Príklady kvapalných telies 3. Príklady kvapalných látok

Plyn (plynné skupenstvo) Plyn je stav agregácie látky, ktorý sa vyznačuje veľmi slabými väzbami medzi jej zložkami (molekuly, atómy alebo ióny), ako aj ich vysokou pohyblivosťou.

Vlastnosti plynov Ľahko stlačiteľné. Nemajú vlastný tvar ani objem Akékoľvek plyny sa navzájom miešajú v akomkoľvek pomere.

Avogadrove číslo Hodnota NA = 6, 022...× 1023 sa nazýva Avogadrovo číslo. Toto je univerzálna konštanta pre najmenšie častice akejkoľvek látky.

Dôsledok Avogadrovho zákona 1 mól akéhokoľvek plynu pri n. u. (760 mm Hg a 00 C) zaberá objem 22,4 litra. Vm = 22,4 l/mol – molárny objem plynov

Najdôležitejšie zmesi zemného plynu Zloženie vzduchu: φ(N 2) = 78 %; φ(02) = 21 %; φ(CO 2) = 0. 03 Zemný plyn je zmes uhľovodíkov.

Výroba vodíka. V priemysle: Krakovanie a reformovanie uhľovodíkov pri rafinácii ropy: C 2 H 6 (t = 10000 C) → 2 C + 3 H 2 Zo zemného plynu. CH4+02 + 2 H20 -> 2 CO2 + 6 H20

Vodík H 2 V laboratóriu: Vplyv zriedených kyselín na kovy. Na uskutočnenie tejto reakcie sa najčastejšie používa zinok a zriedená kyselina sírová: Zn + 2 HCl → Zn. Cl 2 + H 2 Interakcia vápnika s vodou: Ca + 2 H 2 O → Ca(OH)2 + H 2 Hydrolýza hydridov: Ca. H 2 + 2 H 2 O → Ca(OH)2 + 2 H 2 Vplyv alkálií na zinok alebo hliník: Zn + 2 Na. OH + 2 H20 Na2 + H2

Vlastnosti vodíka Najľahší plyn, je 14,5-krát ľahší ako vzduch. Vodík má spomedzi plynných látok najvyššiu tepelnú vodivosť. Jeho tepelná vodivosť je približne sedemkrát vyššia ako tepelná vodivosť vzduchu. Molekula vodíka je dvojatómová - H 2. Za normálnych podmienok je to bezfarebný plyn bez zápachu a chuti.

Kyslík V priemysle: Zo vzduchu. Hlavnou priemyselnou metódou výroby kyslíka je kryogénna rektifikácia. V laboratóriu: Z manganistanu draselného (manganistanu draselného): 2 KMn. O4 = K2Mn. O4 + Mn. 02 + 02; 2H202 = 2H20 + 02.

Vlastnosti kyslíka Za normálnych podmienok je kyslík plyn bez farby, chuti a zápachu. Z toho 1 liter má hmotnosť 1,429 g. O niečo ťažší ako vzduch. Mierne rozpustný vo vode a alkohole, rozpustný v roztavenom striebre. Je paramagnetický.

Oxid uhoľnatý (IV) V laboratóriu: Z kriedy, vápenca alebo mramoru: Na 2 CO 3 + 2 HCl = 2 Na. Cl + C02 + H20 Ca. C03 + HCl = Ca. Cl 2 + CO 2 + H 2 O V prírode: Fotosyntéza v rastlinách: C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 = 6 CO 2 + 6 H 2 O

Oxid uhoľnatý Oxid uhoľnatý (oxid uhličitý) je bezfarebný plyn bez zápachu s mierne kyslou chuťou. Ťažší ako vzduch, rozpustný vo vode, po silnom ochladení kryštalizuje vo forme bielej snehovej hmoty - „suchého ľadu“. Pri atmosférickom tlaku sa netopí, ale odparuje, teplota sublimácie je -78 °C.

Amoniak (n.a.) je bezfarebný plyn s ostrým charakteristickým zápachom (zápach po amoniaku). Amoniak je takmer dvakrát ľahší ako vzduch a rozpustnosť NH 3 vo vode je extrémne vysoká. V laboratóriu sa amoniak získava: Interakciou alkálií s amónnymi soľami: NH 4 Cl + Na. OH = Na. Cl + H 2 O + NH 3 V priemysle: Interakcia vodíka a dusíka: 3 H + N = 2 NH

Etylén V laboratóriu: Dehydratácia etylalkoholu V priemysle: Krakovanie ropných produktov: C 4 H 10 → C 2 H 6 + C 2 H 4 etán etén

Etylén je bezfarebný plyn so slabým sladkým zápachom a relatívne vysokou hustotou. Etylén horí žiarivým plameňom; tvorí so vzduchom a kyslíkom výbušnú zmes. Etylén je prakticky nerozpustný vo vode.

Získavanie, zhromažďovanie a rozpoznávanie plynov Názov plynu (vzorec) Vodík (H 2) Kyslík (O 2) Oxid uhličitý (CO 2) Amoniak (NH 3) Etylén (C 2 H 4) Fyzikálne laboratórium Metóda vlastností metóda zberu Metóda Hodnota rozpoznaného plynu o látkach

Problémy Úloha č. 1. 13,5 gramov zinku (Zn) reaguje s kyselinou chlorovodíkovou (HCl). Objemový podiel vodíka (H2) je 85 %. Vypočítajte objem vodíka, ktorý sa uvoľnil? Úloha č. 2. Existuje zmes plynov, ktorej hmotnostné podiely plynu sú rovnaké (%): metán - 65, vodík - 35. Určte objemové podiely plynov v tejto zmesi.

