده تشکیل شده اند. آنها را گازهای نجیب یا بی اثر نیز می نامند، زیرا اتم های آنها با یکدیگر ترکیب نمی شوند و به سختی با اتم های سایر عناصر شیمیایی ترکیب می شوند. اتم های هیدروژن موضوع کاملاً دیگری هستند. آنها می توانند به تنهایی وجود داشته باشند (شکل 4، a)، مانند خورشید، که از بیش از نیمی از اتم های هیدروژن منفرد تشکیل شده است. دو اتم می توانند به مولکول ها ترکیب شوند (شکل 4، ب) و مولکول هایی از سبک ترین گاز را تشکیل می دهند که مانند یک عنصر شیمیایی، هیدروژن نامیده می شود. اتم های هیدروژن همچنین می توانند با اتم های سایر عناصر شیمیایی ترکیب شوند. به عنوان مثال، دو اتم هیدروژن که با یک اتم اکسیژن متصل می شوند (شکل 4، ج)، مولکول های یک ماده شناخته شده - آب را تشکیل می دهند.

برنج. 4.
اشکال وجود عنصر شیمیایی هیدروژن:
الف - اتم های هیدروژن؛ ب - مولکول های هیدروژن؛ ج - اتم های هیدروژن در یک مولکول آب

به طور مشابه، مفهوم "عنصر شیمیایی اکسیژن" ترکیبی از اتم های اکسیژن جدا شده، اکسیژن - یک ماده ساده است که مولکول های آن از دو اتم اکسیژن و اتم های اکسیژن که بخشی از مواد پیچیده هستند تشکیل شده است. بنابراین، ترکیب مولکول های دی اکسید کربن شامل اتم های اکسیژن و کربن، ترکیب مولکول های قند - اتم های کربن، هیدروژن و اکسیژن است.

بنابراین، هر عنصر شیمیایی به سه شکل وجود دارد: اتم های آزاد، مواد ساده و مواد پیچیده (نگاه کنید به شکل 4).

مفهوم "عنصر شیمیایی" گسترده تر است، و نباید با مفهوم "ماده ساده" اشتباه گرفته شود، به خصوص اگر نام آنها مطابقت داشته باشد. مثلاً وقتی می گویند آب حاوی هیدروژن است، منظورشان یک عنصر شیمیایی است و وقتی می گویند هیدروژن نوعی سوخت سازگار با محیط زیست است، منظور یک ماده ساده است.

مواد مختلف از نظر خواص با یکدیگر تفاوت دارند. بنابراین هیدروژن گازی است، بسیار سبک، بی رنگ، بی بو، بی مزه، دارای چگالی 0.00009 گرم بر سانتی متر مکعب، در دمای 253- درجه سانتی گراد می جوشد و در دمای 259- درجه سانتی گراد ذوب می شود. خواص مواد فیزیکی نامیده می شود.

با استفاده از طرح زیر می توانید خواص فیزیکی یک ماده را توصیف کنید:

1. ماده در این شرایط در چه حالت تجمع (گاز، مایع، جامد) قرار دارد؟
2. ماده چه رنگی است؟ آیا درخشندگی دارد؟
3. آیا این ماده بو دارد؟
4. سختی یک ماده با توجه به مقیاس سختی نسبی (مقیاس Mohs) چقدر است (شکل 5)؟ (به کتاب های مرجع مراجعه کنید.)

برنج. 5.
مقیاس سختی

1. آیا این ماده دارای انعطاف پذیری، شکنندگی، خاصیت ارتجاعی است؟
2. آیا این ماده در آب حل می شود؟
3. نقطه ذوب و نقطه جوش ماده چقدر است؟ (به کتاب های مرجع مراجعه کنید.)
4. چگالی ماده چقدر است؟ (به کتاب های مرجع مراجعه کنید.)
5. آیا یک ماده رسانایی حرارتی و الکتریکی دارد؟ (به کتاب های مرجع مراجعه کنید.)

تجربه آزمایشگاهی شماره 1
مقایسه خواص مواد و محلول های کریستالی جامد

مقایسه با استفاده از یکی در صفحه. 10 پلان، خواص نمونه موادی که در فنجان به شما داده می شود:

• گزینه 1 - شکر کریستالی و نمک سفره؛
• گزینه 2 - گلوکز و اسید سیتریک.

