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沉积物理化性质

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沉积物理化性质

沉积物是在地球表面,由于外力和内力共同作用于岩石圈而生成的。内力作用造成大的地形起伏,外力作用一方面破坏隆起的高地,另一方面将岩石破坏的产物搬运到坳陷地区堆积下来。由于各种沉积物是在一定的地形、气候和构造条件下形成的,所以在沉积相特征中能反映出这些基本条件的影响,研究其沉积环境可以搞清沉积物的形成过程及其古地理环境,有助于沉积矿床(如石油、砂矿等)的普查与勘探,也有助于解决地层学、古生物学、构造地质学和地貌学等问题,同时对工程地质和水文地质工作也有一定的指导意义。

1.沉积结构

1.1粒度成分

确定沉积物中不同大小碎屑的含量的方法,称为粒度分析或机械分析。大量统计资料证明,沉积物的粒度分布是服从对数正态分布规律的。粒度成分受搬运营力作用的控制,与沉积环境关系密切。在石油、水文与工程地质工作中常用粒度分析资料来鉴定沉积物的参数如孔隙度、渗透性等。

1.1.1粒级的划分

国内外对粒度的分级有两种方法:一是采用真数,即以毫米或微米(μ,1μ=0.001毫米)为单位来表示颗粒的直径。这种单位的优点是比较直观;缺点是各个粒级不等距,不便于作图与运算;二是采用粒径的对数值来表示。目前应用最广泛的Ф值是克鲁宾(Krumbein,1934)根据伍登-温德华粒级标准,通过对数变换而得。其定义为:

Ф=-log2d

式中d为毫米直径值。这种Ф分级标准的优点是:分界为等间距,便于作图和统计运算;粒度范围广泛,而且根据需要可以细分到任意间距的精度,这对揭示粒度分布是否为双峰以及了解尾部的详细情况提供了很大的便利。缺点是不直观,需要经过换算才能建立Ф值与真数值之间的关系。

伍登-温德华-Ф值标准

名称粒级界限

名称

粒级界限

Фmm Фmm

巨砾-8 >256 极细砂4~3 0.125-0.063

粗砾-6~-8 256-64 粗粉砂5~4 0.062-0.032

中砾-2~-6 4-1 中粉砂6~5 0.032-0.016

细砾-1~-2 4-2 细粉砂7~6 0.016-0.008

极粗砂0~-1 2-1 极细粉砂8~7 0.008-0.004

粗砂1~0 1-0.5

9~8 0.004-0.002

粗粘土

中砂2~1 0.5-0.25 10~9 0.002-0.001

细砂3~2 0.25-0.125 细粘土11 <0.001

1.1.2粒度分析资料的整理

为了明显地反映一个样品的粒度特征,对不同样品的粒度成分进行比较,以及判断样品的沉积环境,必须将粒度分析的原始资料加以整理。

三角图,它常用来对沉积物的粒度成分命名,和对不同沉积物的粒度成分进行比较。用三角图解法比较沉积物的粒度成分,很有效。图1比较了离石—午城黄土与马兰黄土的粒度成分。总体来看,两者粒度特征很相似。但离石—午城

图 1

黄土的细砂含量普遍较少,粉砂含量较高且集中,粘土也较多。也可以在一张三角图中将各地有关沉积物的粒度分析资料进行对比,常常可以反映出粒度分布

的区域变化。如图2,中国各地马兰黄土粒度分布的三角图,从青海柴达木到黄河中游的甘肃、陕西、山西,再到华北平原和山东,粒度特征具有细砂成分减少,粘土成分增多的趋势;山东、柴达木的黄土与黄河中游各地的黄土在粒度成分上有很大差异。

图 2

直方图和频率曲线图,可以分析沉积物的某些重要粒度特征。例如,沉积物的偏态,可以判断其属于粗偏或细偏。沉积物的峰态,若为窄单峰,表示分选好,粒级比较集中;若为单宽峰,说明分选较差。单峰频率曲线一般只出现在只有单一的碎屑物来源,且经过较长距离搬运的沉积中。当频率曲线出现双峰或多峰时,其形成的原因可以不同。譬如从具有季节韵律的湖相纹层中采集样品,或者从由不同风速堆积而成的层状风成砂中采集样品时,频率曲线就可能出现多峰。沉积物在搬运过程中,沿途如有大量新的碎屑物加入,也能使频率曲线由单峰变为双峰。以后,随着沉积物沿途分选,又出现颗粒集中在新加入的碎屑物的主要粒级上的单峰(如图3)。

图 3

累计曲线图,它表示大于(或小于)任意选定的粒径的颗粒在样品中的含量,呈“S”形。它可以定性的分析样品的粒度特征,可以代替频率曲线。例如正态分布的频率曲线表现在累计曲线图上,为一对称的“S”形。众数愈大,S形愈陡;众数愈小,S形愈缓。频率曲线的偏态性,表现在累积曲线图上,呈不对称的S形。正偏态曲线,S形的细粒尾端长;负偏态曲线,S形的粗尾端长。更重要的是可以从图中读出累计百分含量为5%、16%、50%、84%、95%、的Φ值,根据这些特征值可以计算出能反映沉积物的粒度特征及其沉积环境条件的粒度

参数。如图4。

粒度参数,计算采用福克和沃德公式:

平均粒径(Mz )代表沉积物粒径分布的集中程度,反映沉积物的沉积环境和物质来源。分选系数(δ)表示颗粒的分选程度,δ越小则沉积物的分选性越好,反之,则分选性越差。偏度(SK )表示沉积物粗细分布的对称情况,并表明平均值与中位数的相对位置。SK=0,表示正态频率分布曲线;SK>0,为正偏态频率分布曲线,说明粒度集中分布在细端部分;SK<0,表示粒度集中分布在粗端部分,为负偏频率分布曲线。峰态(Kg ),指示沉积物频率分布曲线顶端的宽窄尖锐程度,一般用粒度分布的中间部分除以尾部的展形之比表示。Kg=1为正态分布,Kg>1时为窄峰态,Kg<1时为宽峰态。

概率累计曲线图是判断沉积物搬运方式的常用方法,其是将碎屑组分中含量较少的粗、细尾部的特点放大,便于成因分析。正因为概率累计频率曲线能反映粒度分布的特点,因而在识别沉积环境的搬运机制及解释沉积环境方面,取得较显著成绩。例如,无论是海岸沙丘或内陆沙丘的现代沙丘砂,都是以跳跃组分为主,滚动组分和悬浮组分含量较低,甚至不含悬浮组分。跳跃组分在单风向形成的只有一组,其含量一般大于95%,个别可达98%以上;双风向作用结果,具有两组跳跃组分,总跳跃组分含量更高,一般可达98%。主要组分跳跃段斜率多大于80°,分选极好。

