Какъв химикал. Какво е вещество в химията? Свойства на веществата. Класове вещества. Изградени са от молекули

По дефиниция химикалите представляват някакъв риск, ако се използват неправилно и не се полагат правилни грижи. За да се знае точно какво да очаквате от определено вещество, има класификации на химикалите според степента на опасност.

Съгласно установените изисквания на GOST 12.1.007-76 химични веществаразделени в четири класаот нивото на токсичност и техния ефект върху живите организми, по-специално върху хората и животните. Класът на опасност зависи от фактори като MPC, CVIO, средната летална доза, когато се прилага върху кожата или се поглъща. Друг документ, регулиращ нивото на опасност от химикали, е SanPiN 2.1.4. 1074-01.

Класификация на химически опасни вещества

1-ви клас на опасност

1-ви клас на опасност. Това са изключително опасни вещества., MPC на която е по-малка от 0,1. Стомашната доза за летален изход е по-малка от 15 mg / kg от което и да е вещество, принадлежащо към този клас на токсичност. За летален изход при контакт с кожата са достатъчни само 100 милиграма или по-малко от такова вещество на килограм. Горните дози по време на експериментите доведоха до смъртта на повече от половината от експерименталните животни. В таблиците, посочени като LD 50 (орално) и LD 50 (дермално).

Следващият, най-важен показател за токсичността и опасността на дадено вещество е неговата ГДК или максимално допустимата концентрация. Максималната граница на концентрация за изключително опасни вещества в атмосферата е около 0,1 милиграма на кубичен метър. Коефициентът на възможността за инхалационно отравяне е повече от 300, зоната на остро действие е 6,0, зоната на хронично действие е 10, зоната на биологично действие е повече от 1000.

Прието е никотинът, калиев цианид и други да се носят към изключително опасни вещества. Превишаването на горните показатели води до необратими смущения в екологичната система и до смърт на живите организми.

2-ри клас на опасност

Това са силно опасни вещества., LD 50 (перорално) на такива вещества е 15-150 mg / kg, в зависимост от естеството на веществото, и LD 50 (дермално) - 100-500 mg / kg. Тези вещества носят голяма опасностза хората и животните поради неговия разрушителен ефект.

Те също са много опасни за, тъй като максимално допустимата концентрация на такива вещества е до 1,0 милиграма, KVIO - от 30 до 300, ZOD - 6, 18, ZHD - 5-10, ZBD - 100-100.

Силно опасните вещества включват арсен, хлороформ, олово, литий и т.н. Често тези вещества се използват като отрови или транквиланти. Повечето от тях са с много ограничен достъп.

3-ти клас на опасност

Умерено опасни вещества... Смъртоносната доза на такива вещества при контакт с кожата е 501-2500 mg / kg, а в случай на поглъщане - 151-5000 mg / kg. Максимално допустимата концентрация в атмосферата е до 10 mg / m3, коефициентът на поява на инхалационно отравяне при температура от 20 градуса по Целзий е от 3 до 30. Този показател е установен по време на експерименти върху лабораторни мишки.

Зоната на остро действие е 18-54, зоната на хронично действие е 5-2.5, биологичното действие е от 10 до 100.

Списъкът на умерено опасните вещества включва бензин, алуминиева киселина, съединения на алуминий, манган и т.н. Въпреки относително ниските нива, такива вещества трябва да се третират внимателно. Тези вещества се използват активно не само в производството, но и в ежедневието и затова трябва да им обърнете специално внимание.

4 клас на опасност

Нискорискови вещества... Тези химикали представляват най-малката заплаха поради ниската си степен на опасност и токсичност. LD 50 (орално) на такива вещества е повече от 5000 mg / kg, кожа - повече от 2500 mg / kg, MPC - повече от 10, CVIO - по-малко от 0,3, остра зона - повече от 54, хронична зона - по-малко от 2,5 , и зона на биологично действие - по-малко от 10.

Всеки знае тези вещества, тъй като те представляват в по-голямата си част един от компонентите на нашия живот. Списъкът на веществата с ниска опасност включва популярния горивен керосин, амоняк, който може да се намери в почти всяка аптечка, алуминий, железни съединения и етанол. Много често тези вещества се използват за експерименти в уроците по химия.

Списъкът на вредните вещества по естеството на въздействието върху организма

Химикалите и елементите могат да се различават не само по токсичност, но и по естеството на въздействието им върху организма. И за да имате пълна картина на всяко вещество или съединение, трябва да вземете предвид данните от двете класификации, в зависимост от класа, всяко от веществата има свой собствен цвят, според таблицата.

