Приборы для определения физико-химических свойств веществ

Размещено на http://www.allbest.ru/

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ ГОСУДАРСТВЕННОГО И МУНИЦИПАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ

РЕФЕРАТ

ПРИБОРЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ

Выполнила: Эрке М.А.

Проверил: Пичугин А.П.

Новосибирск

2013

Введение

Физические свойства вещества -- свойства, присущие веществу вне химического взаимодействия: температура плавления, температура кипения, вязкость, плотность, диэлектрическая проницаемость, теплоёмкость, теплопроводность, электропроводность, абсорбция, цвет, концентрация, эмиссия, текучесть, индуктивность, радиоактивность.

Химические свойства -- свойства веществ (химических элементов, простых веществ и химических соединений), имеющие отношение к химическим процессам, то есть проявляемые в процессе химической реакции и влияющие на неё.

К химическим свойствам относятся способность реагировать с другими веществами и способность разлагаться.

Рассмотрим физические свойства такие как: температура кипения, радиоактивность и приведем примеры приборов при помощи которых производятся измерения.

Так же рассмотрим процесс ионизации и иономер.

Физические свойства и приборы измерений

Температумра кипемния, точка кипения -- температура, при которой происходит кипение жидкости, находящейся под постоянным давлением. Температура кипения соответствует температуре насыщенного пара над плоской поверхностью кипящей жидкости, так как сама жидкость всегда несколько перегрета относительно температуры кипения.

Температуру кипения можно измерить с помощью обычного термометра, если конечно вы измеряете небольшую температуру, как например точка кипения воды. А что делать если надо измерить температуру равную 700 или 1500 градусов? Если например надо измерить температуру расплавленного металла. Используют термопару.

Термопамра (термоэлектрический преобразователь) -- устройство, применяемое для измерения температуры в промышленности, научных исследованиях, медицине, в системах автоматики.

Международный стандарт на термопары МЭК 60584 (п.2.2) дает следующее определение термопары: Термопара -- пара проводников из различных материалов, соединенных на одном конце и формирующих часть устройства, использующего термоэлектрический эффект для измерения температуры.

Для измерения разности температур зон, ни в одной из которых не находится вторичный преобразователь (измеритель термо-ЭДС), удобно использовать дифференциальную термопару: две одинаковых термопары, соединенных навстречу друг другу. Каждая из них измеряет перепад температур между своим рабочим спаем и условным спаем, образованным концами термопар, подключёнными к клеммам вторичного преобразователя, но вторичный преобразователь измеряет разность их сигналов, таким образом, две термопары вместе измеряют перепад температур между своими рабочими спаями.

Принцип действия: основан на эффекте Зеебека или, иначе, термоэлектрическом эффекте. Между соединёнными проводниками имеется контактная разность потенциалов; если стыки связанных в кольцо проводников находятся при одинаковой температуре, сумма таких разностей потенциалов равна нулю. Когда же стыки находятся при разных температурах, разность потенциалов между ними зависит от разности температур. Коэффициент пропорциональности в этой зависимости называют коэффициентом термо-ЭДС. У разных металлов коэффициент термо-ЭДС разный и, соответственно, разность потенциалов, возникающая между концами разных проводников, будет различная. Помещая спай из металлов с отличными коэффициентами термо-ЭДС в среду с температурой Т₁, мы получим напряжение между противоположными контактами, находящимися при другой температуре Т₂, которое будет пропорционально разности температур Т₁ и Т₂.

Применение термопар: для измерения температуры различных типов объектов и сред, а также в автоматизированных системах управления и контроля. Термопары из вольфрам-рениевого сплава являются самыми высокотемпературными контактными датчиками температуры ^[2]. Такие термопары незаменимы в металлургии для контроля температуры расплавленных металлов.

В 1920--30-х годах термопары использовались для питания простейших радиоприемников и других слаботочных приборов. Вполне возможно использование термогенераторов для подзарядки АКБ современных слаботочных приборов (телефоны, камеры и т. п.) с использованием открытого огня.

Радиоактивность

Радиоактимвный распамд -- спонтанное изменение состава или внутреннего строения нестабильныхатомных ядер (заряда Z, массового числа A) путём испускания элементарных частиц, гамма-квантов и/или ядерных фрагментов^[1]. Процесс радиоактивного распада также называют радиоактимвностью, а соответствующие ядра (нуклиды, изотопы и химические элементы) радиоактивными. Радиоактивными называют также вещества, содержащие радиоактивные ядра. Установлено, что радиоактивны все химические элементы с порядковым номером, большим 82 (то есть начиная с висмута), и некоторые более лёгкие элементы (прометий и технеций не имеют стабильных изотопов, а у некоторых элементов, например индия, калия или кальция, одни природные изотопы стабильны, другие же радиоактивны).

Естественная радиоактивность -- самопроизвольный распад атомных ядер, встречающихся в природе.

Искусственная радиоактивность -- самопроизвольный распад атомных ядер, полученных искусственным путем через соответствующие ядерные реакции.

Ядро, испытывающее радиоактивный распад, и ядро, возникающее в результате этого распада, называют соответственно материнским и дочерним ядрами. Изменение массового числа и заряда дочернего ядра по отношению к материнскому описывается правилом смещения Содди.

Распад, сопровождающийся испусканием альфа-частиц, назвали альфа-распадом; распад, сопровождающийся испусканием бета-частиц, был назван бета-распадом (в настоящее время известно, что существуют типы бета-распада без испускания бета-частиц, однако бета-распад всегда сопровождается испусканием нейтрино или антинейтрино). Термин «гамма-распад» применяется редко; испускание ядром гамма-квантов называют обычно изомерным переходом. Гамма-излучение часто сопровождает другие типы распада, когда в результате первого этапа распада возникает дочернее ядро в возбуждённом состоянии, затем испытывающее переход в основное состояние с испусканием гамма-квантов.

Энергетические спектры б-частиц и г-квантов, излучаемых радиоактивными ядрами, прерывистые («дискретные»), а спектр в-частиц -- непрерывный.

В настоящее время, кроме альфа-, бета- и гамма-распадов, обнаружены распады с испусканием нейтрона, протона (а также двух протонов),кластерная радиоактивность, спонтанное деление. Электронный захват, позитронный распад (или в⁺-распад), а также двойной бета-распад (и его виды) обычно считаются различными типами бета-распада.

Некоторые изотопы могут испытывать одновременно два или более видов распада. Например, висмут-212 распадается с вероятностью 64 % вталлий-208 (посредством альфа-распада) и с вероятностью 36 % в полоний-212 (посредством бета-распада).

Прибор, измеряющий радиоактивность окружающей среды называется дозиметр.

Дозимметр -- прибор для измерения эффективной дозы или мощности ионизирующего излучения за некоторый промежуток времени. Само измерение называется дозиметрией.

Химические свойства

Ионизация

Ионизамция -- эндотермический процесс образования ионов из нейтральных атомов или молекул.

Положительно заряженный ион образуется, если электрон в атоме или молекуле получает достаточную энергию для преодоления потенциального барьера, равную ионизационному потенциалу. Отрицательно заряженный ион, наоборот, образуется при захвате дополнительного электрона атомом с высвобождением энергии.

Ионизатор -- устройство для получения свободных ионов.

Применение

Обработка воздуха и воды

Очистка воздуха

Ионизатор воздуха вырабатывает отрицательно заряженные ионы (анионы), в то время как застоявшийся (использованный) воздух содержит больше положительных ионов (катионов). Аргументация производителей воздушных ионизаторов сводится к тому, что более чистый воздух содержит больше анионов (на природе, особенно в горах, лесах, вблизи водопадов). Вредные вещества, бактерии и аллергены (по их утверждению) заряжены положительно, а потому притягивают воспроизводимые ионизаторами анионы; образуют мелкие кластеры частиц, таким образом утяжеляются и падают вниз -- то есть, больше не могут попасть в лёгкие человека и стать возбудителями инфекций. И хотя в данном случае особая эффективность анионов до сих пор научно не доказана и остаётся спорной, ионизация воздуха всё же инициирует химические реакции разложения зловонных газов и аэрозолей. Так, сосуд, наполненный дымом, внезапно делается совершенно прозрачным, если внести в него острые металлические электроды, соединенные с электрической машиной, а все твёрдые и жидкие частицы будут осаждаться на электродах. Объяснение опыта заключается в следующем: как только между электродами зажигается корона, воздух внутри трубки сильно ионизируется. Газовые ионы прилипают к частицам пыли и заряжают их. Так как внутри трубки действует сильное электрическое поле, заряженные частицы пыли движутся под действием поля к электродам, где и оседают. физический вещество преобразователь температура

Согласно санитарно-гигиеническим нормам допустимых уровней ионизации воздуха (СанПиН 2.2.4.1294-2003 от 16 июня 2003 года), минимально допустимая концентрация ионов в воздухе производственных и общественных помещений составляет 400 положительных и 400 отрицательных ионов на смі воздуха. Максимальная же концентрация разрешается на уровне 50 000 положительных и 50 000 отрицательных ионов на смі воздуха. Для создания и поддержания необходимого аэроионного состава воздуха используют ионизаторы воздуха. Причём, ионизаторы воздуха могут генерировать как отрицательные ионы (униполярные (однополярные) ионизаторы), так и положительные вместе с отрицательными (биполярные ионизаторы).

Заключение

Существует масса приборов, чтобы измерить физико-химические свойства веществ. Все они полезны и помогают нам улучшить и сделать удобней нашу жизнь, изучить природу веществ и обогатить наши знания.

Размещено на Allbest.ru