图5 概率累计频率曲线图

C-M 图,帕塞加(Passega,1957,1964)选择了一些与沉积搬运有密切关系的粒度参数,C (百分之一含量的粒度)、M (中位数),制成C-M 图,反映整个沉积物全部样品的总面貌,它可以说明沉积物的搬运介质状况、反映沉积环境及沉积盆地的活动性等。C-M 图可以提供沉积物的水动力状况,可以在图上呈现沉积物的滚动-悬浮的搬运方式。

()

257559544.2φφφφ--=G K 6.645951684φφφφσ-+-=I 3845016φφφ++=Z M ()168450841622φφφφφ--+=I Sk ()5955095522φφφφφ--++

图 6 C-M图

1.1.3用粒度资料研究沉积环境

粒度分析所涉及到的概率累计频率分布图、沉积物粒度象、沉积物常用粒度指标、粒度参数散点图蕴含的环境信息,发现粒度分析是沉积物反演其沉积环境的重要方法之一。概率累计频率图可以定量化粒度参数,并且能够提供更为详细的粒度组成信息,尤其是当频率分布曲线差别不大,难以获取充分粒度信息时,它可以作为一个有效的粒度分析数据表达方法,可以为恢复古环境和研究沉积作用过程提供更多更详细的信息。沉积物的粒度象在反映沉积物粒度分布总体特征时间接地指示了沉积环境及沉积物的搬运介质状况,对了解未知环境沉积物的成因具有重要意义。常用粒度指数应用广泛,对沉积物沉积环境具有指示意义。结构参数散点图在区分沉积环境上的应用具有一定价值。然而自然界中,沉积物的沉积条件复杂,成因多变。对于相对来源简单的沉积物,单一地采用粒度的各种判别方法即可获得满意效果。粒度的各种参数还可以反演过去环境和气候变化过程,如判别分析。但对于来源复杂多样的沉积物,要准确判断一种沉积物的沉积环境或区别不同沉积环境的沉积物,就要综合应用多种判别方法或者借助一些粒度分析之外的方法。

1.2颗粒形态

碎屑颗粒的形态特征是恢复碎屑物的侵蚀、搬运过程,重建古沉积环境的重要标志。碎屑颗粒在搬运过程中被磨圆的程度和形成的表面特征取决于一系列非环境与环境因素。

1.2.1非环境因素

碎屑物的岩石、矿物成分:碎屑物的岩矿成分一方面通过硬度的差异来影响

磨蚀的强度,如硬度越大的变质岩和石英砂等不易磨圆,而泥岩块和独居石砂等大多呈浑圆状。另一方面,岩矿的原始结构影响着碎屑物的形状,如页岩、片岩砾石多呈板状,安山岩、石英岩砾石多呈块状,云母碎屑再磨蚀也是片状的。

碎屑颗粒的粒径:碎屑颗粒的磨蚀作用主要是在推移或跃移过程中湖相撞击引起的。因此只有那些既能被介质带动,但又不被悬浮起来的颗粒才能有明显的磨蚀效果。在河流中,粒径小于0.25毫米的砂主要呈悬浮状态搬运,因此很少改变其原始状态,棱角状占多数。冲积物的磨蚀效果主要见于>0.25毫米的粒级中。海岸带波浪扰动激烈,宜采用大于0.5毫米的粗砂。风力通常只能吹扬起小于0.1毫米的粉砂颗粒,悬浮在空中。因此风沙形态研究的粒径下限可以降低为

0.1毫米。

1.2.2环境因素

动力条件:这是影响碎屑物形态特征的最重要的环境因素。以砾石为例,河流中的砾石大多沿床底坐单向的滚动,故常呈短棒状。典型的海滩砾石多呈扁平状,因为在具有一定坡度的海滩上,砾石在激浪形成的进流与退流作用下主要沿坡发生平移。强风浪作用的陡海滩则常呈滚动状态。暴露在地面的砾石顶面受到不同方向来的风吹沙的磨蚀,形成单棱或多棱状的风成砾石。冰川流动过程中,下部冰体中的砾石对冻结在床底面上的砾石产生刮削作用,形成板状砾石,砾石顶面具有五边形轮廓,常带有擦痕。如图7

(a)(b)

(c)(d)

图7 海滩砾石(a),河流砾石(b),冰川砾石(c),风棱石(d)

搬运距离:一般来说,碎屑物的磨蚀程度与其搬运距离成正比。这种关系在搬运的初期表现的很明显,磨圆程度增高的很快。但是以后,磨圆作用迅速减弱。因此在大部分搬运距离内,颗粒的磨圆过程是非常缓慢的。河流沉积物从上游向下游逐渐变细的现象,与其说明它是磨圆所致,不如说是流水对物质分选沉积作用的结果。

环境物理化学条件:干旱区的日温差很大,机械冻裂作用能形成特殊形态的砾石。例如在天山北麓的一些丘陵顶部,砾石多被冻裂成薄板状。裂缝沿垂直方向切过岩石结构发育。沙漠漆是干旱区砾石的表面特征。

(一)砾石形态

用砾石的颗粒形态解释环境意义较大。图表2比较了各种环境中碳酸盐岩砾石的扁平系数和磨圆系数。

表2 各种环境中碳酸盐岩砾石的扁平系数和磨圆系数

环境扁平系数磨圆系数(×1000)河床残留砾石 1.2~1.6 290

底碛 1.6~1.8 40~90

冰水沉积 1.7~2.0 240~300

海滨 2.3~3.8 170~610 湖滨(日内瓦湖) 2.3~4.4 300~370

温暖气候河流 2.5~3.5 70~200

(二)砂砾形态

砂粒的表面特征可以提供沉积物生成环境的资料,推断它的形成过程。在双目实体镜下观察石英砂砾,一般可以看到以下几种特征表面:

