Category Bez kategorii

Roztwory nienasycone substancji nielotnych w lotnym rozpuszczalniku są układami dwuskładnikowymi i dwufazowymi, a więc dwu- zmiennymi. W określonej temperaturze można jeszcze w pewnych granicach zmienić skład roztworu, który decyduje o prężności pary rozpuszczalnika nad roztworem. Reguła faz nic nie mówi, w jaki sposób skład roztworu wpływa na prężność pary. Wiadomości o tym dostarczyły badania Raoulta (1886), który stwierdził, że prężność pary nad roztworem substancji nielotnej (p) jest zawsze mniejsza niż nad czystym rozpuszczalnikiem w tej samej temperaturze (p0). Jeśli stężenie roztworu jest niewielkie, to względne obniżenie prężności pary rozpuszczalnika nad roztworem substancji nielotnej równa się ułamkowi molowemu substancji rozpuszczonej. Matematycznie prawo Raoulta wyraża się wzorem następującym: gdzie Ti oznacza liczbę moli substancji rozpuszczonej, a n0 —liczbę moli rozpuszczalnika. Dla roztworów rozcieńczonych, gdzie nu >> n, można odrzucić w mianowniku liczbę moli substancji rozpuszczonej, przez co równanie przyjmie postać nieco prostszą:

Rzut oka na tabl. 17, w której pierwiastki uszeregowane są w kolejności wzrastających liczb atomowych, pozwala stwierdzić, że niższe powłoki elektronowe mają jednakową budowę u wszystkich pierwiastków posiadających dostateczną liczbę ogólną elektronów. Im większa jest liczba atomowa pierwiastka (im większy ładunek jądra), tym silniej powłoki te są z jądrem związane.

Gdy mowa o wzajemnym wpływie słabych kwasów lub zasad i ich soli na stan dysocjacji w roztworze wodnym, pamiętać należy, że i sama woda jest również zdysocjowana w myśl równania: nonII oír.

Od promieni katodowych promienie !1 różnią się znacznie większą prędkością, dochodzącą do 0,9—0,95 prędkości światła. Trzeci wreszcie rodzaj promieniowania substancji radioaktywnych, promienia a, jest również natury korpuskularnej, tj. stanowi strumień cząstek, poruszających się z dużą prędkością. Z kierunku i wielkości ich odchylenia w polu magnetycznym i elektrycznym wynika, że niosą one na sobie ładunek elektryczny dodatni i poruszają się z prędkością co najwyżej 15 000—20 000 km/sek. Wartość stosunku e/m dla cząstek « jest mniej więcej dwukrotnie mniejsza niż dla jonu wodorowego (] ,445 1014 j.ES/g w stosunku do 2,871 1014 j.ES/g). Można więc założyć, że liczbowo cząsteczka a ma taki sam ładunek, jak jon wodorowy i dwukrotnie większą masę lub też że ładunek jest dwukrotnie, a masa czterokrotnie większa itd.

Teoria Bohra znacznie się komplikuje, gdy zastosuje się ją do atomów, w których skład wchodzi więcej niż jeden elektron. Komplikacje występują od razu przy przejściu do następnego pierwiastka, helu, posiadającego dwa elektrony. Dokładne rozwinięcie teorii budowy atomu tego pierwiastka wymagałoby rozwiązania w ogólnej formie tzw. „problemu trzech ciał”, tzn. znalezienia praw ogólnych, według których działają na siebie trzy ciała. Z tylu bowiem elementów budowy składa się atom helu. Trudności matematyczne związane z tym zagadnieniem są tak wielkie, że nie udało się ich dotychczas pokonać w całości. Dla celów chemicznych nie jest to na ogół konieczne. Wystarczy ustalić, w jaki sposób elektrony rozmieszczone są dokoła jądra w stanie nie- pobudzonym: czy wszystkie znajdują się na pierwszym poziomie energetycznym, czy też na kilku.

Inną, mniej czulą reakcją, charakterystyczną dla nadtlenku wodoru, jest reakcja z kwasem chromowym, otrzymanym przez zakwaszenie kwasem siarkowym pomarańczowego roztworu dwuchromianu potasowego, K2Cr2C>7. Jeśli na roztwór ten nalać warstewkę eteru, a następnie dodać nieco wody utlenionej, wówczas pod wpływem utleniającego działania nadtlenku wodoru na kwas chromowy powstaje nietrwały nadtlenek chromu, rozpuszczający się w eterze z granatowym zabarwieniem. Zabarwienie to wkrótce znika, wodny roztwór zaś zmienia barwę z pomarańczowej na zieloną wskutek redukcji kwasu chromowego na sól chromową. Reakcja ta wykazuje w poglądowy sposób zarówno utleniające, jak i odtleniające działanie H202.

Wśród soli zespolonych zawierających w kompleksie ligandy co najmniej dwóch rodzajów, spotyka się liczne przykłady izomerii (§ 82), wynikającej z różnego rozmieszczenia przestrzennego grup koordynacyjnie związanych dokoła atomu centralnego (stereoizomeria). W kompleksach o liczbie koordynacji 4, jak już stwierdzono (§ 83), ligandy zajmują najczęściej naroża regularnego czworościanu, w którego środku znajduje się atom centralny. W takim ugrupowaniu wszystkie pozycje są względem siebie równorzędne. Wobec tego w związkach typu MA2B2, zawierających po dwa ligandy dwojakiego rodzaju, sposób ich rozmieszczenia jest zupełnie obojętny. Toteż wśród tego typu związków nie należy oczekiwać występowania stereoizomerii. Rzadsze przypadki, w których stereoizomeria została stwierdzona, np. u chlorków dwuammi- noplatynowych Pt(NH2)2Cl2 (§ 430), dadzą się wyjaśnić założeniem (potwierdzonym zresztą na innej drodze), że w tych przypadkach ligandy rozmieszczone są na rogach płaskiego kwadratu z atomem centralnym pośrodku. W jednej odmianie ligandy jednakowe zajmują kąty kwadratu przyległe do tego samego boku (odmiana cis, wzór I) w drugiej — położone są one po przekątnych kwadratu (odmiana trans, wzór II):