Úloha č.1 1) Napíšme reakčnú rovnicu pre interakciu zinku (Zn) s kyselinou chlorovodíkovou (HCl): Zn + 2 HCl = Zn. Cl2 + H22) n (Zn) = 13,5/65 = 0,2 (mol). 3) 1 mól Zn vytesní 1 mól vodíka (H2) a 0,2 mólu Zn vytesní x mól vodíka (H2). Dostávame: V teor. (H2) = 0,2 x 22,4 = 4,48 (1). 4) Vypočítajme praktický objem vodíka pomocou vzorca: V praktický. (H2) = 85 ⋅ 4,48/100 = 3,81 (1).

Úloha č. 2 Existuje zmes plynov, ktorej hmotnostné podiely plynu sú rovné (%): metán - 65, vodík - 35. Určte objemové podiely plynov v tejto zmesi.

Polyméry sú prírodného (rastlinné a živočíšne tkanivá) a umelého (plasty, celulóza, sklolaminát atď.) pôvodu.

Rovnako ako v prípade bežných molekúl, systém makromolekúl. tvorba polyméru smeruje k najpravdepodobnejšiemu stavu - stabilnej rovnováhe, zodpovedajúcej minimu voľnej energie. Preto by v princípe mali mať polyméry aj štruktúru kryštálovej mriežky. Vzhľadom na objem a zložitosť makromolekúl však bolo možné získať dokonalé makromolekulové kryštály len v niekoľkých prípadoch. Vo väčšine prípadov sa polyméry skladajú z kryštalických a amorfných oblastí.

Kvapalný stav vyznačujúci sa tým, že potenciálna energia príťažlivosti molekúl mierne prevyšuje ich kinetickú energiu v absolútnej hodnote. Príťažlivá sila medzi molekulami v kvapaline zaisťuje, že molekuly sú držané v objeme kvapaliny. Molekuly v kvapaline zároveň nie sú navzájom spojené stacionárnymi stabilnými väzbami, ako v kryštáloch. Husto vypĺňajú priestor obsadený kvapalinou, takže kvapaliny sú prakticky nestlačiteľné a majú dosť vysokú hustotu. Skupiny molekúl môžu meniť svoju vzájomnú polohu, čo zabezpečuje tekutosť kvapalín. Vlastnosť kvapaliny odolávať toku sa nazýva viskozita. Kvapaliny sa vyznačujú difúziou a Brownovým pohybom, ale v oveľa menšom rozsahu ako plyny.

Objem, ktorý zaberá kvapalina, je obmedzený povrchom. Keďže pri danom objeme má guľa minimálny povrch, kvapalina vo voľnom stave (napríklad v stave beztiaže) nadobúda tvar gule.

Kvapaliny majú určitú štruktúru, ktorá je však oveľa menej výrazná ako u pevných látok. Najdôležitejšou vlastnosťou kvapalín je izotropia vlastností. Jednoduchý model ideálnej tekutiny ešte nebol vytvorený.

Medzi kvapalinami a kryštálmi existuje prechodný stav, ktorý sa nazýva kvapalné kryštalické. Charakteristickým znakom tekutých kryštálov z molekulárneho hľadiska je predĺžený vretenovitý tvar ich molekúl, čo vedie k anizotropii ich vlastností.

Existujú dva typy tekutých kryštálov - nematika a smektika. Smektici sa vyznačujú prítomnosťou paralelných vrstiev molekúl, ktoré sa navzájom líšia v poradí ich štruktúry. V nematike je poriadok zabezpečený orientáciou molekúl. Anizotropia vlastností tekutých kryštálov určuje ich dôležité optické vlastnosti. Tekuté kryštály môžu byť napríklad v jednom smere priehľadné a v druhom nepriehľadné. Je dôležité, aby sa orientácia molekúl tekutých kryštálov a ich vrstiev dala ľahko ovládať vonkajšími vplyvmi (napríklad teplotou, elektrickým a magnetickým poľom).

Plynný stav hmoty nastane, keď

Kinetická energia tepelného pohybu molekúl prevyšuje potenciálnu energiu ich väzby. Molekuly majú tendenciu sa od seba vzďaľovať. Plyn nemá žiadnu štruktúru, zaberá celý objem, ktorý je mu poskytnutý, a ľahko sa stláča; V plynoch ľahko dochádza k difúzii.

Vlastnosti látok v plynnom stave vysvetľuje teória kinetických plynov. Jeho hlavné postuláty sú nasledovné:

Všetky plyny sú tvorené molekulami;

Veľkosti molekúl sú zanedbateľné v porovnaní so vzdialenosťami medzi nimi;

Molekuly sú neustále v stave chaotického (Brownovho) pohybu;

Medzi zrážkami si molekuly udržiavajú konštantnú rýchlosť pohybu; trajektórie medzi zrážkami sú priame úsečky;

Zrážky medzi molekulami a molekulami so stenami nádoby sú ideálne elastické, t.j. celková kinetická energia kolidujúcich molekúl zostáva nezmenená.