①光滑表面如象磨光似的,只见少数边缘平坦的凹坑。这是砂粒在水体中长期搬运的结果。

②坑洼表面表面有明显的,凹坑,这是砂粒在激流或激浪中互相猛烈撞击而成。

③毛玻璃表面表面无光泽,有许多极小的麻坑。这是沙粒被风力长期搬运的特征性表面。

1.3颗粒排列

沉积物颗粒总是采取某种相对于流体而言比较稳定的排列方式。因此,分析颗粒的排列情况,是查明沉积环境,确定沉积物搬运方式和移动方向的重要手段。

1.3.1砾石的排列

河流的扁平砾石大多呈瓦状堆积,倾斜面向上游倾斜。倾角取决于流速,两者成正比关系,一般为15-30°。砾质河口三角洲受波浪影响,部分砾石可作反向倾斜排列。河流砾石的长轴既有与水流平行的,也有与水流垂直的。在砾质海滩上,激浪引起的进流以滩面流的形式涌向海滩;回流大多渗入砾石缝隙中,以潜流形式返回海中。因此海滩砾石的的排列方式主要由进流作用造成倾斜面向海倾,倾角不到15°。进流或退流搬运砾石主要沿滩面滚动,因此砾石水平面轴都平行海岸线分布。三角洲砾石的倾斜面既有向河流上游倾斜的,也有向海倾斜的,这是因为三角洲地区兼有河流和波浪作用的原因。砾石平面轴与外力作用垂直。在冰碛物中,叠瓦状砾石向上游倾斜,倾角约20-25°。砾石的倾斜面轴多数与冰川流动的方向一致。

1.3.2沙粒的排列

长条形的河流砂粒大多与水流方向平行,并有向上游倾斜的趋势,砂粒的叠瓦状构造不太明显。海滩砂粒的长轴平行于激浪的回流方向。海岸砂体中石英颗粒的长轴方位垂直于砂体的延伸方向。在研究黄土时,发现粉砂颗粒有平行风向的优势排列和微弱的叠瓦构造。冰碛物中砂粒长轴平行与冰川运动方向的纵向方位非常稳定。

砂粒的原始构造很容易受生物扰动,而且往往受准同时变形作用和沉积后的外力作用所改变,所以用来恢复古沉积环境需要谨慎。

1.3.3粘土颗粒的排列

淡水中粘土颗粒的平行排列比海水中的粘土明显,这可能是海洋环境中的粘

土发生絮凝之故。使用扫描电子显微镜,可以看到粘土颗粒的三种构造。一种是蜂窝状构造,另一种是尖屋状构造。这两种构造由粘土絮凝沉积而成。第三种构造是平叠构造,由单个粘土颗粒沉积而成

2.沉积构造

2.1层面构造

沉积介质活动的痕迹

沙波:这是层面上最常见的一种构造痕迹。它是由一定速度的流水,波浪和风作用于非粘性的(如粉砂和砂质)松散沉积面上形成的波状构造。可分为流成沙波,由单向水流形成;浪成沙波,由波浪中水体的振荡运动形成;风成沙波砂粒在风力作用下,以悬移、跃移和表面蠕动三种方式运动。

其它痕迹:当沉积介质为水流时,随流速的变化,要发生侵蚀与沉积的交替。在一段时间造成的掘蚀痕迹,可以被后来的沉积物埋藏而保存下来,形成切割再填充构造。这种构造经常表现出许多不连续、顺流平行排列的、长条形的凹坑。凹坑的上游端较深,较陡,向下游方向逐渐变浅而过渡为一般的沉积面。水流或波浪带动的物体,如砾石、贝壳、木块、水草等,可以在软泥沉积面上形成冲击、弹跳、铲刮、滚动凹坑以及平直刻槽等痕迹。

与沉积介质无关的因素造成的痕迹

泥裂:被水饱和的泥质沉积物在气下环境中由于失水而发生干缩,形成不规则的多边形的裂缝,叫做泥裂。如果在粉砂-细砂质沉积物上覆盖薄层泥质沉积时,干裂后的泥片离开下伏砂层而向上卷曲,形成泥卷。泥裂多发生在湖沼、废河道、泛滥平原和潮滩上部。泥卷则多发生在泥质沉积较薄的河漫滩上。无论泥裂或泥卷,都是沉积物暂时干涸的标志,最常见于干旱区间歇性露出水面的泥层中。

冰碶:严寒地区近地面的沉积层,由于剧烈降温而冻成裂缝。这种裂缝被冰雪填充后,冰冻作用使裂缝更加扩张,其长度、深度和宽度均可达数米。解冻以后,顶部的碎屑物滑落填充在裂缝中,形成一种碶形的不整合接触。

雨滴落在湿润松软的泥质或泥沙质沉积面上,形成直径约3-4毫米的圆形或椭圆形凹坑,坑的边缘略高且粗糙。在沉积岩中要注意区分雨痕与穴居底栖生物形成的堆叠构造。后者是由潮间带的穴居生物(如美人虾)将泥沙推出洞口堆积而成。堆叠构造的中部有一个穴口,构造的周围有放射状细沟,由从洞穴中流出

的水流冲刷而成。雨痕在偶尔降雨的地区才易于保存,所以主要见于干旱与半干旱气候条件下的大陆沉积中。

分叉的细沟流痕:在河水水位下降或潮水退落而出露的岸滩上,常有水从泥沙渗出,冲刷滩面而形成细沟。这种细沟的切割深度与交织形态,取决于岸滩的组成物质与滩面坡度。

2.2层理

层理是能用肉眼识别的沉积物的重要特征之一,是沉积岩区别岩浆岩和部分变质岩的主要标志。层理是不同的矿岩成分、粒度大小、颗粒形状、排列方位、堆叠性质和颜色特征的沉积物在垂直剖面中更迭出现所表现出的成层性,它是沉积环境中沉积营力的化学作用变化的产物。因此,通过层理分析可以了解沉积环境、流体介质和沉积物的搬运方向。

2.2.1水平层理

在绝大多数情况下,水平层理是在水体中悬浮物或溶解物质发生沉淀,而水体底部又没有剧烈扰动的情况下形成的,是由于沉积物的性质发生变化而造成的。它们是由相互平行的层或纹层叠置沉积而成。这时区别层与纹层的主要标志是厚度大小与岩性变化。

(1)递变层理:颗粒自下而上逐渐变,无明显的纹层面。粒级递变可能有两种方式:①依次叠加的沉积物逐渐变细,在递变层的下部没有细粒物质,主要是由于水流逐渐减弱而产生的(图a)。②依次叠加的沉积物中,粗组分逐渐变小,但从上到下都有细的颗粒。多数递变层理属于这种类型,它是悬浮物质沉积比重愈来愈大的结果(图b)。

(2)薄砂层理:厚度仅1-2毫米的砂质纹层。纹层近乎水平,能延续数米。纹层之间相互平行。层理是又不同粒度或矿物成分的纹层交叠而成,或两者兼而有之。这种层理在细砂与中砂中最发育,有时也见于粉砂层中。