با دانستن خواص مواد، فرد می تواند از آنها سود بیشتری برای خود استفاده کند. برای مثال، خواص و کاربردهای آلومینیوم را در نظر بگیرید (شکل 6).

برنج. 6.
کاربرد آلومینیوم:
1 - ساخت هواپیما; 2 - علم موشک; 3 - تولید خطوط برق; 4- تولید ظروف غذاخوری، کارد و چنگال و فویل بسته بندی

آلومینیوم و آلیاژهای آن به دلیل سبکی و استحکام در ساخت هواپیما و موشک استفاده می شود و بی جهت نیست که آلومینیوم را "فلز بالدار" می نامند.

سبکی و رسانایی الکتریکی خوب آلومینیوم در ساخت سیم های برق برای خطوط برق (TL) استفاده می شود.

هدایت حرارتی و عدم سمیت در ساخت ظروف آلومینیومی مهم است.

غیر سمی بودن و انعطاف پذیری این امکان را فراهم می کند که به طور گسترده از ورقه های نازک آلومینیوم - فویل - به عنوان یک ماده بسته بندی برای تخته های شکلات، چای، مارگارین، شیر، آب میوه ها و سایر محصولات و همچنین برای داروهایی که در سلول های کانتور قرار می گیرند، استفاده شود.

معرفی آلیاژهای آلومینیوم در ساخت و ساز باعث افزایش دوام و قابلیت اطمینان سازه ها می شود.

این مثال‌ها نشان می‌دهند که اجسام فیزیکی مختلف را می‌توان از یک ماده - ماده (آلومینیوم) ساخت.

آلومینیوم قابلیت سوختن با شعله خیره کننده را دارد (شکل 7)، بنابراین در آتش بازی های رنگارنگ و در ساخت جرقه ها استفاده می شود (داستان N. Nosov "چراغ های بنگال" را به خاطر بیاورید). در طی احتراق، آلومینیوم به ماده دیگری تبدیل می شود - اکسید آلومینیوم.

برنج. 7.
سوزاندن آلومینیوم - اساس جرقه و آتش بازی

کلمات کلیدی و عبارات

1. مبحث شیمی.
2. مواد ساده و پیچیده هستند.
3. خواص مواد.
4. یک عنصر شیمیایی و اشکال وجود آن: اتم های آزاد، مواد ساده و مواد پیچیده یا ترکیبات.

با کامپیوتر کار کنید

1. به برنامه الکترونیکی مراجعه کنید. مطالب درس را مطالعه کنید و کارهای پیشنهادی را تکمیل کنید.
2. در اینترنت به دنبال آدرس‌های ایمیلی بگردید که می‌توانند به‌عنوان منابع اضافی که محتوای کلمات کلیدی و عبارات پاراگراف را نشان می‌دهند، عمل کنند. در تهیه یک درس جدید به معلم کمک کنید - از کلمات و عبارات کلیدی پاراگراف بعدی گزارش تهیه کنید.