За вас ще бъде полезно да знаете как се извършва в съответствие със SanPiN 2.1.7.2790-10.

В какви случаи се прилагат нарастващите надценки, прочетете новите стандарти за консумация на горива и смазочни материали.

Следвайте връзката за последователността на въвеждане на обекти в "Държавния регистър на съоръженията за обезвреждане на отпадъци".

Така излагането на химикали може да бъде от следното естество:

  1. Естеството на дразнещото действие. При контакт с кожата може да се появи известно зачервяване. Такива вещества включват фосфор, хлор, флуор, водородни оксиди и др.
  2. Естеството на каутеризиращото действие. При контакт с кожата или вътре в тялото могат да възникнат изгаряния с различна тежест. Това са вещества като солна киселина и амоняк.
  3. Задушаващи вещества. Високото съдържание на такива вещества във въздуха може да доведе до асфиксия и впоследствие до смърт. Този ефект се притежава от фосген и хлоропикрин.
  4. Токсични химикали. Това са вещества, които могат да повлияят неблагоприятно на човешкото тяло, да причинят различна степен на отравяне. Арсенов водород, сероводород, етиленов оксид, циановодородна киселина - това са веществата, които представляват токсична опасност за живите организми.
  5. Наркотични вещества. Такива вещества предизвикват пристрастяване, попадайки в тялото, унищожавайки го. Или е много трудно, или невъзможно да се откажете от придобития навик. Такива вещества се наричат ​​наркотици и трябва да се избягват от обикновения човек. Такива вещества могат да бъдат полезни само в медицината, но дори и там има редица изисквания и ограничения. Наркотичните вещества включват никотин, метил хлорид, метил бромид, формалдехид и т.н.

Всички химикали могат да бъдат класифицирани в два вида: чисти вещества и смеси (Фигура 4.3).

Чистите вещества имат постоянен състав и добре дефинирани химични и физични свойства. Те винаги са хомогенни (хомогенни) по състав (виж по-долу). Чистите вещества от своя страна се подразделят на прости вещества (свободни елементи) и съединения.

Просто вещество (свободен елемент) е чисто вещество, което не може да бъде разделено на по-прости чисти вещества. Елементите обикновено се подразделят на метали и неметали (вж. Гл. 11).

Съединението е чисто вещество, съставено от два или повече елемента, свързани заедно в постоянни и определени взаимоотношения.Например съединението въглероден диоксид (CO2) се състои от два елемента - въглерод и кислород. Въглеродният диоксид неизменно съдържа 27,37% въглерод и 72,73% кислород в тегловно отношение. Това твърдение се отнася в еднаква степен за пробите от въглероден диоксид от Северния полюс, Южния полюс, пустинята Сахара или Луната. По този начин във въглеродния диоксид въглеродът и кислородът винаги са свързани в постоянна и строго определена връзка.

Фиг. 4.3. Класификация на химикалите

Смесите са вещества, съставени от две или повече чисти вещества.Те имат произволен състав. В някои случаи смесите се състоят от една фаза и след това се наричат ​​хомогенни (хомогенни). Пример за хомогенна смес са разтворите. В други случаи смесите се състоят от две или повече фази. Тогава те се наричат ​​хетерогенни (хетерогенни). Пример за хетерогенна смес е почвата.

Видове частици. Всички химикали - прости вещества (елементи), съединения или смеси - са съставени от един от трите вида частици, които вече сме срещали в предишните глави. Тези частици са:

  • атоми (атомът се състои от електрони, неутрони и протони, виж глава 1; атомът на всеки елемент се характеризира с определен брой протони в ядрото си и това число се нарича атомно число на съответния елемент);
  • Молекули (молекулата се състои от два или повече атома, свързани заедно в цяло число);
  • йони (йонът е електрически зареден атом или група атоми; зарядът на йон се дължи на добавянето или загубата на електрони).

Елементарни химически частици. Елементарна химическа частица е всеки химически или изотопно индивидуален атом, молекула, йон, радикал, комплекс и т.н., които могат да бъдат идентифицирани като отделна видова единица. Колекция от идентични елементарни химически частици образува химически вид. Химичните имена, формули и уравнения на реакциите могат да се отнасят, в зависимост от контекста, до елементарни частици или химически видове *. Понятието за химично вещество, въведено по-горе, се отнася до химичен вид, който може да бъде получен в достатъчни количества, за да позволи откриването на неговите химични свойства.

Нека в училище, към което принадлежим химиякато един от най-трудните и следователно „не обичани“ предмети, но не е необходимо да се спори с факта, че химията е важна и значима, защото спорът е обречен на провал. Химията, подобно на физиката, ни заобикаля: тя е молекули, атомиот които се състоят вещества, метали, неметали, връзкии т.н. Затова химия- една от най-важните и обширни области на естествената наука.

