Category Bez kategorii

Stan układu materialnego, który w określonych warunkach (ciśnienie, temperatura) może być utrzymywany przez czas dowolnie długi, nosi nazwę stanu równowagi. Współistnienie faz w układzie wielofazowym uzależnione jest w określony sposób od ich liczby oraz od liczby składników niezależnych tworzących układ. Zmiana któregokolwiek czynnika, charakteryzującego stan równowagi (ciśnienie, temperatura, skład ilościowy poszczególnych faz) pociąga za sobą z reguły zmianę innych czynników, a może też spowodować zanik jednej z istniejących faz lub pojawienie się nowej. Liczba czynników, które mogą być zmienione dowolnie i niezależnie od siebie w szerszych lub węższych granicach bez zmiany liczby faz układu, nazywa się zmiennością lub stopniem swobody układu. Fizyk amerykański W...

Podobnie jak elektrony, również i jądra atomowe wykonywać mogą ruch obrotowy dokoła osi (spin jądrowy). W substancjach prostych o cząsteczkach dwuatomowych istnienie tego spinu ujawnia się w ich widmie optycznym. Na tej drodze udało się np. stwierdzić, że zwykły wodór składa się z dwu odmian, orto- i parawodoru, różniących się od siebie tym, że w ortowodorze kierunki spinów obu jąder atomowych w cząsteczce są zgodne, w parawodorze natomiast — przeciwne. Zwykły wodór zawiera w temperaturze pokojowej obie odmiany w stanie równowagi w stosunku orto : para = 3 :1. W temperaturach niższych stosunek ten zmienia się na korzyść odmiany para, tak iż w — 250°C trwała jest tylko odmiana para. Przez ponowne ogrzanie do temperatury pokojowej odmiana ta powoli tylko przekształca się w odmianę orto, można więc porównać jej własności z własnościami „zwykłego” wodoru. Przez takie porównanie stwierdzono występowanie pewnych różnic w niektórych własnościach fizycznych.

Wyłożony powyżej pogląd na budowę gazów wyjaśnia w zadowalający sposób ich nieograniczoną rozszerzalność. Gdy gaz zawarty jest w naczyniu, cząsteczki w swym ruchu termicznym uderzają o ścianki, co uzewnętrznia się w postaci ciśnienia gazu.

Roztwory koloidowe są układami w stanie równowagi nietrwałej. Dzięki silnemu rozwinięciu powierzchni rozdziału między fazami mają one w porównaniu z układami makroskopowo niejednolitymi pewien nadmiar energii powierzchniowej. Wskutek tego układy rozproszone powinny dążyć do zmniejszenia powierzchni rozdziału drogą łączenia się cząstek, czyli drogą koagulacji. Jeśli jednak roztwory koloidowe są na tyle trwałe, że mogą być przechowywane niekiedy przez czas bardzo długi bez dostrzegalnych zmian, to sądzić należy, że działają tu jakieś szczególne czynniki stabilizujące. Jednym z tych czynników jest ładunek elektryczny, jakim obdarzone są zwykle cząstki fazy rozproszonej. Przekonać się o tym łatwo, wytwarzając w roztworze koloidowym pole elektryczne. Rozpoczyna się wówczas wędrówka cząstek w kierunku elektrody o znaku przeciwnym znakowi ładunku cząstek. Zjawisko to, zwane, kalajorezą lub elektroforezą, jest zupełnym odpowiednikiem zjawiska elektrolizy w roztworach elektrolitów.

Zdarza się często, że kryształy wykazują identyczne własności nie tylko w kierunkach równoległych, lecz również i w innych kierunkach. Kierunki równorzędne są zawsze rozmieszczone w kryształach w sposób prawidłowy, symetryczny. Odpowiada im również symetryczne położenie odpowiednich elementów geometrycznych (ścian, krawędzi, naroży) zewnętrznej postaci kryształów.

Dość obszerną znajomość procesów chemicznych spotyka się też u ludów cywilizowanych Dalekiego Wschodu — Chińczyków i Indusów.

Rzecz jasna, że przewodnictwo właściwe (wyjąwszy niektóre roztwory bardzo stężone) rośnie wraz ze stężeniem elektrolitu. Jeśli jednak wziąć pod uwagę stosunek przewodnictwa właściwego x do stężenia c (tzw. przewodnictwo molowe lub równoważnikowe l — >(jc), to można stwierdzić, że stosunek ten rośnie ze wzrostem rozcieńczenia, gdyż wskutek wzrastającego stopnia dysocjacji coraz większy odsetek ogólnej liczby cząsteczek bierze udział w przenoszeniu ładunku elektrycznego przez roztwór. W roztworach bardzo rozcieńczonych przewodnictwo molowe dąży do pewnej wartości granicznej, odpowiadającej całkowitej dysocjacji elektrolitu (a = 1). Ta wartość graniczna oznaczana jest przez i nosi nazwę przewodnictwa granicznego lub przewodnictwa w rozcieńczeniu nieskończenie wielkim.