سوالات و وظایف

1. فیلئو (یونانی) به معنای "دوست دارم"، فوبوس - "من می ترسم". توضیحی در مورد اصطلاحات "شیمی دوستی" و "شیمی هراسی" ارائه دهید، که منعکس کننده نگرش کاملاً متضاد گروه هایی از مردم نسبت به شیمی است. کدام یک از آنها درست است؟ دیدگاه خود را توجیه کنید.
2. یک ویژگی اجباری تعداد بی نهایت جاسوسی و سایر کارهای پلیسی سیانید پتاسیم است، به طور دقیق تر، سیانید پتاسیم است که خاصیت فلج کردن سیستم عصبی را دارد و در نتیجه قربانی را به مرگ فوری سوق می دهد. از خواص دیگر موادی که در آثار ادبی استفاده می شود مثال بزنید.
3. نام مواد و نام اجسام را به طور جداگانه از فهرست زیر بنویسید: مس، سکه، شیشه، شیشه، گلدان، سرامیک، سیم، آلومینیوم. از اشاره استفاده کنید: به نام بدن - یک اسم - می توانید یک صفت نسبی که از نام ماده تشکیل شده است انتخاب کنید، به عنوان مثال: آهن و میخ - میخ آهنی.
4. صفت های با کیفیت را بنویسید: سبک، گرد، بلند، سنگین، سخت، بدبو، محلول، سنگین، مقعر، نرم، مایع، شفاف - که می توان به: الف) مواد نسبت داد. ب) به اجسام؛ ج) هم اجسام و هم مواد.
5. مفاهیم «جوهر بسیط» و «جوهر مرکب» را با هم مقایسه کنید. شباهت ها و تفاوت ها را بیابید.
6. تعیین کنید که کدام یک از موادی که مدل های مولکولی آنها در شکل 2 نشان داده شده اند عبارتند از: الف) مواد ساده. ب) به مواد پیچیده.
7. کدام مفهوم گسترده تر است - "عنصر شیمیایی" یا "ماده ساده"؟ پاسخی نمایشی بدهید.
8. مشخص کنید که کجا از اکسیژن به عنوان یک عنصر شیمیایی صحبت می شود و کجا - به عنوان یک ماده ساده:

   الف) اکسیژن کمی در آب محلول است.

   ب) مولکول های آب از دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن تشکیل شده اند.

   ج) هوا حاوی 21 درصد اکسیژن (بر حسب حجم) است.

   د) اکسیژن بخشی از دی اکسید کربن است.

9. مشخص کنید که در آن هیدروژن به عنوان یک ماده ساده و کجا به عنوان یک عنصر شیمیایی نامیده می شود:

   الف) هیدروژن بخشی از اکثر ترکیبات آلی است.

   ب) هیدروژن سبک ترین گاز است.

   ج) بالن ها با هیدروژن پر شده اند.

   د) یک مولکول متان دارای چهار اتم هیدروژن است.

10. رابطه بین خواص یک ماده و کاربرد آن را در مثال زیر در نظر بگیرید: الف) شیشه. ب) پلی اتیلن؛ ج) شکر؛ د) آهن

چه کسی فرمول آب را از دوران مدرسه می داند؟ البته همه چیز این احتمال وجود دارد که از کل دوره شیمی، برای بسیاری که آن زمان به طور تخصصی آن را مطالعه نمی کنند، فقط دانش مربوط به فرمول H 2 O باقی مانده باشد. ممکن است خواص اصلی آن چیست و چرا زندگی بدون آن در سیاره زمین ممکن نیست.

آب به عنوان یک ماده

همانطور که می دانیم مولکول آب از یک اتم اکسیژن و دو اتم هیدروژن تشکیل شده است. فرمول آن به صورت زیر نوشته شده است: H 2 O. این ماده می تواند سه حالت داشته باشد: جامد - به شکل یخ، گاز - به صورت بخار و مایع - به عنوان یک ماده بدون رنگ، طعم و بو. به هر حال، این تنها ماده روی این سیاره است که می تواند در هر سه حالت به طور همزمان در شرایط طبیعی وجود داشته باشد. به عنوان مثال: در قطب های زمین - یخ، در اقیانوس ها - آب، و تبخیر در زیر پرتوهای خورشید بخار است. از این نظر آب غیرعادی است.

آب همچنین رایج ترین ماده در سیاره ما است. تقریباً هفتاد درصد سطح سیاره زمین را می پوشاند - اینها اقیانوس ها و رودخانه های متعدد با دریاچه ها و یخچال های طبیعی هستند. بیشتر آب روی کره زمین شور است. برای آشامیدن و کشاورزی نامناسب است. آب شیرین تنها دو و نیم درصد از کل آب روی کره زمین را تشکیل می دهد.