Химиятова е наука за веществата, техните свойства и трансформации.

Предметът на химиятаса форми на съществуване на обекти от материалния свят.В зависимост от това на какви обекти (вещества) изучава химията, химията обикновено се разделя неорганичнии органични... Примери за неорганични вещества са кислород, вода, силициев диоксид, амоняк и сода, примери за органични вещества - метан, ацетилен, етанол, оцетна киселина и захароза.

Всички вещества, като сградите, са изградени от тухли - частиции се характеризира определен набор от химични свойства- способността на веществата да участват в химични реакции.

Химична реакция -това са процесите на образуване на сложни вещества от по-прости, преходът на едни сложни вещества към други, разлагането на сложни вещества в малко по-прости вещества. С други думи, химична реакцияЕ трансформацията на някои вещества в други.

В момента е известно много милиони вещества, към тях постоянно се добавят нови вещества - както открити в природата, така и синтезирани от човека, т.е. изкуствено получени. Броят на химичните реакции не е ограничен, т.е. изключително страхотно.

Нека си припомним основните понятия на химията - вещество, химични реакциии т.н.

Централната концепция на химията е концепцията вещество... Всяко вещество притежава уникален набор от функции- физични свойства, които определят индивидуалността на всяко конкретно вещество, например, плътност, цвят, вискозитет, летливост, точки на топене и кипене.

Всички вещества могат да бъдат вътре три агрегатни състояниятвърдо (лед), течност (вода) и газообразен (двойки) в зависимост от външни физически условия. Както виждаш вода H 2 Oпредставени във всички декларирани държави.

Химичните свойства на дадено вещество не зависят от състоянието на агрегация, а физическите свойства, напротив, зависят.Така че, при всяко състояние на агрегиране сяра Sвърху горивните форми серен диоксид SO 2, т.е. проявява същите химични свойства, но физични свойства сяраса много различни в различните агрегатни състояния: например плътността на течната сяра е 1,8 g / cm 3,твърда сяра 2,1 g / cm 3и газообразна сяра 0,004 g / cm 3.

Химичните свойства на веществата се идентифицират и характеризират чрез химични реакции.Реакциите могат да протичат както в смеси от различни вещества, така и в рамките на едно вещество. Когато протича химическа реакция, винаги се образуват нови вещества.

Химичните реакции са описани най-общо уравнението на реакцията: Реактиви → Продуктикъдето реагенти Взети ли са изходните материали за реакцията и продукти - това са нови вещества, които са се образували в резултат на реакцията.

Химичните реакции винаги са придружени физически ефекти- може да бъде абсорбция или отделяне на топлина, промени в агрегатното състояние и цвета на веществата; ходът на реакциите често се съди по наличието на тези ефекти. И така, разлагането зелен минерал малахитпридружено от абсорбция на топлина(ето защо реакцията протича при нагряване) и в резултат на разлагането, твърд черен меден (II) оксиди безцветни вещества - въглероден диоксид CO 2 и течна вода H 2 O.

Химичните реакции трябва да се различават от физически процесикоито променят само външната форма или състояние на агрегиране вещество (но не и неговия състав); най-често срещаните са физическите процеси като смачкване, пресоване, сливане на смеси, смесване, разтваряне, филтриране на утайката, дестилация.

С помощта на химични реакции е възможно да се получат практически важни вещества, които се намират в природата в ограничени количества ( азотни торове) или изобщо не се появяват ( синтетични лекарства, химически влакна, пластмаси). С други думи, химията ви позволява да синтезирате вещества, необходими за човешкия живот... Но химическото производство също носи много вреда на околния свят - под формата на замърсяване, вредни емисии, отравяне на флората и фауната, така използването на химията трябва да бъде рационално, внимателно и подходящо.

сайт, с пълно или частично копиране на материала, се изисква връзка към източника.

  • всички метали;
  • много неметали (инертни газове, ° С , Si , Б. , Se , Като , Te ).
Молекулите се състоят от:
  • почти всички органични вещества;
  • малък брой неорганични: прости и сложни газове ( Н 2, O 2 , O 3, N 2, F 2, Cl 2, NH 3, CO, CO 2 , SO 3, SO 2, N 2 O, НЕ, НЕ 2, Н 2 S), както и Н20, Br 2, I 2и някои други вещества.
Йоните се състоят от:
  • всички соли;
  • много хидроксиди (основи и киселини).

