БНБ "БРОКГАУЗ И ЕФРОН" (121188) - Photogallery - Естественные науки - Математика - Технология
|
Вытеснение хим.Определение "Вытеснение хим." в словаре Брокгауза и Ефрона
Вытеснение хим.
— 25 больших калорий и т. д. Вообще наблюдается, что скорость, с которой идут реакции В. при обыкновенной температуре и обыкновенном давлении в значительной степени обуславливается количеством выделяемого тепла; так, из трех приведенных реакций наиболее энергична первая [Реакция не идет до конца, т. е. не получается окиси натрия Nа 2 О, которая представляла бы продукт полного вытеснения водорода из воды, потому что водород, как показал Бекетов, в свою очередь, вытесняет, при условиях опыта, из окиси натрия половину натрия, образуя едкий натр реакция сопровождается выделением тепла (около 3 больших калорий).]; но кроме того, они зависят от многих других условий, а особенно от физического состояния и свойств реагирующих между собою и образующихся веществ. Haпp., цинк, погруженный в воду в кусках или пластинках, действует на нее при обыкновенной температуре крайне слабо, действие происходит только на поверхности его и скоро останавливается, так как образующаяся окись прекращает доступ воды к неизмененному металлу; между тем, тот же цинк, мелко раздробленный, в виде так называемой цинковой пыли, явно способен разлагать воду с выделением водорода и образованием окиси цинка (водной). Тем же объясняется то, что алюминий не действует на воду, между тем как реакция
А l + 3Н 2 O = 3Н + Al(ОH) 3 В. металлов металлами зависит от различных условий, каковы: температура, нейтральность или кислотность данного раствора, природа соли, из которой металл выделяется и т. д. Как общеизвестный пример реакции такого В., можно привести выделение металлическим железом меди из раствора медного купороса (CuSO 4); цинк и кадмий вытесняют свинец из его уксусно-кислых и азотно-кислых солей; цинк вытесняет и железо из хлористого и серно-кислого железа (закиси) и т. д. Легко воспроизводимыми являются притом чаще всего реакции В металлов с более высоким удельным весом — металлами с меньшим удельным весом (Бекетов). [По Одлингу, серебро в растворе азотно-кислой закиси ртути покрывается слоем амальгамы, а в подкисленном растворе хлорной меди — тонким слоем меди; сурьма и висмут в таком же растворе меди (особенно при кипячении) вытесняют последнюю; медь выделяет олово из концентрированного подкисленного раствора двухлористого олова, а свинец из сильнокислого раствора хлористого свинца; медь, олово и свинец выделяют кадмий из кипящего слабо подкисленного средней крепости раствора хлористого кадмия; олово выделяет свинец из кипящего кислого раствора хлористого свинца. Все эти реакции обратны тем, которые идут при обыкновенных условиях.]. Почти все перечисленные реакции идут только в одну сторону: так, если действовать натрием на воду, то он выделит из нее эквивалентное количество водорода, который не способен вытеснять обратно натрий из образующегося едкого натра. Не то наблюдается в некоторых других случаях, особенно если реакция идет в ограниченном пространстве [Уже Дюма, Магнус и др. наблюдали, что раствор азотно-кислого серебра осаждает серебро, если через него (в темноте) пропустить водород, но что раствор серно-кислого серебра при этом не изменяется. Бекетов показал, однако, что серебро вытесняется и из последнего раствора, даже насыщенного, при обыкновенной температуре (1 ч. Ag 2SO4 на 50 ч. Н 2 О), если водород действует на него под давлением около 10 атмосфер. Тамман и Нернст называют то парциальное давление водорода, при котором он находится в равновесии с растворенным металлом, " максимальным". Это максимальное давление служит, очевидно, мерой той работы, которая может быть получена при В. металлом водорода, а так как, с другой стороны, электровозбудительная сила так называемых обратимых гальванических элементов служит мерой той же самой работы, то оказывается, что величина " максимальной" упругости тесно связана с электровозбудительной силой.]; тогда при известных условиях вытесняемое тело, в свою очередь, может стать вытеснителем, причем получится случай так называемого химического равновесия (см. это слово). Для примера разберем действие металлического жeлезa на ограниченное количество водяного пара и реакцию В. галоидов друг другом из галоидных металлов. Еще в 1783 г. Лавуазье и Мёнье показали, что, если действовать на металлическое железо при краснокалильном жаpе парами воды, то получается железная окалина Fe 3 О 4 (закись-окись) и выделяется водород; реакция была ими предложена как способ добывания последнего для наполнения аэростатов (шарлиеров). Но если реагировать избытком железа на ограниченное количество водяных паров, то, как показал г. Сен-Клер Девиль, выделение водорода прекращается, как только упругость его достигнет известной величины, которая не меняется, пока температура остается постоянной, и которая не зависит совершенно от количества взятого железа; если из трубки, в которой ведется опыт (она была у Девиля соединена одним концом с сосудом, в котором находилась вода при 0°С), удалить часть водорода, то разложится новое количество воды; если, наоборот, ввести некоторое количество водорода так, чтобы его давление превысило давление, отвечающее равновеcию (при данной температуре), то этот водород восстановит часть окиси железа (образуя пары воды), пока давление водорода не сравняется с первоначальным. Те же самые явления наблюдаются, если взять трубку с избытком закись-окиси железа и, наполнив ее водородом, сгущать при 0°С воду, образующуюся при нагревании прибора, а именно:
[Упругость водорода падает с возвышением температуры, потому что, как показал Муассан, закись-окись железа в струе водорода при 500°С переходит в закись железа (FeO), а при 600°С начинается восстановление и этой последней в металлическое железо.] Если нагревать в запаянных трубках различные хлористые металлы с эквивалентным хлору количеством брома, то, как нашел Потылицын, часть хлора вытесняется и происходит распределение металла между галоидами (Cl и В r). В образующейся смеси солей, количество брома, по Потылицыну, пропорционально атомным весам взятых элементов (если сравнивать между собою элементы одного семейства периодической системы) и обратно пропорционально квадратам их эквивалентности (если сравнивать элементы различных семейств) или, вообще, если взято хлористое соединение MCln, то оно с n Br дает % замещения = 4M/n 2 (M — атомный вес металла, а n атомность элемента); следующая таблица показывает, что это выражение довольно хорошо отвечает опытным данным.
Если масса брома увеличивается, то и количество вытесненного хлора возрастает, напр., если на частицу хлористого натрия будут действовать массы брома 1 и 4 эквивалентов, то проценты вытесненного хлора будут: 6,08 и 12,46%; при действии на частицу хлористого бария 1, 4, 9, 16, 25 и 100 частиц брома, проценты вытесненного хлора = 7,8, 17,6, 23,5, 31,0, 35,0 и 45%. Обратная реакция В. брома хлором из бромистых металлов идет несравненно быстрее, но останавливается, достигнув тех же пределов, которые наблюдаются при действии брома на хлористые металлы. Если бы эти числовые данные и оказались не вполне точными, то, во всяком случае, приведенные опыты с несомненностью показали, что даже и в столь простых, по-видимому, условиях направление реакции обуславливается не одним положительным термическим эффектом (образование бромистых металлов из хлористых сопровождается, напротив, поглощением тепла), а, что вернее, в сложной среде от величины положительного термического эффекта зависит только скорость реакции [К реакциям В. очень часто прибегают для измеpeния силы химического сродства, но такие исследования могут привести только к данным о скоростях реакции. Кроме того, необходимо заметить, что нам неизвестна природа химического сродства или той силы, которая проявляется между разнородными атомами; несомненно только, что она отлична от силы тяготения: последняя действует одинаково на все виды материи и напряжение ее определяется массой и взаимным расстоянием притягивающихся тел, между тем как химическое сродство обусловлено не только природой реагирующих тел, но и условиями реакции — оно, так сказать, является избирательным притяжением, напряжeниe которого меняется, кроме того, с внешними обстоятельствами. Для пpимеpa укажем на приведенную выше реакцию железа с парами воды: при краснокалильном жаре Fe разлагает воду, а при более низкой температуре водород вытесняет железо из его кислородных соединений, образуя воду. Вероятно, что молекулы реагирующих между собою веществ должны двигаться с вполне определенной скоростью, чтобы реакция могла иметь место. Кинетическая тeopия газов предполагает, что при данной средней температуре некоторые частицы — всякого тела — одарены большей, а некоторые меньшей скоростью; отношение между количествами тех и других меняется с температурой. Поэтому можно, кажется, допустить, что химическая реакция является в некотором роде избирательным процессом, который состоит в подборе частиц, обладающих требуемой, при данных условиях, скоростью.]. О В. кислот друг другом см. Химическое сродство, а о взаимном В. оснований — там же и Фракционированное осаждение. А. И. Горбов. Δ .
Статья про "Вытеснение хим." в словаре Брокгауза и Ефрона была прочитана 1450 раз |
TOP 15
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||