آب یک حلال بسیار قوی و با کیفیت است. به همین دلیل واکنش های شیمیایی در آب با سرعت فوق العاده ای انجام می شود. همین خاصیت بر متابولیسم بدن انسان تأثیر می گذارد. که بدن انسان بالغ هفتاد درصد آب است. در یک کودک، این درصد حتی بیشتر است. در سنین بالا این رقم از هفتاد به شصت درصد کاهش می یابد. به هر حال، این ویژگی آب به وضوح نشان می دهد که اساس زندگی انسان است. هر چه آب در بدن بیشتر باشد - سالم تر، فعال تر و جوان تر است. بنابراین، دانشمندان و پزشکان همه کشورها به طور خستگی ناپذیر تکرار می کنند که شما نیاز به نوشیدن زیاد دارید. این آب به شکل خالص خود است و جایگزین آن به شکل چای، قهوه یا نوشیدنی های دیگر نیست.

آب آب و هوای این سیاره را تشکیل می دهد و این اغراق نیست. جریان های گرم در اقیانوس ها تمام قاره ها را گرم می کنند. این به این دلیل است که آب مقدار زیادی گرمای خورشیدی را جذب می کند و وقتی شروع به خنک شدن می کند، آن را از بین می برد. بنابراین دمای سیاره را تنظیم می کند. بسیاری از دانشمندان می گویند که اگر وجود آب زیادی در این سیاره سبز وجود نداشت، زمین مدت ها قبل سرد شده و به سنگ تبدیل می شد.

خواص آب

آب خواص بسیار جالب زیادی دارد.

برای مثال آب متحرک ترین ماده بعد از هوا است. از دوره مدرسه، مطمئناً بسیاری چیزی به عنوان چرخه آب در طبیعت را به یاد می آورند. به عنوان مثال: یک جریان تحت تأثیر نور مستقیم خورشید تبخیر می شود، به بخار آب تبدیل می شود. علاوه بر این، این بخار توسط باد به جایی منتقل می شود، در ابرها جمع می شود و حتی به صورت برف، تگرگ یا باران در کوه ها می افتد. علاوه بر این، از کوه ها، نهر دوباره پایین می آید و تا حدی تبخیر می شود. و بنابراین - در یک دایره - چرخه میلیون ها بار تکرار می شود.

آب همچنین ظرفیت گرمایی بسیار بالایی دارد. به همین دلیل است که بدنه های آبی، به ویژه اقیانوس ها، در طول انتقال از یک فصل گرم یا زمان روز به یک فصل سرد، بسیار آهسته خنک می شوند. برعکس، هنگامی که دمای هوا افزایش می یابد، آب به آرامی گرم می شود. به همین دلیل، همانطور که در بالا ذکر شد، آب دمای هوا را در سراسر سیاره ما تثبیت می کند.

بعد از جیوه، آب بیشترین کشش سطحی را دارد. غیرممکن است که متوجه نشوید که قطره ای که به طور تصادفی روی یک سطح صاف ریخته می شود، گاهی اوقات به یک لکه چشمگیر تبدیل می شود. این نشان دهنده شکل پذیری آب است. خاصیت دیگر زمانی خود را نشان می دهد که دما به چهار درجه کاهش یابد. به محض سرد شدن آب تا این علامت، سبک تر می شود. بنابراین، یخ همیشه روی سطح آب شناور است و در پوسته ای یخ می زند و رودخانه ها و دریاچه ها را می پوشاند. به همین دلیل، در استخرهایی که در زمستان یخ می زنند، ماهی ها یخ نمی زنند.

آب به عنوان رسانای الکتریسیته

ابتدا باید در مورد رسانایی الکتریکی (از جمله آب) یاد بگیرید. رسانایی الکتریکی توانایی یک ماده برای هدایت جریان الکتریکی از طریق خود است. بر این اساس، هدایت الکتریکی آب، توانایی آب برای هدایت جریان است. این توانایی مستقیماً به میزان نمک و سایر ناخالصی های مایع بستگی دارد. به عنوان مثال، رسانایی الکتریکی آب مقطر تقریباً به حداقل می رسد زیرا چنین آبی از مواد افزودنی مختلفی که برای هدایت الکتریکی خوب ضروری هستند، تصفیه می شود. یک هادی جریان عالی آب دریا است که غلظت نمک در آن بسیار زیاد است. رسانایی الکتریکی نیز به دمای آب بستگی دارد. هر چه دما بیشتر باشد، هدایت الکتریکی آب بیشتر است. این نظم به لطف آزمایش های متعدد فیزیکدانان آشکار شد.