Uvažujme o zjednodušenom modeli plynu, ktorý sa riadi vyššie uvedenými postulátmi. Takýto plyn sa nazýva ideálny plyn. Nech sa ideálny plyn skladá z N rovnakých molekúl, z ktorých každá má hmotnosť m, je v kubickej nádobe s dĺžkou okraja l(obr. 5.14). Molekuly sa pohybujú chaoticky; ich priemerná rýchlosť<v>. Pre zjednodušenie rozdeľme všetky molekuly do troch rovnakých skupín a predpokladajme, že sa pohybujú len v smeroch kolmých na dve protiľahlé steny nádoby (obr. 5.15).

Ryža. 5.14.

Každá molekula plynu sa pohybuje rýchlosťou<v> pri absolútne elastickej kolízii so stenou plavidla zmení smer pohybu na opačný bez zmeny rýchlosti. Molekulárna hybnosť<R> = m<v> sa rovná - m<v>. Zmena hybnosti pri každej zrážke je očividne . Sila pôsobiaca pri tejto zrážke sa rovná F= -2m<v>/Δ t. Úplná zmena hybnosti po zrážke so stenami všetkých N/3 molekuly sa rovnajú . Definujme časový interval Δ t, počas ktorej dôjde k všetkým N/3 kolíziám: D t = 2//< v >. Potom je priemerná hodnota sily pôsobiacej na akúkoľvek stenu

Tlak R definujte plyn na stene ako silový pomer<F> do oblasti steny l 2:

Kde V = l 3 – objem nádoby.

Tlak plynu je teda nepriamo úmerný jeho objemu (pripomeňme, že tento zákon empiricky stanovili Boyle a Marriott).

Prepíšme výraz (5.4) do tvaru

Tu je priemerná kinetická energia molekúl plynu. je úmerná absolútnej teplote T:

Kde k– Boltzmannova konštanta.

Dosadením (5.6) do (5.5) dostaneme

Je vhodné vychádzať z počtu molekúl N na počet krtkov n plyn, pripomíname, že ( N A je Avogadrove číslo) a potom

Kde R = kN A - je univerzálna plynová konštanta.

Výraz (5.8) je stavová rovnica klasického ideálneho plynu pre n mólov. Táto rovnica je napísaná pre ľubovoľnú hmotnosť m plynu

Kde M- molárna hmotnosť plynu, sa nazýva Clapeyron-Mendelejevova rovnica (pozri (5.3)).

Reálne plyny sa tejto rovnici v obmedzenej miere podriaďujú. Faktom je, že rovnice (5.8) a (5.9) nezohľadňujú medzimolekulovú interakciu v reálnych plynoch – van der Waalsove sily.

Fázové prechody. Látka v závislosti od podmienok, v ktorých sa nachádza, môže zmeniť svoj stav agregácie alebo, ako sa hovorí, prejsť z jednej fázy do druhej. Tento prechod sa nazýva fázový prechod.

Ako bolo uvedené vyššie, najdôležitejším faktorom určujúcim skupenstvo látky je jej teplota T, charakterizujúce priemernú kinetickú energiu tepelného pohybu molekúl a tlaku R. Preto sa stavy hmoty a fázové prechody analyzujú pomocou stavového diagramu, kde sú hodnoty vynesené pozdĺž osí T A R a každý bod na súradnicovej rovine určuje stav danej látky zodpovedajúci týmto parametrom. Analyzujme typický diagram (obr. 5.16). Krivky OA, AB, AK oddelené stavy hmoty. Pri dostatočne nízkych teplotách sú takmer všetky látky v pevnom kryštalickom stave.

Diagram zdôrazňuje dva charakteristické body: A A TO. Bodka A nazývaný trojitý bod; pri vhodných teplotách ( T t) a tlak ( R r) obsahuje súčasne plyn, kvapalinu a pevnú látku v rovnováhe.

Bodka TO označuje kritický stav. V tomto bode (at T cr a R cr) mizne rozdiel medzi kvapalinou a plynom, t.j. tieto majú rovnaké fyzikálne vlastnosti.

Krivka OA je sublimačná (sublimačná) krivka; pri vhodnom tlaku a teplote nastáva prechod plyn-tuhá látka (tuhá látka-plyn), ktorý obchádza kvapalné skupenstvo.

Pod tlakom R T< R < R Prechod z plynného do tuhého skupenstva (a naopak) môže nastať len cez kvapalnú fázu.

Krivka AK zodpovedá vyparovaniu (kondenzácii). Pri vhodnom tlaku a teplote dochádza k prechodu „kvapalina – plyn“ (a naopak).

Krivka AB je krivka prechodu kvapalina-tuhá látka (topenie a kryštalizácia). Táto krivka nemá koniec, pretože kvapalný stav sa vždy líši od kryštalického stavu v štruktúre.

Pre ilustráciu uvádzame tvar povrchov stavov hmoty v premenných p, v, t(obr. 5.17), kde V- objem látky

Písmená G, Zh, T označujú oblasti plôch, ktorých body zodpovedajú plynným, kvapalným alebo tuhým stavom a plochy plôch T-G, Zh-T, T-Z - dvojfázové stavy. Je zrejmé, že ak premietneme čiary rozhrania medzi fázami do súradnicovej roviny RT, získame fázový diagram (pozri obr. 5.16).

Kvantová kvapalina - hélium. Pri bežných teplotách v makroskopických telesách sú kvantové efekty v dôsledku výrazného chaotického tepelného pohybu nepostrehnuteľné. S klesajúcou teplotou však môžu tieto efekty vystúpiť do popredia a prejaviť sa makroskopicky. Napríklad kryštály sa vyznačujú prítomnosťou tepelných vibrácií iónov umiestnených v uzloch kryštálovej mriežky. S klesajúcou teplotou sa amplitúda kmitov zmenšuje, no ani pri priblížení k absolútnej nule sa kmity na rozdiel od klasických predstáv nezastavia.