Stosując kilka wskaźników, można za pomocą metody kolorymetrycznej oznaczyć wykładnik wodorowy badanego roztworu z dokładnością paru dziesiątych jednostek pH. Wskaźniki stosuje się przede wszystkim w analizie ilościowej podczas miareczkowania kwasów zasadami (i odwrotnie) dla uchwycenia punktu zobojętnienia (por. § 36).

Teoria sieciowej budowy kryształów, od dawna już przyjęta powszechnie w krystalografii, otrzymała bezpośrednie potwierdzenie doświadczalne dopiero w 1912 r., gdy Laue ze współpracownikami zastosował promienie X do badania struktury kryształów (§ 76). W me todzie Lauego na płytkę wyciętą z kryształu prostopadle do którejkolwiek z jego osi symetrii rzuca się w kierunku tej osi równoległą wiązkę promieniowania X o rozmaitych długościach fali (rys. 70). Na płycie fotograficznej, ustawionej poza kryształem prostopadle do kierunku promieni, otrzymuje się obok zaczernienia, odpowiadającego wiązce nieugiętej, szereg punktów wytworzonych przez wiązki promieni ugiętych na poszczególnych płaszczyznach sieci przestrzennej kryształu. Zespół tych punktów tworzy na kliszy obraz, którego symetria odpowiada krotności osi symetrii kryształu.

Wartości liczbowe rozpuszczalności różnych soli leżą w bardzo szerokich granicach. Obok soli praktycznie nierozpuszczalnych (BaSO — część soli na 450 000 części wody w 18°C, AgCl — 1 : 650 000 w 20°C) spotyka się substancje tak łatwo rozpuszczalne, że ich nasycone roztwory zawierają więcej substancji rozpuszczonej niż rozpuszczalnika (AgNOg — 1 : 0,464 KJ — 1 : 0,692 w 20°C).

Książka Boyle’a ma dla dalszego rozwoju chemii znaczenie podstawowe. Chemicy następnego okresu, aczkolwiek nie zdołali całkowicie wyzwolić się od dawniejszych wielowiekowych przesądów i w pismach swoich wyrażają niekiedy poglądy całkiem fantastyczne, na ogół idą jednak za wskazaniami Boyle’a.

Istnieje dosyć liczna grupa związków, których budowa nie daje się przedstawić za pomocą kreskowych wzorów strukturalnych. Do grupy tej należą takie związki, jak hydraty, amoniakaty (§ 170) oraz tzw. związki zespolone (kompleksowe), np. żelazocyjanek potasowy, K/,[Fe(CN)6], sole amonowe (§ 171) i in.

Jeden ze sposobów takiego obliczenia opiera sią na równaniu Geigera i Nutalla, podającym zależność pomiędzy okresem półtrwania pierwiastka t a zasięgiem R, wysyłanych przezeń promieni « (§ 68): logr=jl — C-logii, (SI,4) gdzie A i C są to stale określone jedynie dla pierwiastków należących do tego samego szeregu promieniotwórczego. Ich wartości można obliczyć, znając t i R dla dwóch pierwiastków danego szeregu.

Pozostaje przypadek ostatni, w którym substancja rozpuszczona jest w warunkach doświadczenia substancją stałą. Póki roztwór jest nienasycony, układ jest dwufazowy, a więc dwuzmienny. Można zmieniać niezależnie od siebie dwa parametry układu, np. temperaturę i skład roztworu. Gdy natomiast przez wprowadzenie dostatecznej ilości substancji rozpuszczonej osiągnięty zostanie stan nasycenia, tzn. gdy obok dotychczasowych dwóch faz (roztworu i pary) pojawi się trzecia — stała, wówczas układ przechodzi z dwuzmiennego w jednozmienny. W takim układzie temperatura wyznacza zarówno prężność pary nad roztworem, jak i skład wszystkich trzech faz. Chodzi tu najczęściej o wpływ temperatury na stężenie roztworu nasyconego, czyli na rozpuszczalność substancji stałej. Fazę stałą bowiem stanowi zazwyczaj czysta substancja rozpuszczana (albo określony jej związek z rozpuszczalnikiem, np. hydrat), w fazie gazowej zaś występuje sama tylko para rozpuszczalnika, gdyż prężność pary substancji stałych w niezbyt wysokich temperaturach jest najczęściej tak niewielka, że bez obawy popełnienia większego błędu może być pominięta. Takie substancje stałe nazywa się substancjami nielotnymi.