اندازه گیری هدایت آب

چنین اصطلاحی وجود دارد - هدایت سنجی. این نام یکی از روش های آنالیز الکتروشیمیایی بر اساس هدایت الکتریکی محلول ها است. این روش برای تعیین غلظت در محلول های نمک ها یا اسیدها و همچنین برای کنترل ترکیب برخی از محلول های صنعتی استفاده می شود. آب خاصیت آمفوتریک دارد. به این معنی که بسته به شرایط، قادر است هم خواص اسیدی و هم خاصیت بازی را از خود نشان دهد - هم به عنوان اسید و هم به عنوان باز عمل کند.

ابزار مورد استفاده برای این تجزیه و تحلیل نام بسیار مشابهی دارد - هادی سنج. با استفاده از یک هادی سنج، هدایت الکتریکی الکترولیت ها در یک محلول اندازه گیری می شود که تجزیه و تحلیل آن در حال انجام است. شاید ارزش توضیح اصطلاح دیگری - الکترولیت را داشته باشد. این ماده ای است که وقتی حل یا ذوب می شود به یون تجزیه می شود و به همین دلیل جریان الکتریکی متعاقباً هدایت می شود. یون یک ذره باردار الکتریکی است. در واقع، رسانایی سنج، با در نظر گرفتن واحدهای خاصی از هدایت الکتریکی آب، هدایت الکتریکی آن را تعیین می کند. یعنی هدایت الکتریکی حجم خاصی از آب را که به عنوان واحد اولیه در نظر گرفته شده است را تعیین می کند.

حتی قبل از آغاز دهه هفتاد قرن گذشته، واحد اندازه گیری "mo" برای نشان دادن رسانایی الکتریسیته استفاده می شد، این مشتق از کمیت دیگری بود - اهم، که واحد اصلی مقاومت است. رسانایی الکتریکی کمیتی است که با مقاومت نسبت عکس دارد. اکنون در زیمنس اندازه گیری می شود. این مقدار به افتخار فیزیکدان آلمانی - ورنر فون زیمنس نام خود را گرفت.

زیمنس

زیمنس (که می توان آن را با Cm و S نشان داد) متقابل اهم است که واحد اندازه گیری هدایت الکتریکی است. یک سانتی متر برابر با هر رسانایی است که مقاومت آن 1 اهم است. زیمنس از طریق فرمول بیان می شود:

• 1 Sm \u003d 1: Ohm \u003d A: B \u003d کیلوگرم −1 m −2 s³A²، که در آن
  A - آمپر،
  V - ولت.

هدایت حرارتی آب

حالا بیایید در مورد آن صحبت کنیم - این توانایی یک ماده برای انتقال انرژی حرارتی است. ماهیت این پدیده در این واقعیت نهفته است که انرژی جنبشی اتم ها و مولکول ها که دمای جسم یا ماده معینی را تعیین می کنند، طی برهم کنش آنها به جسم یا ماده دیگری منتقل می شود. به عبارت دیگر هدایت حرارتی تبادل حرارتی بین اجسام، مواد و همچنین بین جسم و ماده است.

رسانایی حرارتی آب نیز بسیار بالاست. مردم روزانه بدون توجه به این خاصیت آب استفاده می کنند. مثلا ریختن آب سرد در ظرف و خنک کردن نوشیدنی ها یا غذاها در آن. آب سرد گرما را از بطری، ظرف می گیرد و در مقابل سرما را از بین می برد و واکنش معکوس نیز ممکن است.

اکنون همین پدیده را می توان به راحتی در مقیاس سیاره ای تصور کرد. اقیانوس در طول تابستان گرم می شود و سپس - با شروع هوای سرد، به آرامی خنک می شود و گرمای خود را به هوا می دهد و در نتیجه قاره ها را گرم می کند. پس از خنک شدن در طول زمستان، اقیانوس در مقایسه با خشکی بسیار آهسته شروع به گرم شدن می کند و خنکی خود را به قاره هایی می دهد که از آفتاب تابستانی خشک می شوند.