Vysvetlenie tohto efektu vyplýva zo vzťahu neurčitosti. Zníženie amplitúdy kmitov znamená zníženie lokalizačnej oblasti častice, t.j. neistotu jej súradníc. Podľa vzťahu neistoty to vedie k zvýšeniu neistoty hybnosti. Zákony kvantovej mechaniky teda zakazujú „zastavenie“ častice.

Tento čisto kvantový efekt sa prejavuje v existencii látky, ktorá zostáva v tekutom stave aj pri teplotách blízkych absolútnej nule. Takouto „kvantovou“ kvapalinou je hélium. Energia vibrácií nulového bodu stačí na zničenie kryštálovej mriežky. Pri tlaku asi 2,5 MPa však kvapalné hélium stále kryštalizuje.

Plazma. Udelenie významnej energie atómom (molekulám) plynu zvonku vedie k ionizácii, t. j. k rozpadu atómov na ióny a voľné elektróny. Tento stav hmoty sa nazýva plazma.

K ionizácii dochádza napríklad pri silnom zahriatí plynu, čo vedie k výraznému zvýšeniu kinetickej energie atómov, pri elektrickom výboji v plyne (nárazová ionizácia nabitými časticami), alebo pri vystavení plynu elektromagnetickému žiareniu (autoionizácia). Plazma získaná pri ultravysokých teplotách sa nazýva vysokoteplotná.

Keďže ióny a elektróny v plazme nesú nekompenzované elektrické náboje, ich vzájomný vplyv je významný. Medzi nabitými časticami plazmy nie je párová interakcia (ako v plyne), ale kolektívna interakcia. Vďaka tomu sa plazma správa ako druh elastického média, v ktorom sa ľahko excitujú a šíria rôzne oscilácie a vlny.

Plazma aktívne interaguje s elektrickými a magnetickými poľami. Plazma je najbežnejším stavom hmoty vo vesmíre. Hviezdy pozostávajú z vysokoteplotnej plazmy, studené hmloviny - z nízkoteplotnej plazmy. V ionosfére Zeme existuje slabo ionizovaná nízkoteplotná plazma.

Odkazy na kapitolu 5

1. Akhiezer A.I., Rekalo Ya.P. Elementárne častice. - M.: Nauka, 1986.

2. Azshlov A. Svet uhlíka. - M.: Chémia, 1978.

3. Bronshtein M.P. Atómy a elektróny. - M.: Nauka, 1980.

4. Benilovsky V.D. Tieto úžasné tekuté kryštály. - M: Osvietenie, 1987.

5. Vlasov N. A. Antihmota. - M.: Atomizdat, 1966.

6. Christie R., Pitti A. Štruktúra hmoty: úvod do modernej fyziky. - M.: Nauka, 1969.

7. Krejci V. Svet očami modernej fyziky. - M.: Mkr, 1984.

8. Nambu E. Quarks. - M.: Mir, 1984.

9. Okun L. B. α, β, γ, …,: elementárny úvod do fyziky elementárnych častíc. - M.: Nauka, 1985.

10. Petrov Yu I. Fyzika malých častíc. - M.: Nauka, 1982.

11. I, Purmal A. P. a kol., Ako sa látky premieňajú. - M.: Nauka, 1984.

12. Rosenthal I.M. Elementárne častice a štruktúra vesmíru. - M.: Nauka, 1984.

13. Smorodinsky Ya. A. Elementárne častice. - M.: Vedomosti, 1968.

Prednáška č.12

Predmet:"Lieky pôsobiace na centrálny nervový systém."

1. Anestézia.

2. Etylalkohol.

3. Prášky na spanie

4. Antiepileptiká.

5. Antiparkinsoniká

6. Analgetiká.

Lieky ovplyvňujúce centrálny nervový systém

Anestetické činidlá.

Patria sem látky, ktoré spôsobujú chirurgickú anestéziu. Narkóza je reverzibilný útlm funkcií centrálneho nervového systému, ktorý je sprevádzaný stratou vedomia, stratou citlivosti, zníženou reflexnou dráždivosťou a svalovým tonusom.

Anestetiká inhibujú prenos nervových impulzov na synapsiách v centrálnom nervovom systéme. CNS synapsie majú nerovnakú citlivosť na lieky. To vysvetľuje prítomnosť štádií v pôsobení anestézie.

Etapy anestézie:

1. štádium analgézie (omráčenie)

2. štádium vzrušenia

3. štádium chirurgickej anestézie

Stupeň 1 – povrchová anestézia

Ľahká anestézia 2. stupňa

Hlboká anestézia 3. stupňa

Ultra hlboká anestézia 4. stupňa

4. štádium prebudenia alebo agónie.

Podľa spôsobu podania rozlišujú inhalačné a neinhalačné omamné látky.

Inhalačné drogy.

Podáva sa cez dýchacie cesty.

Tie obsahujú:

1. Prchavé kvapaliny - éter na anestéziu, fluorothan (halotan), chlóretyl, enfluran, izofluran, sevofluran.

2. plynné látky – oxid dusný, cyklopropán, etylén.

Ide o jednoducho aplikovanú anestéziu.

Prchavé kvapaliny.

Éter na anestéziu– bezfarebná, priehľadná, prchavá kvapalina, výbušnina. Vysoko aktívny. Dráždi sliznicu horných dýchacích ciest, tlmí dýchanie.