(3)交互层理:这是一种不同粗细、颜色、成分的纹层交互更替的层理,又叫

做韵律层。韵律层的各个纹层的厚度通常小于3-4毫米。韵律层的出现是由于环

境条件周期性变化所致,如季节变化,形成季节韵律层。

2.2.2斜层理

它是由许多与层面斜交的纹层构成的,纹层之间则彼此相互平行或近乎平

行。具有斜层理的层称为斜交层,亦称交错层。如图a,河流沙波斜层理,图b,

河槽蚀积交错层理,图c,鱼骨状斜层理。

图a

图 c

图b

无论是水流或波浪形成的沙波,当它们一面向前

2.2.4脉状层理与透镜状层理

当沉积环境中同时具有泥和砂,并且水流的活动期与静止期交替出现时,形成脉状层理。在水流活动时期,砂以沙波状态搬运和堆积,而泥持悬浮状态。静水时期,泥沉积在沙波谷内或全部覆盖沙波。下一次新来的砂将泥层埋藏起来。因此在脉状层理的剖面中,在波谷与部分沙脊上具有

保存完整的泥质条脉。如图a

图 a 图 b

在以泥质堆积为主,而砂的供应不足的环境中,水流或波浪在泥质底层上将

砂冲击成单个的沙波。以后的泥质沉积物将该沙波埋藏起来,形成孤立的砂质透

镜体,称为透镜状层理。如图b。以上两种层理的主要形成环境是潮间带与潮下带,这里涨潮落潮与高低潮憩流交替出现,而且兼有细粉砂和淤泥物质的补给。

3.矿物与颜色特征

3.1矿物特征

根据陆源组分再造古地理的工作,常常借助于矿物学的标志。通过矿物组合和自生矿物类型的分析,可以大致确定物质的来源区、搬运途径和沉积环境,并在此基础上上,利用矿物资料进行区域沉积地层划分和对比。

3.1.1 矿物组合

沉积物的矿物组合首先取决于来源区的岩石成分。如表3-1。地貌工作者正是根据“不同物源区的沉积有其不同的矿物组合”原则来追索物质来源,从而研究海岸带的泥沙流、恢复古河道系统和推断风沙来源。

矿物组合还受构造和气候条件的影响,影响程度取决于矿物的化学性质稳定性。湿热气候区的沉积物或构造稳定地区经受长期风化的沉积物中,不稳定矿物比较少。干寒气候区或构造运动强烈地区。碎屑物质未经充分风化就被埋藏起来,沉积物中不稳定矿物比较多。

3.1.2蒸发盐矿物

石膏(CaSO

4·2H

2

O)与硬石膏(CaSO

4

)是原生的硫酸钙矿物,通常是由高浓

度的卤水中沉淀而成。石膏与硬石膏多形成在炎热而干旱的气候区。大规模的石膏沉积往往产生于大型的停滞水体中,如泻湖。现代的石膏绝大部分出现在潮上

滩或沙漠干盐湖的渗滤带的孔隙中,形成在潜水面附近。石膏有时也能形成在潜水面以下几米深处。石盐(NaCl)现在正在一些沙漠干盐湖中形成,它常与石膏、硬石膏共生。与含有石膏和硬石膏的蒸发岩共生的还有沉积硫,因为硫需要氧化度的矿物作它的物质来源。此外,硼化物和天然碱是湖泊环境的产物。

3.1.3粘土矿物

粘土是地球表面分布最广泛的一种沉积类型。粘土矿物的研究对于了解其沉积环境具有一定的意义。

硅酸在酸性溶液中析出呈凝胶,故作为铝硅酸盐的高岭石常与酸性环境相关。蒙脱石常与中性或碱性环境相适应,因为铁、铝等氢氧化物在碱性溶液中析出成胶体。通常,高岭石在近海岸处较丰富,离岸较远的海洋沉积物中则以蒙脱石为主。

粘土矿物主要是母岩风化的产物,大多数蒙脱石是火山灰成因的,基性火成岩(辉绿岩、玄武岩、橄榄岩、辉长岩等)在碱性环境中风化也常常产生蒙脱石;酸性火成岩(花岗岩、花岗闪长岩等)的风化粘土则以伊利石、高岭石为主。

粘土矿物在沉积环境的研究中可以提供有关气候的资料。高岭石是低纬度的粘土矿物,在气候炎热,雨水丰富的热带、亚热带地区的红土中,高岭石与同族的埃洛石非常富集。温带地区的灰化土发育,其中有大量伊利石。干旱区的粘土矿物则以蒙脱石、贝得石以及山软木等纤维状矿物为主。绿泥石只能在化学风化受抑制的地区,如冰川或干旱区才能保存下来。

图 a 显生代泥岩中主要粘土矿物的相对含量(据韦费,1967)

3.2颜色特征

3.2.1沉积物的原生色和次生色

碎屑颗粒兴城市就具有的颜色称为沉积物的原生色。例如石英砂呈白色,正长石砂呈玫瑰色,石榴石砂呈红色,磁铁矿砂呈黑色。此外,原生色还可能在碎屑物的沉积阶段,由于化学沉淀及生物作用形成的新矿物所致。

碎屑物沉积以后形成的颜色称为次生色,它是沉积物成岩作用、生物作用和风化作用的结果。例如沉积物中含有的有机质以碳氢化合物的形式存在,它能将沉积物染成不同程度的灰色和黑色。除铁的化合物外,锰的氧化物也是强染色剂,它能将沉积物染成黑色或浅蓝紫色。在缺氧环境下形成的沉积物,由于含有黑色的非晶质硫化铁或二硫化铁而呈蓝色或灰色到黑色。

3.2.2影响沉积物颜色的因素

沉积物的颜色主要决定于它的成分。白色是缺乏铁、锰化合物及有机质的沉积物所致,如石英岩、石膏、高岭土等。灰色和黑色主要取决于沉积物种有机质的含量。红色、褐红色、棕色和黄色通常由高价氧化铁的水化物所致。绿色多半是由于铁的低价氧化物所致。蓝色和天蓝色为硬石膏、天青石,其次为石膏和石盐所特有。除此之外,沉积物的湿度和粒度也有很大影响。沉积物处于潮湿状态时,颜色便深些,干燥时便浅些。沉积物颗粒愈细,颜色愈深。

3.2.3沉积物颜色与环境的关系

在炎热干燥地区,岩石以机械破碎为主,这样形成的碎屑物的颜色主要取决于母岩矿物的本色。例如酸性火成岩和变质岩的机械风化矿物,通常呈浅色,而基性岩和中性岩的风化产物呈深色。