Те се състоят от атоми или молекули, - от молекули или йони. Молекули на прости веществасе състоят от едни и същи атоми, молекули на сложни вещества- от различни атоми.

Законът за постоянството на състава

Открит е законът за постоянството на състава J. Прустпрез 1801 г .:

Всяко вещество, независимо от метода на неговото приготвяне, има постоянен качествен и количествен състав.

Например въглероден оксид CO 2може да се получи по няколко начина:

  • C + O2 = t = CO 2
  • MgCO 3 + 2HCl = MgCl 2 + H 2 O + CO 2
  • 2CO + O2 = 2CO2
  • CaCO 3 = t = CaO + CO 2

Независимо от метода на приготвяне, молекулата CO 2винаги има едно и също структура: 1 въглероден атоми 2 кислородни атома.

Важно е да запомните:

  • Обратното твърдение е това определено съединение съответства на определено съединение, погрешно... Например, диметилов етери етанол имат еднакъв качествен и количествен състав, отразени в най-простата формула С2Н6Ообаче те са различни вещества, тъй като имат различна структура. Техните рационални формули в полуразширена форма ще бъдат различни:
  1. СНЗ - О - СНЗ(диметилов етер);
  2. СНЗ - СН2 - ОН(етанол).
  • Законът за постоянството на съставастрого приложим само за връзки с молекулярна структура (колортониди). Съединения с немолекулярна структура ( бертолиди) често имат променлив състав.

Химичен състав на сложни вещества и механични смеси

Сложно вещество (химично съединение)Е вещество, съставено от атоми на различни химикали.

Основните признаци на химично съединение:

  • Еднородност;
  • Консистенция на състава;
  • Съвместимост на физичните и химичните свойства;
  • Изолация или абсорбция по време на формирането;
  • Невъзможност за разделяне на съставни части чрез физически методи.

В природата няма абсолютно чисти вещества. Всяко вещество съдържа поне незначителен процент примеси. Следователно на практика те винаги се занимават с механични смеси от вещества. Ако обаче съдържанието на едно вещество в сместа значително надвишава съдържанието на всички останали, тогава условно смята се, че такова вещество е индивидуално химично съединение.

Допустимото съдържание на примеси в вещества, произведени от промишлеността, се определя от стандартите и зависи от марката на веществото.

Обикновено се приема следното етикетиране на вещества:

  • технология - технически (може да съдържа до 20%; примеси);
  • з - чист;
  • chda - чист за анализ;
  • хм - химически чист;
  • osch - висока чистота (допустимата норма на примесите в състава е до 10 -6 % ).

Наричат ​​се вещества, които образуват механична смес компоненти.В този случай се наричат ​​вещества, чиято маса съставлява по-голямата част от масата на сместа главни компонентии всички други вещества, образуващи сместа - примеси.

Разлики между механична смес и химично съединение:
  • Всяка механична смес може да бъде разделена на съставните й части чрез физически методи, базирани на разликата плътности, точка на кипенеи топене, разтворимост, намагнетируемости други физични свойства на компонентите, образуващи сместа (например, смес от дървени и железни стърготини може да бъде разделена с помощта Н20или магнит);
  • Нестабилност на състава;
  • Несъответствие на физичните и химичните свойства;
  • Нехомогенност (въпреки че смеси от газове и течности могат да бъдат еднородни, например въздух).
  • Когато се образува механична смес, няма освобождаване или абсорбиране на енергия.

Междинното положение между механичните смеси и химичните съединения е решения:

Що се отнася до химичните съединения, разтворите се характеризират с:

  • еднородност;
  • освобождаването или абсорбирането на топлина по време на образуването на разтвор.

Що се отнася до механичните смеси, разтворите се характеризират с:

  • Лесното разделяне на изходни вещества чрез физически методи (например чрез изпаряване на разтвор на натриев хлорид, може да се получи отделно Н20и NaCl);
  • нестабилност на състава - съставът им може да варира значително.

Химичен състав по тегло и обем

Съставът на химичните съединения, както и съставът на смеси от различни вещества и разтвори, се изразяват в масови фракции (тегловни%), а съставът на смеси от течности и газове в допълнение в обемни фракции (обемни%).

Нарича се съставът на сложно вещество, изразен чрез масовите части на химичните елементи състав на веществото по тегло.

Например композицията Н20по маса:

Тоест можем да го кажем химичен съставвода (по маса): 11,11% водород и 88,89% кислород.

Масова част на даден компонент в механична смес (W)Е число, показващо каква част от сместа е масата на компонента от общата маса на сместа, взета като единица или 100%.