Etapy anestézie.

1. fáza – omráčenie (analgézia). Synapsie retikulárnej formácie sú inhibované. Hlavné znamenie– zmätenosť, znížená citlivosť na bolesť, porušenie podmienených reflexov, nepodmienené reflexy sú zachované, dýchanie, pulz, krvný tlak sú takmer nezmenené. V tomto štádiu je možné vykonať krátkodobé operácie (otvorenie abscesu, flegmónu atď.).

2. fáza – vzrušenie. Synapsie mozgovej kôry sú inhibované. Aktivujú sa inhibičné vplyvy kôry na subkortikálne centrá, prevládajú excitačné procesy (dezinhibuje sa subkortex). „Vzbura podkôry.“ Stráca sa vedomie, motorické a rečové vzrušenie (spev, nadávky), zvyšuje sa svalový tonus (pacient je zviazaný), zvyšujú sa nepodmienené reflexy – kašeľ, zvracanie. Dýchanie a pulz sa zvyšujú, krvný tlak sa zvyšuje.

komplikácie: reflexné zastavenie dýchania, sekundárne zastavenie dýchania: kŕč glottis, retrakcia jazyka, aspirácia zvratkov. Toto štádium éteru je veľmi výrazné. V tejto fáze nie je možné operovať.

Stupeň 3 – chirurgická anestézia. Inhibícia synapsií miechy. Nepodmienené reflexy sú inhibované a svalový tonus klesá.

Operácia začína na úrovni 2 a vykonáva sa na úrovni 3. Zreničky budú mierne rozšírené, takmer nereagujú na svetlo, tonus kostrového svalstva sa prudko zníži, krvný tlak sa zníži, pulz sa zrýchli, dýchanie je menšie, zriedkavé a hlboké.

Ak je dávkovanie lieku nesprávne, môže dôjsť k predávkovaniu. A potom sa vyvinie ultra hlboká anestézia úrovne 4. Synapsie centier medulla oblongata - respiračné a vazomotorické - sú inhibované. Zrenice sú široké a nereagujú na svetlo, dýchanie je plytké, pulz rýchly, krvný tlak nízky.

Keď sa dýchanie zastaví, srdce môže ešte nejaký čas biť. Resuscitácia začína, pretože dochádza k prudkému útlmu dýchania a krvného obehu. Preto musí byť anestézia udržiavaná v štádiu 3, úroveň 3, a nesmie sa zvyšovať na úroveň 4. V opačnom prípade sa rozvíja agonálna fáza. Pri správnom dávkovaní omamných látok a zastavení ich podávania sa rozvíja 4. fáza – prebudenie. Obnova funkcií prebieha v opačnom poradí.

Pri éterovej anestézii nastáva prebudenie v priebehu 20-40 minút. Prebudenie je nahradené dlhým spánkom po anestézii.

Počas anestézie sa telesná teplota pacienta znižuje a metabolizmus je inhibovaný. Produkcia tepla je znížená . Komplikácie, ktoré sa môžu vyskytnúť po éterovej anestézii, zahŕňajú: zápal pľúc, bronchitída (éter, dráždi dýchacie cesty), degenerácia parenchýmových orgánov (pečeň, obličky), reflexná zástava dýchania, srdcové arytmie, poškodenie prevodového systému srdca.

Ftorotan – (halotan) – bezfarebná, priehľadná, prchavá kvapalina. Nehorľavý. Silnejší ako éter. Nedráždi sliznice. Fáza vzrušenia je kratšia, prebúdzanie je rýchlejšie, spánok je kratší. Vedľajší účinok– rozširuje cievy, znižuje krvný tlak, spôsobuje bradykardiu (na jej prevenciu sa podáva atropín).

chlóretyl– silnejší ako éter, spôsobuje ľahko ovládateľnú anestéziu. Rýchlo prichádza a rýchlo odchádza. Chyba– malá šírka narkotického pôsobenia. Má toxický účinok na srdce a pečeň. Používa Rauschova anestézia(krátka anestézia na otvorenie flegmónov, abscesov). Široko používaný na lokálnu anestéziu, aplikovaný na kožu. Vrie pri telesnej teplote. Chladí tkanivá, znižuje citlivosť na bolesť. Použiť na povrchovú úľavu od bolesti pri chirurgických operáciách, myozitíde, neuralgii, podvrtnutí väzov a svalov. Neprechladzujte tkanivá, pretože môže dôjsť k nekróze.

Plynné látky.

Oxid dusný- plyn na smiech.

Dostupné v tlakových valcoch. Používa sa v zmesi s O2. Slabá omamná látka. Kombinujte s inými omamnými látkami – éterom, látkami na vnútrožilovú anestéziu.

Anestézia nastáva rýchlo, bez štádia vzrušenia. Rýchlo sa prebúdza. Povrchová anestézia. Neexistujú žiadne vedľajšie účinky. Použiť na úrazy, infarkt myokardu, prevoz pacientov, chirurgické zákroky.

cyklopropán– plyn. 6-krát silnejší ako oxid dusný. Aktívne. Anestézia je ľahko zvládnuteľná.

Štádium vzrušenia je krátke a slabo vyjadrené. Okamžite sa zobuďte. Neexistujú takmer žiadne následky. Komplikácie- srdcové arytmie. Výbušné.