Szczególnie ciekawy przypadek stanowi izotopia wodoru. Tu bowiem różnica ciężaru atomowego izotopów dochodzi do 100%. Powoduje to już tak znaczne różnice we własnościach fizycznych (a po części i chemicznych) obu izotopów, że uznano za stosowne nadać izotopowi cięższemu osobną nazwę — deuter (od greckiego SeuTspoę = drugi) i osobny symbol chemiczny — D.

Powstają w ten sposób jony jedno- lub dwuujemne, w których występuje znów taka sama liczba elektronów i jednakowy ich układ jak u najbliższego helowca. Różnica polega jedynie na mniej- szym ładunku jądra, odpowiednio do mniejszej liczby atomowej i, co za tym idzie, na większej średnicy jonów. Rys. 49 przedstawia schematycznie układ elektronów w atomie neonu w zestawieniu z układem w atomach pierwiastków sąsiednich w stanie elektrycznie obojętnym oraz w postaci jonów1.

Spotyka się jednak wśród roztworów koloidowych, zwłaszcza lio- filowych, również i takie, które nie dają zjawiska elektroforezy, których cząstki zatem są pozbawione ładunku elektrycznego. Mimo to koloidy te należą zwykle do najtrwalszych i dla przeprowadzenia ich w stan żelu trzeba stosować stężenie elektrolitu, co najmniej kilkadziesiąt razy większe niż to, które wystarcza do koagulacji koloidów liofobowych. Czynnika powodującego trwałość tych koloidów upatrywać należy w silnej solwatacji ich cząstek, tj. przyłączaniu przez nie (prawdopodobnie wskutek adsorpcji) dużej liczby cząsteczek ośrodka dyspergującego, które tworzą dokoła cząstek koloidu rodzaj osłony, nie pozwalającej im skupiać się w większe zespoły przez bezpośrednie zetknięcie. Koagulację takich koloidów można zwykle wywołać bądź przez ogrzanie, które przeciwdziała adsorpcji (§ 59), bądź przez dodanie innego rozpuszczalnika, wpływającego również na usuwanie cząsteczek z powierzchni cząstki koloidowej, jak to ma miejsce np. podczas koagulacji hy- drozoli białka po dodaniu alkoholu.

Czysty nadtlenek wodoru przedstawia się jako syropowata ciecz, prawie półtora raza cięższa od wody, w cienkich warstwach bezbarwna, w grubszych — niebieskawa. Krzepnie niewiele poniżej 0°C, lecz daje się łatwo przechłodzić. Niewielkie ilości wody w silnym stopniu obniżają temperaturę krzepnięcia. Z wodą nadtlenek wodoru miesza się w każdym stosunku. W bardzo niskich temperaturach tworzy się hydrat, topniejący w — 51°C. Również i z niektórymi solami, zwłaszcza z boranami, H202 łączy się na nietrwałe związki, odpowiadające hydratom.

– Ciężary atomowe pierwiastków (1959)

L. at. Nazwa Sym bol Ciężar atomowy L, at. Nazwa G _ fc> O -IJ3 Ciężar atomowy L. at. Nazwa Sym bol Ciężar atomuwy

Jak wspomniano w § 50, dysocjacja słabego kwasu zostaje silnie cofnięta przez wprowadzenie do roztworu jego soli. Słaby kwas w obecności swojej soli występuje więc w roztworze praktycznie całkowicie w postaci niezdysocjowanej, a znajdujące się w roztworze aniony An— pochodzą z dysocjacji soli. Że zaś sól jest elektrolitem mocnym, więc stężenie anionu jest równe całkowitemu stężeniu soli.

W roku 1896 francuski fizyk Becquerel badając promieniowanie ciał fluoryzujących stwierdził, że metaliczny uran i wszystkie jego związki wysyłają samorzutnie nie znany dotychczas rodzaj promieni. Promienie te, niewidzialne dla oka, powodują jonizację powietrza, wywołują zaczernienie płyty fotograficznej oraz inne przemiany chemiczne, padając zaś na niektóre substancje, jak np. siarczek cynkowy, pobudzają ich świecenie. Promienie uranowe, jak je Becquerel nazwał, są dość przenikliwe przechodzą przez warstwy powietrza grubości kilku centymentrów, przez papier, a nawet przez cienkie blaszki metalowe. Zagadnieniem promieni uranowych zajęła się bliżej M. S k ł o d o w- ska-Curie. Stwierdziła ona przede wszystkim, że natężenie promieniowania preparatu uranowego jest ściśle proporcjonalne do zawartości w nim uranu i niezależne od rodzaju związku chemicznego, w jakim pierwiastek ten występuje. Jest ono więc własnością atomową uranu. Z innych znanych podówczas pierwiastków również tor okazał się obdarzony podobną własnością. Natężenie promieniowania M. Curie badała, mierząc szybkość opadania listków w umieszczonym w pobliżu preparatu uranowego elektroskopie listki traciły swój ładunek tym szybciej, im silniejsza była jonizacja otaczającego powietrza, a więc im intensywniejsze było promieniowanie.