چگالی آب

در بالا گفته شد که ماهی ها در زمستان در یک مخزن زندگی می کنند زیرا آب با پوسته ای در تمام سطح آنها یخ می زند. می دانیم که آب در دمای صفر درجه شروع به تبدیل شدن به یخ می کند. با توجه به اینکه چگالی آب بیشتر از چگالی است روی سطح شناور می شود و یخ می زند.

خواص آب

همچنین آب در شرایط مختلف می تواند هم عامل اکسید کننده و هم عامل کاهنده باشد. یعنی آب با رها کردن الکترون هایش بار مثبت دارد و اکسید می شود. یا الکترون می گیرد و بار منفی می گیرد، یعنی بازیابی می شود. در حالت اول آب اکسید می شود و مرده نامیده می شود. خاصیت ضد باکتریایی بسیار قوی دارد، اما نیازی به نوشیدن آن نیست. در حالت دوم، آب زنده است. نیرو می بخشد، بدن را برای بازیابی تحریک می کند، انرژی را به سلول ها می رساند. تفاوت بین این دو ویژگی آب در عبارت «پتانسیل ردوکس» بیان می شود.

آب با چه چیزی می تواند واکنش نشان دهد؟

آب تقریباً با تمام موادی که روی زمین وجود دارد قادر به واکنش است. تنها نکته این است که برای وقوع این واکنش ها باید دما و ریزاقلیم مناسب را فراهم کرد.

به عنوان مثال، در دمای اتاق، آب با فلزاتی مانند سدیم، پتاسیم، باریم به خوبی واکنش می دهد - آنها فعال نامیده می شوند. هالوژن ها فلوئور و کلر هستند. هنگامی که آب گرم می شود، به خوبی با آهن، منیزیم، زغال سنگ، متان واکنش نشان می دهد.

با کمک کاتالیزورهای مختلف، آب با آمیدها، استرهای کربوکسیلیک اسیدها واکنش می دهد. کاتالیزور ماده ای است که به نظر می رسد اجزاء را به سمت یک واکنش متقابل سوق می دهد و آن را تسریع می کند.

آیا در جای دیگری جز زمین آب وجود دارد؟

تاکنون در هیچ سیاره ای در منظومه شمسی به جز زمین، آب یافت نشده است. بله، آنها حضور آن را در ماهواره های سیارات غول پیکری مانند مشتری، زحل، نپتون و اورانوس فرض می کنند، اما تاکنون دانشمندان داده های دقیقی ندارند. فرضیه دیگری در مورد آب های زیرزمینی در سیاره مریخ و در ماهواره زمین - ماه - وجود دارد که هنوز به طور کامل تأیید نشده است. در مورد مریخ، تئوری های متعددی مطرح شده است مبنی بر اینکه زمانی اقیانوسی در این سیاره وجود داشته و مدل احتمالی آن حتی توسط دانشمندان طراحی شده است.

در خارج از منظومه شمسی، سیارات بزرگ و کوچک زیادی وجود دارد که به گفته دانشمندان، ممکن است آب در آنها وجود داشته باشد. اما تاکنون کوچکترین راهی برای اطمینان از این موضوع وجود ندارد.

نحوه استفاده از هدایت حرارتی و الکتریکی آب برای اهداف عملی

با توجه به اینکه آب ظرفیت گرمایی بالایی دارد، در شبکه های گرمایشی به عنوان حامل گرما استفاده می شود. انتقال حرارت از تولید کننده به مصرف کننده را فراهم می کند. بسیاری از نیروگاه های هسته ای نیز از آب به عنوان خنک کننده عالی استفاده می کنند.

در پزشکی از یخ برای خنک کردن و از بخار برای ضدعفونی استفاده می شود. در سیستم پذیرایی از یخ نیز استفاده می شود.

در بسیاری از راکتورهای هسته ای، آب به عنوان تعدیل کننده برای موفقیت یک واکنش زنجیره ای هسته ای استفاده می شود.

آب تحت فشار برای شکافتن، شکستن و حتی بریدن سنگ ها استفاده می شود. این به طور فعال در ساخت تونل ها، تأسیسات زیرزمینی، انبارها، متروها استفاده می شود.