Príťažlivosť a odpudivosť častíc určuje ich relatívnu polohu v hmote. A vlastnosti látok výrazne závisia od usporiadania častíc. Takže pri pohľade na priehľadný, veľmi tvrdý diamant (diamant) a mäkký čierny grafit (vyrábajú sa z neho tuhy ceruzky) si neuvedomujeme, že obe látky pozostávajú z úplne rovnakých atómov uhlíka. Ide len o to, že tieto atómy sú v grafite usporiadané inak ako v diamante.

Interakcia častíc látky vedie k tomu, že môže byť v troch stavoch: ťažké, kvapalina A plynný. Napríklad ľad, voda, para. Akákoľvek látka môže byť v troch stavoch, ale to si vyžaduje určité podmienky: tlak, teplotu. Napríklad kyslík vo vzduchu je plyn, ale pri ochladení pod -193 °C sa mení na kvapalinu a pri -219 °C je kyslík tuhá látka. Železo pri normálnom tlaku a teplote miestnosti je v pevnom stave. Pri teplotách nad 1539 °C sa železo stáva kvapalným a pri teplotách nad 3050 °C plynným. Kvapalná ortuť, používaná v lekárskych teplomeroch, po ochladení pod -39 °C stuhne. Pri teplotách nad 357 °C sa ortuť mení na paru (plyn).

Premenou kovového striebra na plyn sa nastrieka na sklo a vytvorí sa „zrkadlové“ sklá.

Aké vlastnosti majú látky v rôznych skupenstvách?

Začnime plynmi, v ktorých správanie molekúl pripomína pohyb včiel v roji. Včely v roji však nezávisle menia smer pohybu a prakticky sa navzájom nezrážajú. Zároveň sú pre molekuly v plyne takéto zrážky nielen nevyhnutné, ale vyskytujú sa takmer nepretržite. V dôsledku zrážok sa menia smery a rýchlosti molekúl.

Výsledkom takéhoto pohybu a nedostatočnej interakcie medzi časticami počas pohybu je to plyn si nezachováva objem ani tvar, ale zaberá celý objem, ktorý je mu poskytnutý. Každý z vás bude považovať nasledujúce výroky za úplnú absurditu: „Vzduch zaberá polovicu objemu miestnosti“ a „Napumpoval som vzduch do dvoch tretín objemu gumenej gule.“ Vzduch, ako každý plyn, zaberá celý objem miestnosti a celý objem lopty.

Aké vlastnosti majú kvapaliny? Urobme experiment.

Nalejte vodu z jednej kadičky do kadičky iného tvaru. Tvar kvapaliny sa zmenil, Ale objem zostal rovnaký. Molekuly sa nerozptýlili po celom objeme, ako by to bolo v prípade plynu. To znamená, že vzájomná príťažlivosť molekúl kvapaliny existuje, ale nedrží pevne susediace molekuly. Vibrujú a skáču z jedného miesta na druhé, čo vysvetľuje tekutosť kvapalín.

Najsilnejšia interakcia je medzi časticami v pevnej látke. Nedovoľuje, aby sa častice rozptýlili. Častice vykonávajú len chaotické oscilačné pohyby okolo určitých pozícií. Preto pevné látky si zachovávajú objem aj tvar. Gumová guľa si zachová svoj tvar a objem bez ohľadu na to, kde ju umiestnite: v dóze, na stole atď.

Dnes je známa existencia viac ako 3 miliónov rôznych látok. A toto číslo každým rokom rastie, pretože syntetickí chemici a iní vedci neustále vykonávajú experimenty na získanie nových zlúčenín, ktoré majú niektoré užitočné vlastnosti.

Niektoré látky sú prirodzenými obyvateľmi, vznikajú prirodzene. Druhá polovica je umelá a syntetická. V prvom aj druhom prípade však významnú časť tvoria plynné látky, ktorých príklady a charakteristiky budeme uvažovať v tomto článku.

Súhrnné stavy látok

Od 17. storočia sa všeobecne uznáva, že všetky známe zlúčeniny sú schopné existovať v troch stavoch agregácie: pevné, kvapalné a plynné látky. Starostlivý výskum v posledných desaťročiach v oblasti astronómie, fyziky, chémie, vesmírnej biológie a ďalších vied však dokázal, že existuje aj iná forma. Toto je plazma.

Čo je ona? Čiastočne alebo úplne a ukazuje sa, že takýchto látok je vo vesmíre prevažná väčšina. V plazmovom stave sa teda nachádzajú nasledovné:

medzihviezdna hmota;
kozmická hmota;
horné vrstvy atmosféry;
hmloviny;
zloženie mnohých planét;
hviezdy.

Preto sa dnes hovorí, že existujú pevné látky, kvapaliny, plyny a plazma. Mimochodom, každý plyn môže byť umelo prenesený do tohto stavu, ak je vystavený ionizácii, to znamená, že je nútený premeniť sa na ióny.

Plynné látky: príklady

Existuje veľa príkladov látok, o ktorých sa uvažuje. Plyny sú predsa známe už od 17. storočia, kedy prírodovedec van Helmont prvýkrát získal oxid uhličitý a začal skúmať jeho vlastnosti. Mimochodom, dal názov aj tejto skupine zlúčenín, keďže plyny sú podľa neho niečo neusporiadané, chaotické, spojené s duchmi a niečo neviditeľné, no hmatateľné. Tento názov sa zakorenil v Rusku.

Je možné klasifikovať všetky plynné látky, potom bude jednoduchšie uviesť príklady. Koniec koncov, je ťažké pokryť všetku rozmanitosť.

Podľa zloženia sa rozlišujú:

jednoduché,
komplexné molekuly.

Prvá skupina zahŕňa tie, ktoré pozostávajú z rovnakých atómov v akomkoľvek množstve. Príklad: kyslík - O 2, ozón - O 3, vodík - H 2, chlór - CL 2, fluór - F 2, dusík - N 2 a iné.

sírovodík - H2S;
chlorovodík - HCL;
metán - CH4;
oxid siričitý - SO 2;
hnedý plyn - NO 2;
freón - CF2CL2;
amoniak - NH 3 a iné.

Klasifikácia podľa povahy látok

Druhy plynných látok môžete klasifikovať aj podľa ich príslušnosti k organickému a anorganickému svetu. Teda podľa povahy atómov, ktoré ho tvoria. Organické plyny sú:

prvých päť zástupcov (metán, etán, propán, bután, pentán). Všeobecný vzorec CnH2n+2;
etylén - C2H4;
acetylén alebo etylén - C2H2;
metylamín - CH 3 NH 2 a iné.

Ďalšou klasifikáciou, ktorú možno použiť na príslušné zlúčeniny, je delenie na základe častíc, ktoré obsahujú. Nie všetky plynné látky sú zložené z atómov. Príklady štruktúr, v ktorých sú prítomné ióny, molekuly, fotóny, elektróny, Brownove častice a plazma, sa tiež týkajú zlúčenín v tomto stave agregácie.

Vlastnosti plynov

Charakteristiky látok v uvažovanom stave sa líšia od vlastností tuhých alebo kvapalných zlúčenín. Ide o to, že vlastnosti plynných látok sú špeciálne. Ich častice sú ľahko a rýchlo mobilné, látka ako celok je izotropná, to znamená, že vlastnosti nie sú určené smerom pohybu štruktúr zahrnutých v kompozícii.

Je možné identifikovať najdôležitejšie fyzikálne vlastnosti plynných látok, ktoré ich budú odlišovať od všetkých ostatných foriem existencie hmoty.

Sú to spojenia, ktoré nemožno vidieť, ovládať ani cítiť bežnými ľudskými prostriedkami. Na pochopenie vlastností a identifikáciu konkrétneho plynu sa spoliehajú na štyri parametre, ktoré ich všetky popisujú: tlak, teplota, množstvo látky (mol), objem.
Na rozdiel od kvapalín sú plyny schopné obsadiť celý priestor bez stopy, obmedzený len veľkosťou nádoby alebo miestnosti.
Všetky plyny sa ľahko navzájom miešajú a tieto zlúčeniny nemajú rozhranie.
Existujú ľahší a ťažší zástupcovia, takže pod vplyvom gravitácie a času je možné vidieť ich oddelenie.
Difúzia je jednou z najdôležitejších vlastností týchto zlúčenín. Schopnosť prenikať do iných látok a nasýtiť ich zvnútra, pričom v rámci svojej štruktúry vykonáva úplne neusporiadané pohyby.
Skutočné plyny nemôžu viesť elektrický prúd, ale ak hovoríme o riedených a ionizovaných látkach, potom sa vodivosť prudko zvyšuje.
Tepelná kapacita a tepelná vodivosť plynov je nízka a líši sa medzi rôznymi druhmi.
Viskozita sa zvyšuje so zvyšujúcim sa tlakom a teplotou.
Existujú dve možnosti medzifázového prechodu: odparovanie - kvapalina sa mení na paru, sublimácia - tuhá látka, ktorá obchádza kvapalinu, sa stáva plynnou.

Charakteristickým znakom pár zo skutočných plynov je to, že prvé sa za určitých podmienok môžu premeniť na kvapalnú alebo pevnú fázu, zatiaľ čo druhé nie. Malo by sa tiež poznamenať, že príslušné zlúčeniny sú schopné odolávať deformácii a sú tekuté.

Takéto vlastnosti plynných látok umožňujú ich široké využitie v rôznych oblastiach vedy a techniky, priemyslu a národného hospodárstva. Okrem toho sú špecifické vlastnosti pre každého zástupcu prísne individuálne. Uvažovali sme len o črtách spoločných pre všetky reálne štruktúry.

Stlačiteľnosť

Pri rôznych teplotách, ako aj pod vplyvom tlaku sa plyny môžu stláčať, čím sa zvyšuje ich koncentrácia a znižuje sa ich objem. Pri zvýšených teplotách sa rozťahujú, pri nízkych sťahujú.

K zmenám dochádza aj pod tlakom. Hustota plynných látok sa zvyšuje a po dosiahnutí kritického bodu, ktorý je pre každého zástupcu iný, môže dôjsť k prechodu do iného stavu agregácie.

Hlavní vedci, ktorí prispeli k rozvoju štúdia plynov

Takých ľudí je veľa, pretože štúdium plynov je pracovne náročný a historicky dlhý proces. Pristavme sa pri najznámejších osobnostiach, ktorým sa podarili najvýznamnejšie objavy.

objavil v roku 1811. Nezáleží na tom, aký druh plynov, hlavná vec je, že za rovnakých podmienok ich jeden objem obsahuje rovnaké množstvo z hľadiska počtu molekúl. Existuje vypočítaná hodnota pomenovaná podľa mena vedca. Rovná sa 6,03 * 10 23 molekúl na 1 mól akéhokoľvek plynu.
Fermi - vytvoril teóriu ideálneho kvantového plynu.
Gay-Lussac, Boyle-Marriott – mená vedcov, ktorí vytvorili základné kinetické rovnice pre výpočty.
Robert Boyle.
John Dalton.
Jacques Charles a mnohí ďalší vedci.