W 1 = m 1 / m (виж), m (виж) = m 1 + m 2 +…. mn,

Където m 1Е масата на 1-ви (произволен) компонент, н- броят на компонентите на сместа, m 1м н- масите на компонентите, които образуват сместа, м (виж)- масата на сместа.

Например, масова част на основния компонент :

W (основно комп) =m (основен комп) /м (виж)

Масова част от примесите:

W (приблизително) = M (приблизително) / M (cm.)

Сумата от масовите части на всички компоненти, които образуват сместа, е равна на 1 или 100% .

Обемна фракциягаз (или течност) в смес от газове (или течности) е число , показващо каква обемна част е обемът на даден газ (или течност) от общия обем на сместа, взета като 1 или за 100% .

Нарича се съставът на смес от газове или течности, изразени в обемни фракции състав на сместа по обем.

Например, състав на сместа от сух въздух:

  • По обем:З около ( N2) = 78,1%, W около (O2) = 20,9%
  • По маса: W (N2) = 75,5%,W (O2) = 23,1%

Този пример ясно показва, че за да се избегне объркване, винаги ще бъде правилно да се посочи, по маса или по обем посочва се съдържанието на компонента на сместа, тъй като тези числа винаги са различни: теглото във въздуха се получава кислород 23,1 % , и по обем - общо 20,9%.

Решенията могат да се разглеждат като смесиот разтворено вещество и разтворител. Следователно техният химичен състав, подобно на състава на всяка смес, може да бъде изразен в масови части на компонентите:

W (sol. In-va) = m (sol. In-va) / m (разтвор),

Където

m (разтвор) = m (сол. in-va) + m (разтворител)

или

m (разтвор) = стр(разтвор) V (разтвор)

Състав на разтвора, изразено чрез масова част на разтвореното вещество (в % ) е наречен процентна концентрациятова решение.

По-удобно е да се изразява съставът на разтворите на течности в течности (например алкохол във вода, ацетон във вода) в обемни фракции:

W об.% (Разтвор G) = V (разтвор G) V (разтвор) 100%;

Където

V (разтвор) = m (разтвор) / p (разтвор)

или приблизително

V (разтвор) ≈ V (H2O) + V (разтвор G)

Например, съдържанието на алкохол в продуктите от вино и водка е посочено не в маса, а в обемни фракции(% ) и извикайте тази цифра крепостпийте.

Структура решения твърди веществав течностиили газове в течностив обемни фракции не са изразени.

Химическа формула като показване на химичния състав

Качественият и количественият състав на дадено вещество се показва с помощта химична формула... Например, калциевият карбонат има химична формула « CaCO 3 " ... Следната информация може да бъде получена от този запис:

  • Брой молекули1 .
  • Количество вещество1 мол.
  • Качествен състав(какви химически елементи образуват веществото) - калций, въглерод, кислород.
  • Количествен състав на веществото:
  1. Броят на атомите на всеки елемент в една молекула на веществото: молекулата на калциевия карбонат се състои от 1 калциев атом, 1 въглероден атоми 3 кислородни атома .
  2. Броят на моловете на всеки елемент в 1 мол вещество: В 1 мол CaCO 3(6.02 10 23 молекули) съдържа 1 мол (6,02 10 23 атома) калций , 1 mol (6.02 10 23 атома) въглерод и 3 mol (3 6,02 10 23 атома) от химичния елемент кислород )
  • Масов състав на веществото:
  1. Масата на всеки елемент в 1 мол вещество: 1 mol калциев карбонат (100 g) съдържа химически елементи: 40g калций , 12g въглерод, 48g кислород.
  2. Масови фракции на химични елементи в дадено вещество (състав на веществото в тегловни проценти):

W (Ca) = (n (Ca) Ar (Ca)) / Mr (CaCO3) = (1 40) / 100 = 0.4 (40%)

W (C) = (n (Ca) Ar (Ca)) / Mr (CaCO3) = (1 12) / 100 = 0,12 (12%)

W (O) = (n (Ca) Ar (Ca)) / Mr (CaCO3) = (3 16) / 100 = 0.48 (48%)

  • За вещество с йонна структура (сол, киселина, основа) - формулата на веществото дава информация за брой йонина всеки вид в молекула, техните количествои маса на йони в 1 мол вещество:
  1. Молекула CaCO 3се състои от йон Ca 2+и йон CO 3 2-
  2. 1 мол ( 6.02 10 23молекули) CaCO 3съдържа 1 mol йони Ca 2+и 1 мол йони CO 3 2- ;
  3. 1 mol (100 g) калциев карбонат съдържа 40g йони Ca 2+и 60g йони CO 3 2- ;

Библиография: