post

Масообменни процеси – пренос на маса

Масообменни процеси се наричат тези, при които се наблюдава пренос на дадено количество вещество между две контактуващи среди и преминаването му от едната фаза в другата. Масопреносът се прилага в химическата индустрия, когато се разделят смеси от различни вещества. За целта се използват процесите на адсорбция, абсорбция и дифузия, дестилация и ректификация, екстракция и др.

Фазата е еднородна среда, която често се асоциира с агрегатните състояния, но не е задължително различните фази да са в различно агрегатно състояние. Например смес от вода и олио е течност, но с две отделни ясно отличими фази. Веществата, които съставят дадена фаза се наричат нейни компоненти.

Осъществяването на различните видове масообменни процеси често става с помощта на дифузия или осмоза. Дифузията предствалява самоволно движение на частиците от място с висока тяхна концентрация към място с ниска. Класически пример е наливането на солена вода в сладка, като при това йоните на солта се разпределят равномерно в целия обем на разтворителя.

Ако между солената и сладката вода обаче, се постави полупропусклива мембрана, тогава ще се наблюдава процесът осмоза. При него водните молекули от сладката вода се насочват през мембраната към соления разтвор, за да намалят концентрацията на разтворените частици. Осмотично налягане е … ПРОЧЕТИ ЦЯЛАТА ПУБЛИКАЦИЯ

post

Арени. Бензен – бензеново ядро

Ароматните въглеводороди, чиито базов представител е органичното съединение бензен (C6H6), съдържат в молекулата си устойчиви пръстени съставени от 6 въглеродни атоми в sp2 – хибридно състояние. Те носят общото название арени, а пръстените им се наричат бензенови ядра (Аr).

Бензен – строеж

Както вече споменахме, най-простият представител на арените е бензенът. Първата му структурна формула е предложена от немския химик Фридрих Кекуле. Тя правилно отразява количествения и качествения състав на бензена, но има съществени недостатъци.

Въпреки наличието на двойни връзки (пи-връзки, π) във формулата на Кекуле, на практика бензенът проявява стабилност близка до тази на наситените въглеводороди. Това ще рече, че той е устойчив на силни окислители. За да се обяснят различията между класическата структурна формула на бензена и действителните му химични свойства е създадена съвременна теория за неговия строеж.

В нея двойните химични връзки между въглеродните атоми са делокализирани в следствие на страничното припокриване на p-AO под и над равнината на въглеродния пръстен. Това означава, че те не принадлежат само на атомите, които ги образуват, а на цялата молекула. Формира се ароматно ядро (бензеново ядро) от електронната плътност на π-връзките.

Разстоянията между въглеродните атоми са еднакви, както … ПРОЧЕТИ ЦЯЛАТА ПУБЛИКАЦИЯ

post

Колоидно-дисперсни системи. Колоиди – зол, гел.

Колоиди (колоидно-дисперсни системи) – това са смеси (дисперсни системи) подобни на истинските разтвори, но се различават от тях по размерите на частиците на дисперсната фаза. Прието е големината им да е в порядъка от 1 до 1000 nm, т.е. те представляват или големи молекули, или молекулни агрегати (мицели). Според така зададените си размери, колоидно-дисперсните системи се нареждат между молекулно-дисперсните системи (разтвори) и грубодисперсните системи.

Видове колоиди (колоидно-дисперсни системи)

Колоидно-дисперсните системи са относително стабилни, но са и термодинамично неустойчиви. При диспергирането си в различни по своята природа дисперсни среди, едно вещество може да се разтваря и да се получава истински разтвор или да се формира колоидно-дисперсна система.  Колоидното състояние е характерно за всички вещества.

Съществуват шест основни типа колоидно-дисперсни системи – зол, гел, емулсия, аерозол, твърд зол и пяна.

Зол – представлява течна дисперсна среда и твърда дисперсна фаза (вода/нишесте). Емулсия – това е смес от две несмесващи се течности, силно диспергирани една в друга (прясно мляко, масло/вода). Аерозолът е съставен от дисперсна среда газ и дисперсна фаза течност (мъгла) или твърди частици (дим). Пяната представлява дисперсна фаза газ в дисперсна среда течност (бита сметана) или твърдо вещество (лава,пемза). Гел – това е твърда дисперсна среда и течна … ПРОЧЕТИ ЦЯЛАТА ПУБЛИКАЦИЯ

post

Електронни ефекти в молекулите – индукционен и мезомерен ефект

Полярността на химичните връзки е една от основните им характеристики. Дали е полярна или не една химична връзка, зависи от разликата в електроотрицателностите на свързващите се атоми. В органичните молекули може да се наблюдава допълнително поляризиране на химичните връзки и образуването на делокализирани връзки. Причината за това са така наречените електронни ефекти, които са съответно индукционен ефект и мезомерен ефект.

Индукционен ефект представлява допълнителното поляризиране на химичните връзки под въздействието на атоми, атомни групи или големи заместители с различна електроотрицателност от тази на въглеродните атоми.