Štruktúra plynných látok

Najdôležitejšou vlastnosťou pri konštrukcii kryštálovej mriežky uvažovaných látok je, že jej uzly obsahujú buď atómy alebo molekuly, ktoré sú navzájom spojené slabými kovalentnými väzbami. Van der Waalsove sily sú tiež prítomné, pokiaľ ide o ióny, elektróny a iné kvantové systémy.

Preto sú hlavné typy štruktúry plynových mriežok:

atómový;
molekulárne.

Spoje vo vnútri sa ľahko lámu, preto tieto spoje nemajú stály tvar, ale vypĺňajú celý priestorový objem. To tiež vysvetľuje nedostatok elektrickej vodivosti a zlú tepelnú vodivosť. Plyny však majú dobrú tepelnú izoláciu, pretože vďaka difúzii sú schopné prenikať do pevných látok a zaberať v nich voľné klastrové priestory. Zároveň neprechádza vzduch, teplo sa zadržiava. To je základ pre kombinované využitie plynov a pevných látok na stavebné účely.

Jednoduché látky medzi plynmi

O tom, ktoré plyny patria do tejto kategórie z hľadiska štruktúry a štruktúry, sme už diskutovali vyššie. Sú to tie, ktoré pozostávajú z rovnakých atómov. Dá sa uviesť veľa príkladov, pretože významná časť nekovov z celej periodickej tabuľky za normálnych podmienok existuje práve v tomto stave agregácie. Napríklad:

biely fosfor - jeden z tohto prvku;
dusík;
kyslík;
fluór;
chlór;
hélium;
neón;
argón;
kryptón;
xenón.

Molekuly týchto plynov môžu byť buď monoatomické (ušľachtilé plyny) alebo polyatomické (ozón - O 3). Typ väzby je kovalentný nepolárny, vo väčšine prípadov je dosť slabý, ale nie vo všetkých. Kryštalická mriežka je molekulárneho typu, čo umožňuje týmto látkam ľahko sa pohybovať z jedného stavu agregácie do druhého. Napríklad jód má za normálnych podmienok tmavofialové kryštály s kovovým leskom. Po zahriatí však sublimujú do oblakov jasne fialového plynu - I 2.

Mimochodom, akákoľvek látka, vrátane kovov, môže za určitých podmienok existovať v plynnom stave.

Komplexné zlúčeniny plynnej povahy

Takýchto plynov je, samozrejme, väčšina. Rôzne kombinácie atómov v molekulách, spojené kovalentnými väzbami a van der Waalsovými interakciami, umožňujú vytvorenie stoviek rôznych predstaviteľov uvažovaného stavu agregácie.

Príkladmi komplexných látok medzi plynmi môžu byť všetky zlúčeniny pozostávajúce z dvoch alebo viacerých rôznych prvkov. To môže zahŕňať:

propán;
bután;
acetylén;
amoniak;
silan;
fosfín;
metán;
sírouhlík;
oxid siričitý;
hnedý plyn;
freón;
etylén a iné.

Kryštalická mriežka molekulárneho typu. Mnohé zo zástupcov sa ľahko rozpúšťajú vo vode a vytvárajú zodpovedajúce kyseliny. Väčšina týchto zlúčenín je dôležitou súčasťou chemických syntéz uskutočňovaných v priemysle.

Metán a jeho homológy

Niekedy sa všeobecný pojem „plyn“ vzťahuje na prírodný minerál, ktorý je celou zmesou plynných produktov prevažne organickej povahy. Obsahuje látky ako:

metán;
etán;
propán;
bután;
etylén;
acetylén;
pentán a niektoré ďalšie.

V priemysle sú veľmi dôležité, pretože propán-butánová zmes je domácim plynom, s ktorým ľudia varia a ktorý sa využíva ako zdroj energie a tepla.

Mnohé z nich sa používajú na syntézu alkoholov, aldehydov, kyselín a iných organických látok. Ročná spotreba zemného plynu dosahuje bilióny metrov kubických, čo je celkom opodstatnené.

Kyslík a oxid uhličitý

Aké plynné látky možno označiť za najrozšírenejšie a známe aj prvákom? Odpoveď je zrejmá – kyslík a oxid uhličitý. Koniec koncov, sú priamymi účastníkmi výmeny plynu, ktorá sa vyskytuje u všetkých živých bytostí na planéte.

Je známe, že práve vďaka kyslíku je možný život, keďže bez neho môžu existovať len niektoré druhy anaeróbnych baktérií. A oxid uhličitý je nevyhnutným „potravinovým“ produktom pre všetky rastliny, ktoré ho absorbujú, aby mohli uskutočniť proces fotosyntézy.

Z chemického hľadiska sú kyslík aj oxid uhličitý dôležitými látkami na uskutočňovanie syntéz zlúčenín. Prvým je silné oxidačné činidlo, druhým je častejšie redukčné činidlo.

Halogény

Ide o skupinu zlúčenín, v ktorých sú atómy častice plynnej látky, ktoré sú navzájom spojené v pároch prostredníctvom kovalentnej nepolárnej väzby. Nie všetky halogény sú však plyny. Bróm je za bežných podmienok kvapalina a jód je ľahko sublimovaná pevná látka. Fluór a chlór sú toxické látky, ktoré sú nebezpečné pre zdravie živých bytostí, sú silnými oxidačnými činidlami a sú veľmi široko používané v syntézach.