نتیجه

از مقاله چنین بر می آید که آب از نظر خواص و عملکرد، بی بدیل ترین و شگفت انگیزترین ماده روی زمین است. آیا زندگی یک انسان یا هر موجود زنده دیگری روی زمین به آب بستگی دارد؟ قطعا بله. آیا این ماده به فعالیت علمی انسان کمک می کند؟ آره. آیا آب دارای رسانایی الکتریکی، هدایت حرارتی و سایر خواص مفید است؟ پاسخ نیز مثبت است. نکته دیگر این است که آب روی زمین کمتر و کمتر می شود و حتی آب تمیز بیشتر. و وظیفه ما حفظ و محافظت از آن (و بنابراین، همه ما) از انقراض است.

چگالی، ظرفیت حرارتی، خواص اکسیژن O 2

جدول خواص ترموفیزیکی اکسیژن مانند چگالی، آنتالپی، آنتروپی، گرمای ویژه، ویسکوزیته دینامیکی، هدایت حرارتی را نشان می دهد. ویژگی های جدول برای اکسیژن گازی در فشار اتمسفر، بسته به دما در محدوده 100 تا 1300 کلوین ارائه شده است.

چگالی اکسیژن 1.329 کیلوگرم بر متر مکعب استدر دمای اتاق. هنگامی که اکسیژن گرم می شود، چگالی آن کاهش می یابد. رسانایی حرارتی اکسیژن در دمای اتاق 0258/0 وات بر (متر درجه) است و با افزایش دمای این گاز افزایش می یابد.

ظرفیت گرمایی ویژه اکسیژندر دمای اتاق 919 J/(kg deg) است. ظرفیت گرمایی اکسیژن با افزایش دمای آن افزایش می یابد. همچنین هنگامی که اکسیژن گرم می شود، مقادیر خواص آن مانند آنتالپی، آنتروپی و ویسکوزیته افزایش می یابد.

توجه: مراقب باشید! رسانایی حرارتی در جدول به توان 10 2 داده شده است. تقسیم بر 100 را فراموش نکنید.

هدایت حرارتی اکسیژن در حالت مایع و گاز

جدول مقادیر هدایت حرارتی اکسیژن را در حالت مایع و گاز در دماها و فشارهای مختلف نشان می دهد. هدایت حرارتی در محدوده دمایی 80 تا 1400 کلوین و فشار از 1 تا 600 اتمسفر نشان داده شده است.

مقادیر هدایت حرارتی در جدول بالای خط به اکسیژن مایع و در زیر آن به اکسیژن گازی اشاره دارد. با توجه به جدول مشاهده می شود که هدایت حرارتی اکسیژن مایع بیشتر از اکسیژن گازی است و با افزایش فشار افزایش می یابد.

واحد W/(m deg).

هدایت حرارتی اکسیژن در دماهای بالا

جدول مقادیر هدایت حرارتی اکسیژن را در دماهای بالا (از 1600 تا 6000 کلوین) و فشار از 0.001 تا 100 atm نشان می دهد.

در دمای بالاتر از 1300 درجه سانتیگراد، اکسیژن شروع به تفکیک می کند و در فشار معین، هدایت حرارتی آن به حداکثر مقادیر خود می رسد. با توجه به جدول، مشاهده می شود که هدایت حرارتی اکسیژن تفکیک شده در دماهای بالا می تواند به مقادیر 3.73 W/(m deg) برسد.

توجه: مراقب باشید! رسانایی حرارتی در جدول به توان 10 3 داده شده است. تقسیم بر 1000 را فراموش نکنید.

هدایت حرارتی اکسیژن مایع در خط اشباع

جدول مقادیر هدایت حرارتی اکسیژن مایع را در خط اشباع نشان می دهد. رسانایی حرارتی در محدوده دمایی 90 تا 150 کلوین ارائه می شود. لازم به ذکر است که هدایت حرارتی اکسیژن مایع با افزایش دما کاهش می یابد.

توجه: مراقب باشید! رسانایی حرارتی در جدول به توان 10 3 داده شده است. تقسیم بر 1000 را فراموش نکنید.

منابع:
1.
2. .