Мезомерен ефект или още ефект на спрягане се наблюдава, когато под въздействие на заместители се делокализира електронната плътност на химичните връзки в молекулите. Мезомерният ефект също може да бъде положителен или отрицателен.

Забележка: заместителите са атом или атомни групи, които са свързани с въглеводородната верига, замествайки в нея един или повече водородни атоми.

Индукционен ефект

В зависимост от това в каква посока се изтегля електронната плътност, индукционният ефект може да бъде положителен (+I) или отрицателен (-I). Ако поляризацията на връзките е отрицателна към заместителя, т.е. се изтегля електронна плътност в тази посока, то ефектът е отрицателен. Когато заместителят отдава електронна плътност и връзките се поляризират отрицателно в посока обратна на него, казваме, че … ПРОЧЕТИ ЦЯЛАТА ПУБЛИКАЦИЯ

post

Ненаситени въглеводороди – Алкени

Алкени са ненаситени въглеводороди – химични съединения съдържащи само въглерод и водород, в молекулите на които, два от въглеродните атоми са свързани с двойна връзка помежду си.

Хомоложен ред и номенклатура на алкени

Всички алкени се подреждат по нарастване на молекулната си маса в хомоложен ред, в който всеки следващ представител се различава от предходния с една метиленова група. Както за алканите, така и за алкените съществува обща формула, с която могат да се опишат стехиометричните съотношения въглерод – водород:

CnH2n

C2H4 – етен; C3H6 – пропен; C4H8 – бутен; C5H10 – пентен;… CnH2n – алкен;

Първите няколко представители на хомоложния ред носят тривиални наименования аналогични с тези на съответните алкани, но вместо наставката -ан използват –ен. По IUPAC названията на останалите алкени се образуват, като към гръцкото или латинско числително бройно име, съответстващо на броя на въглеродните атоми във веригата, се добави наставката -ен (пентен, хексен, хептен, октен и т.н.).

Когато се определя названието на разклонен алкен с алкилови групи, правилата са сходни с тези за наименуване на алканите, но с няколко основни разлики.

ПървоПРОЧЕТИ ЦЯЛАТА ПУБЛИКАЦИЯ

post

Изомерия на органичните съединения

Въглеводородите са органични съединения, които имат изключително голямо разнообразие. Едната от причините за тази многобройност се нарича явлението изомерия. Благодарение на него съединения с еднакъв качествен и количествен състав имат различни физични или химични свойства. Същността на изомерията се състои в различния строеж или пространствена ориентация на органичните молекули и оттам са и двата основни вида – структурна и пространствена изомерия.

Структурна изомерия

Верижна изомерия

Верижната е подвид на структурната изомерия. При нея изомерите притежават еднакъв, количествен, качествен и функционален състав, но различна по структура верига на молекулите. Веригите могат да бъдат прави или различно разклонени. Обикновено верижните изомери имат различни физични свойства.

Позиционна изомерия

Позиционната е също подвид на структурната изомерия. При тeзи изомери, значение има мястото във веригата, на което се намира дадена функционална група, заместител или сложна връзка. Позиционните изомери също се различават предимно по физичните си свойства, а в някои случаи и по биохимичното си значение. Например природно срещащите се аминокиселини са предимно алфа-изомери.

Метамерията е форма на позиционна изомерия, при която функционалната група е включена в самата въглеводородна вергига, като по този начин я разделя два различно дълги въглеводородни остатъка. Този вид изомери образуват например диалкиламините и етерите.

Функционална изомерия

Функционалните изомери също са структурни … ПРОЧЕТИ ЦЯЛАТА ПУБЛИКАЦИЯ

post

Термохимия – топлинен ефект

При протичането на химичните реакции се извършват процеси на освобождаване или поглъщане на енергия. Най-често тя е под формата на топлина, но може да има и друго естество. Отделянето или поглъщането на енергия под формата на топлина се нарича топлинни ефекти на химичните реакции. Те се отбелязват с латинската буква Q и се измерват в килоджаули (KJ).

Термохимия е дялът от химията, който изучава топлинните ефекти.

Топлинен ефект на екзотермична реакция и ендотермична реакция

Когато дадена химична реакция е съпроводена с отделяне на топлина, се нарича екзотермична и има положителен топлинен ефект ( + Q ). Следващата приложена е екзотермична реакция –  гасене на негасена вар (калциев оксид и вода), при която се  отделя достатъчно топлина, за да се сготви яйце:

CaO +  H2O → Ca(OH)2 + Q

Когато дадена химична реакция е съпроводена с поглъщане на топлина, се нарича ендотермична и има отрицателен топлинен ефект ( – Q ). Дадената за пример ендотермична реакция е между бариев хидроксид и амониев хлорид, като при нея температурата пада до -5°С (може да замразява вода):

Ba(OH)2 + 2NH4Cl → BaCl2 + 2NH3 + 2H2O – Q

Процесите на разтваряне също … ПРОЧЕТИ ЦЯЛАТА ПУБЛИКАЦИЯ