在多雨的热带和温带地区,岩石主要经受化学风化作用。这时岩石中的可溶成分都被带走,剩下氢氧化铝、含水铝硅酸盐、氢氧化铁、石英和其它溶解性较小的物质,它们的颜色从褐色到红色。如果这些溶剩物质与有机质一起再被搬运和再沉积,沉积物会发生氧化铁还原呈黑色。

在气候经常潮湿的地区,如果排水不良而经常积水,则沉积物中的氧化铁还原成氧化亚铁,或形成黑色的硫化铁。如果气候条件相同,而排水通畅,则铁的化合物发生氧化使沉积物染成红色。如果这些沉积物经过再搬运至低洼积水区,

与大量有机质结合,又可以使铁还原,使沉积物的红色消失,呈现灰色。

在炎热而有干湿季交替出现的地区,岩石以化学风化为主,沉积物呈红色到褐色。这些颜色在沉积物被埋藏后仍能保存下来。这是由于炎热干燥的季节不利于植物生长,沉积物中的有机质不足以将氧化铁还原成氧化亚铁。

在海洋和其它深水盆地中,影响沉积物颜色的主要因素是底部水体的含氧情况,而后者又取决于水体垂直循环情况。在水体循环条件好的地方,含氧量高,有机质被分解,沉积物的颜色主要为灰色或浅绿色,反之,则使沉积物发生还原作用而呈深色。此外,在这种缺氧地区有喜硫细菌生存,形成硫化铁而使沉积物具黑色。

4.生物特征

自然界生物的种属随着环境条件的演变而不断兴衰、更替。每个地质时期都具有与当时环境条件相适应的特殊的生物群。因此沉积物中的生物化石不仅是确定沉积物年龄的尺度,也是确定古沉积环境的标志。

4.1动物群

各种动物中以底栖生物最有表征环境的意义。如果底栖生物死亡以后,其介壳就地埋藏成为化石,则能提供沉积环境的重要信息。介壳经过搬运后的富集状态可以反映古环境的动力条件。影响底栖生物的最重要的生态因素是底质和动力条件。

底栖生物在沉积物表面或内部活动时,使原生无机的沉积构造发生破坏和变形的痕迹,统称为生物扰动构造。地层中的生物扰动构造特征可以提供关于沉积速度和方式的有价值的资料。如果地层中频繁出现近表面扰动构造,说明沉积作用比较连续,沉积层面保存较好。相反,如果完全缺失或间歇性缺失近表面扰动构造,并有沉积间断的证据,则说明沉积不连续,沉积后改造频繁,原始沉积面保存不完整。当沉积速度极慢,或底内生物繁殖时,生物扰动作用能使层理完全破坏。加利福尼亚湾潮间带的原始沉积构造几乎被美人虾破坏殆尽。水平纹层发育极好的泥岩,说明了在当时环境下,底栖生物很少。

4.2植物群落与孢粉

植物群落是反映环境条件和构造特征的重要标志,但与动物群落一样,植物化石在地层中保存下来的机会较少,在钻孔中尤易被破坏,这就提出了用孢粉分

析来研究生态环境的方向。

孢子和花粉都属于植物的繁殖器官,当孢子和花粉在植物的孢子囊和花粉囊中成熟后,经风或水的载运,离开植物体落入沉积物中,成为化石孢子和化石花粉,这就是孢粉分析的研究对象。孢粉分析的目的是通过恢复古植被来再造古地理环境(气候、地形与构造)。孢粉组合的变化出现在地层剖面中时,就能看出当时的气候演变的构造变动。

由于孢粉能传播得很远,不同地区的孢粉互相干扰,单凭孢粉组合资料只能勾划出古环境的大致面目。如在一地层中同时出现平原区的乔木、山区的裸子植物、湖滨水生草本植物和林下湿地的草本蕨类植物的花粉,说明当时环境中既有山地,也有平原和湖泊。如果详细统计各种属孢粉的百分含量,作出孢粉谱,找出其中的优势种属,则能更准确地反映古生态环境。

5.环境物理-化学特征

5.1环境温度特征

5.1.1古生态标志

现代生物的纬度分带性说明了温度对现代生物地理分布的严格控制作用。研究地质时期的古生物,对于判断当时的环境温度是非常重要的。

从生物的种属组成来看,随着温度降低,种属数目减少,但每个种属的生物量却很大。例如对温度反应非常灵敏的水生动物披囊亚门,在热带地区有563种,北极为61个种,南极仅为36个种。热带的远海有孔虫达20个种,而冷水中仅1-2种。因此在大范围内,化石种属数目的变化也可以反映出当时温度的变化。

5.1.2化学标志

用化石介壳的碳酸钙中的氧稳定同位素比值O18/O16来测定地质时代的古水温度,是一种行之有效的方法。还有用沉积碳的同位素比值C13/C12来测定古环境温度的。用化石介壳中锶(Sr)与镁(Mg)分析来推测上新世到更新世的海水温度,取得了一定效果。因为这些元素进入生物介壳中的量随温度而变化,例如贻贝壳的含锶量随温度升高而下降。

5.2环境盐度特征

盆地水介质的盐度与水域外形、淡水注入量和蒸发量等因素有关。现代大洋的平均盐度为35‰;半封闭的水盆地的盐度变化很大,可由淡水到46.5‰;封闭的水盆地的盐度差异更显著,如里海的盐度在13‰左右,而凯达克海湾东部竟可达50‰以上。

5.2.1古生态标志

含盐量的变化对生物的种数、个体数量、大小、形态及构造有很大影响。在盐度最适宜时,生物种的数量增加;而当盆地水淡化或咸化时,种数就减小,但是各个种的个体数量却增加。盐分增加时,有时能使生物个体变小。

5.2.2沉积标志

在淡水盆地、海水盆地、半咸水盆地和高矿化度水盆地中,含盐度的差异对自生矿物组合的影响,只表现为数量上的差别。只有在很少情况下,自生矿物才能成为古盐度的主要标志。例如海绿石和磷块岩同时出现时,是海相成因的可靠标志,大量蓝铁矿和高岭石共生是淡水盆地或低盐度盆地的标志。菱镁矿和白云岩共生是干燥地区高矿化度的沉积标志。

5.2.3地球化学标志

地球化学方法对于推测古盐度,判别海相与陆相地层,有着广阔的远景。随着现代环境地球化学特征研究的深入,已经发现一系列能反映环境条件,特别是沉积介质水化学特征的元素,例如硼含量、沉积磷酸盐、氯溴比等。

5.3氧化-还原电位与酸碱度特征

5.3.1盆地的气态类型及其矿物和古生态标志

在氧化环境中,多铁和锰的氧化物,淤泥沉积中多掘洞动物的活动痕迹。弱氧化环境生成绿海石和鲕绿泥石,弱还原环境则以菱铁矿和菱锰矿为特征。当沉积物中含有丰富的硫化铁,缺乏底栖动物及其活动痕迹,但有大量残余有机质时,可以肯定该沉积环境是缺氧的。

5.3.2介质酸碱度的粘土矿物和沉积元素标志

介质的酸碱度(PH)是胶体沉积的必要条件。实验查明,当PH=4.8-5.0或

4.5-

5.2时,SiO

2和 Al

2

O

3

胶体最易相互结合,生成高岭石。在PH为其他数值时,

即使正负胶体的数量相等,也难发生中和沉积。因此,高岭石是弱酸性沉积环境的指示性矿物。蒙脱石是碱性环境生成的粘土矿物。

6.总结

不同的沉积特征往往只反映某个环境条件,如层理类型一般只能说明动力作用性质和强度,有机质含量反映了环境的氧化还原程度,生物化石种类与环境温度、盐度等因素密切相关。因此在研究沉积相时,不能仅根据个别沉积特征来判定其沉积环境。一般说来,只有当岩性、沉积构造和生物等特征按一定组合方式出现时,才能作为环境的可靠标志。仅考虑个别特征,会得出错误的结论。

流体的物理性质

流体的物理性质 流体流动与输送过程中,流体的状态与规律都与流体的物理性质有关。因此,首先要了解流体的常见物理和化学性质,包括密度、压力、黏度、挥发性、燃烧爆炸极限、闪点、最小引燃能量、燃烧热等。 一、密度与相对密度 密度是用夹比较相同体积不同物质的质量的一个非常重要的物理量,对化工生产的操作、控制、计算等,特别是对质量与体积的换算,具有十分重要的意义。 流体的密度是指单位体积的流体所具有的质量,用符号ρ表示,在国际单位制中,其单位是ke/m3。 式中m——流体的质量,kg; y——流体的体积,m3。 任何流体的密度都与温度和压力有关,但压力的变化对液体密度的影响很小(压力极高时除外),故称液体是不可压缩的流体。工程上,常忽略压力对液体的影响,认为液体的密度只是温度的函数。例如,纯水在277K时的密度为1000kg/m3,在293K时的密度为998.2kg /m3,在373时的密度为958.4kg/ms。因此,在检索和使用密度时,需要知道液体的温度。对大多数液体而言,温度升高,其密度下降。

液体纯净物的密度通常可以从《物理化学手册》或《化学工程手册》等查取。液体?昆合物的密度通常由实验测定,例如比重瓶法、韦氏天平法及波美度比重计法等。其中,前两者用于精确测量,多用于实验室中,后者用于快速测量,在工业上广泛使用。 在工程计算中,当混合前后的体积变化不大时,液体混合物的密度也可由下式计算,即: 式中ρ—液体混合物的密度,kg/ms; ρ1、ρ2、ρi、ρn——构成混合物的各纯组分的密度,ks/m3; w1、w2、wi、wn——混合物中各组分的质量分数。 气体具有明显的可压缩性及热膨胀性,当温度、压力发生变化时,其密度将发生较大的变化。常见气体的密度也可从《物理化学手册》或《化学工程手册》中查取。在工程计算中,如查压力不太高、温度不太低,均可把气体(或气体混合物)视作理想气体,并由理想气体状态方程计算其密度。 由理想气体状态方程式 式中ρ—气体在温度丁、压力ρ的条件下的密度,kg/m3; V——气体的体积,ITl3; 户——气体的压力,kPa; T一—气体的温度,K; m--气体的质量,kg;

苯的理化性质

苯的性质: 苯的分子式C6H6,分子量78,沸点为80.1℃,熔点为+5.5℃,闪点-10.11℃(闭杯) 自燃点562.22℃爆炸极限1.2 - 8.0 % 在常温下是一种无色、有芳香气味的透明液体,易挥发。苯比水密度低,相对密度0.8787g/ml,但其分子质量比水重。苯难溶于水,1升水中最多溶解1.7g苯。苯能与水生成恒沸物,沸点为69.25℃,含苯91.2%。因此,在有水生成的反应中常加苯蒸馏,以将水带出。苯的危害性及处理方法: 苯对中枢神经系统产生麻痹作用,引起急性中毒,有致癌可能性。重者会出现头痛、恶心、呕吐、神志模糊、知觉丧失、昏迷、抽搐等,严重者会因为中枢系统麻痹而死亡。少量苯也能使人产生睡意、头昏、心率加快、头痛、颤抖、意识混乱、神志不清等现象。吸入20000ppm的苯蒸气5-10分钟便会有致命危险。摄取:可引起急性中毒,麻痹中枢神经,需要充分漱口,喝水,尽快洗胃。 吸入:可导致呼吸困难。严重者可能导致呼吸及心跳停止。 皮肤:变干燥,脱屑,皴裂,有的可能发生过敏性湿疹。 眼睛:有刺激性,需用大量清水冲洗。 进入苯的环境中要带防毒面具或空气呼吸器以作防护处理。 灭火方法 燃烧性:易燃 灭火剂:泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。用水灭火无效。 乙苯的性质: 分子式:C8H10 分子量:106.16 ,无色液体,有芳香气味。熔点(℃):-94.9 沸点(℃):136.2 ,相对密度(水=1):0.87 ,相对蒸气密度(空气= 1): 3.66 ,饱和蒸气压(kPa): 1.33(25.9℃) ,临界温度(℃):343.1 ,临界压力(MPa):3.70 ,闪点(℃):15 ,引燃温度(℃):432 ,爆炸上限%(V/V):6.7 ,爆炸下限%(V/V):1.0 。 主要用途:用于有机合成和用作溶剂,造苯乙烯的原料等。 健康危害:本品对皮肤、粘膜有较强刺激性,高浓度有麻醉作用。急性中毒:轻度中毒有头晕、头痛、恶心、呕吐、步态蹒跚、轻度意识障碍及眼和上呼吸道刺激症状。重者发生昏迷、抽搐、血压下降及呼吸循环衰竭。可有肝损害。直接吸入本品液体可致化学性肺炎和肺水肿。慢性影响:眼及上呼吸道刺激症状、神经衰弱综合征。平时接触可用水清洗,多喝纯牛奶。 危险特性:易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,遇明火、高热或与氧化剂接触,有引起燃烧爆炸的危险。与氧化剂接触猛烈反应。流速过快,容易产生和积聚静电。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。

离子液体的性质及其在催化反应中的应用

2003年 4 月The Chinese Journal of Process Engineering Apr. 2003 离子液体的性质及其在催化反应中的应用 王均凤1,2,张锁江1,陈慧萍1,李闲1,张密林2 (1. 中国科学院过程工程研究所, 北京 100080; 2. 哈尔滨工程大学化学工程系, 黑龙江哈尔滨 150001) 摘要:在对离子液体的国内外研究现状综合分析的基础上, 对离子液体的结构–性能关系和性质 变化规律进行了探讨, 系统地介绍了离子液体作为溶剂或催化剂在催化反应中的应用, 特别是在 金属催化、生物催化、反应–分离耦合方面的进展. 在含微量水或无水离子液体中酶能够保持高的 活性和选择性,有望在生物催化方面带来突破性进展. 超临界CO2/离子液体及离子液体/水/有机相 提供了一种新的反应–分离耦合模式, 将进一步推动绿色化学的发展. 关键词:离子液体;绿色溶剂;性质;催化反应;超临界流体 中图分类号:O645.13 文献标识码:A 文章编号:1009–606X(2003)02–0177–09 1 前言 室温离子液体[1]是由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的、在室温或室温附近温度下呈液体状态的盐类, 以下简称离子液体. 它是从传统的高温熔盐演变而来的,但与一般的离子化合物有着非常不同的性质和行为,最大的区别在于一般离子化合物只有在高温状态下才能变成液态,而离子液体在室温附近很大的温度范围内均为液态,最低凝固点可达–96o C[2]. 与传统的有机溶剂相比,离子液体具有如下特点:(1) 液体状态温度范围宽,从低于或接近室温到300o C, 且具有良好的物理和化学稳定性;(2) 蒸汽压低,不易挥发,消除了VOC(V olatile Organic Compounds)环境污染问题;(3) 对大量的无机和有机物质都表现出良好的溶解能力, 且具有溶剂和催化剂的双重功能, 可作为许多化学反应溶剂或催化活性载体;(4) 具有较大的极性可调控性, 粘度低, 密度大, 可以形成二相或多相体系, 适合作分离溶剂或构成反应–分离耦合新体系. 由于离子液体的这些特殊性质和表现,它被认为与超临界CO2和双水相一起构成三大绿色溶剂,具有广阔的应用前景. 早在1914年,Walden [3]就由乙胺和浓缩的硝酸反应合成出乙基硝酸铵(熔点为12o C),但在当时这一发现并没有引起普遍的关注. 20世纪40年代, Hurley等[4]在寻找一种温和条件电解Al2O3时把N–甲基吡啶加入AlCl3中,两固体的混合物在加热后变成了无色透明的液体,这一偶然发现构成了今天所说的离子液体的原型. 随后又先后合成了一些高温或低温的氯化物有机离子盐,但它们的共同缺点就是遇水反应生成腐蚀性的HCl. 所以人们一直在试图探寻一种稳定的离子液体. 直到1992年,Wilkes[5]领导的研究小组合成了一系列由咪唑阳离子与[BF4–], [PF6–]阴离子构成的对水和空气都很稳定的离子液体. 此后,大量的由不同有机阳离子和无机阴离子构成的离子液体才得以合成, 并随着绿色化学概念的提出, 在全世界范围内逐渐形成了离子液体研究的热潮. 北大西洋公约组织(NATO)于2000年召开了有关离子液体的会议[6];欧盟制定了离子液体的研究计划[7];日本有关离子液体的研究也很活跃[8], 正在酝酿建立产学研联合研究体制. 在我国, 中国科学院兰州化学物理研究所、中国科学院过程工程研究所、北京大学、中国科技大学、华东师范大学、北 收稿日期:2003–01–20, 修回日期:2003–02–24 基金项目:国家重点自然科学基金资助项目(编号: 20276073); 中国科学院多相反应实验室基金资助项目 作者简介:王均凤(1974–),女,山东省日照市人,硕士研究生,绿色化学与技术专业.

总复习:有机化合物的性质

专题:有机化学 第四讲有机化合物的性质 北京四中 一、结构 核心是 二、化学性质 1、以代表物为思维载体 2、从头往后梳理 (一)烷烃的化学性质 1、取代反应: 甲烷的氯代反应较难停留在一氯代甲烷阶段 2.氧化在空气中燃烧: 3、热裂 把烷烃的蒸气在没有氯气的条件下,加热到4500C以上时,分子中的键发生断裂,形成较小的分子。这种在高温及没有氧气的条件下发生键断裂的反应称为反应。 (二)单烯烃 乙烯是最简单的单烯烃,分子式为,结构简式为。

(2)氧化反应: ①与酸性KMnO4的作用:使KMnO4溶液 分离甲烷和乙烯不用酸性KMnO4 补充:烯烃与KMnO4的反应 在中性或碱性的高锰酸钾溶液中, 烯烃被氧化成二元醇,高锰酸钾被还原成。在酸性高锰酸钾溶液中,烯烃中碳碳双键完全断裂,CH2=基被氧化成,RCH=基被氧化成,基被氧化成。高锰酸钾被还原成。 (3)加聚反应: 补充:二烯烃化学性质:

乙炔性质 化学键: 独特的大π键:介于单键和双键之间的独特的键(键长、键能) 苯的化学性质 1、易取代 (1)卤代: (2)硝化 (苯分子中的H原子被硝基取代的反应)

2、难氧化: 不使酸性高锰酸钾溶液褪色 3、加成 (1)取代反应: 三硝基甲苯(TNT) (2)氧化反应 (五)卤代烃 R CH CH 2 H X消除反应 取代反应 δ δ- +

1、被羟基取代(卤代烷的水解) 2.消除反应 卤代烷在KOH或NaOH等强碱的醇溶液中加热,分子中脱去一分子卤化氢生成烯烃的反应叫做消除反应。 (六)乙醇 醇的主要化学性质 1、与金属Na的取代 CH3CH2OH + Na → (乙醇钠)﹢ 功能: 2、乙醇与HX反应: 思考: 两者是否可逆反应? 3、脱水: 分子内脱水:消去反应

苯的性质及应用

苯的性质及应用 分子式:C6H6 物理性质 苯的沸点为80.1℃,熔点为5.51℃,在常温下是一种无色、味甜、有芳香气味的透明液体,易挥发。苯比水密度低,密度为0.88g/ml,但其分子质量比水重。苯难溶于水,易溶于有机溶剂,苯也是一种良好的有机溶剂。 化学性质 苯参加的化学反应大致有3种:一种是其他基团和苯环上的氢原子之间发生的取代反应;一种是发生在碳原子之间的共价键上的加成反应;一种是苯环的断裂。 一、取代反应 1、卤代反应 苯的卤代反应的通式可以写成:PhH+X2——→PhX+HX 反应过程中,卤素分子在苯和催化剂的共同作用下异裂,X+进攻苯环,X-与催化剂结合。 以溴为例,将液溴与苯混合,溴溶于苯中,形成红褐色液体,不发生反应,当加入铁屑后,在生成的三溴化铁的催化作用下,溴与苯发生反应,混合物呈微沸状,反应放热有红棕色的溴蒸汽产生,冷凝后的气体遇空气出现白雾(HBr)。反应后的混合物倒入冷水中,有红褐色油状液团(溶有溴)沉于水底,用稀碱液(如NaOH溶液)洗涤后生成可溶性盐(NaBr 和NaBrO),溴苯比水重且分层,在用干燥剂除水,最后蒸馏得无色液体溴苯。 注意:实验过程中,跟瓶口垂直的玻璃管起导气和冷凝的作用、导管不能伸入水中,因为HBr 极易溶于水,发生倒吸。 2、硝化反应 向浓硝酸中加入浓硫酸,待温度为50到60摄氏度时,再加入苯,反应生成硝基苯。其中,浓硫酸既做催化剂。

PhH+HO-NO2-----H2SO4(浓)△---→PhNO2+H2O 硝化反应是一个强烈的放热反应,若加入苯太快,温度急剧上升,而得到副产物,而且温度过高,苯容易挥发。 3、磺化反应 用浓硫酸或者发烟硫酸在较高温度下可以将苯磺化成苯磺酸。 PhH+HO-SO3H------△→PhSO3H+H2O 苯环上引入一个磺酸基后反应能力下降,不易进一步磺化,需要更高的温度才能引入第二、第三个磺酸基。这说明硝基、磺酸基都是钝化基团,即妨碍再次亲电取代进行的基团。 二、加成反应 苯环虽然很稳定,但是在一定条件下也能够发生加成反应。通常经过催化加氢,镍作催化剂,苯可以生成环己烷。但反应极难。 C6H6+3H2------催化剂△----→C6H12 此外由苯生成六氯环己烷(“六六六”剧毒农药)的反应可以在紫外线照射的条件下,由苯和氯气加成而得。 三、氧化反应 1、燃烧 苯和其他的烃一样,都能燃烧。当氧气充足时,产物为二氧化碳和水。但在空气中燃烧时,火焰明亮并有浓黑烟。这是由于苯中碳的质量分数较大。 2C6H6+15O2——→12CO2+6H2O 2、臭氧化反应 苯在特定情况下也可被臭氧氧化,产物是乙二醛。这个反应可以看作是苯的离域电子定域后生成的环状多烯烃发生的臭氧化反应。 赞同

高中化学有机化合物知识点总结整理

高中化学有机物知识点总结 一、重要的物理性质 1.有机物的溶解性 (1)难溶于水的有:各类烃、酯、绝大多数高聚物、高级的(指分子中碳原子数目较多的,下同)醇、醛、羧酸等。 (2)易溶于水的有:低级的[一般指N(C)≤4]醇、醛、羧酸及盐、氨基酸及盐、单糖、二糖。 (3)具有特殊溶解性的: ①乙醇是一种很好的溶剂,既能溶解许多无机物,又能溶解许多有机物。 ②乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中更加难溶,同时饱和碳酸钠溶液还能通过反 应吸收挥发出的乙酸,溶解吸收挥发出的乙醇,便于闻到乙酸乙酯的香味。 ③有的淀粉、蛋白质可溶于水形成胶体 ..。蛋白质在浓轻金属盐(包括铵盐)溶液中溶解度减小,会析出(即盐析,皂化反应中也有此操作)。 ④线型和部分支链型高聚物可溶于某些有机溶剂,而体型则难溶于有机溶剂。2.有机物的密度 小于水的密度,且与水(溶液)分层的有:各类烃、酯(包括油脂) 3.有机物的状态[常温常压(1个大气压、20℃左右)] (1)气态: ①烃类:一般N(C)≤4的各类烃注意:新戊烷[C(CH3)4]亦为气态 ②衍生物类: 一氯甲烷( ....,沸点为 ...HCHO ...). ....-.21℃ ...-.24.2℃ .....).甲醛( .....CH ..3.Cl..,.沸点为 (2)液态:一般N(C)在5~16的烃及绝大多数低级衍生物。如,己烷CH3(CH2)4CH3甲醇CH3OH 甲酸HCOOH 乙醛CH3CHO ★特殊: 不饱和程度高的高级脂肪酸甘油酯,如植物油脂等在常温下也为液态(3)固态:一般N(C)在17或17以上的链烃及高级衍生物。如,石蜡C12以上的烃 饱和程度高的高级脂肪酸甘油酯,如动物油脂在常温下为固态 4.有机物的颜色 ☆绝大多数有机物为无色气体或无色液体或无色晶体,少数有特殊颜色 ☆淀粉溶液(胶)遇碘(I2)变蓝色溶液; ☆含有苯环的蛋白质溶胶遇浓硝酸会有白色沉淀产生,加热或较长时间后,沉淀变黄色。 5.有机物的气味 许多有机物具有特殊的气味,但在中学阶段只需要了解下列有机物的气味:☆甲烷无味 ☆乙烯稍有甜味(植物生长的调节剂) ☆液态烯烃汽油的气味 ☆乙炔无味 ☆苯及其同系物芳香气味,有一定的毒性,尽量少吸入。

水的基本物理化学性质(冰水汽)

水的基本物理化学性质 一. 水的物理性质(形态、冰点、沸点): 常温下(0~100℃),水可以出现固、液、气三相变化,利用水的相热转换能量是很方便的。 纯净的水是无色、无味、无臭的透明液体。水在1个大气压时(105Pa),温度 1)在0℃以下为固体,0℃为水的冰点。 2)从0℃-100℃之间为液体(通常情况下水呈液态)。 3)100℃以上为气体(气态水),100℃为水的沸点。 4)水是无色、无臭、无味液体,在浅薄时是清澈透明,深厚时呈蓝绿色。 5)在1atm时,水的凝固点(f.p.)为0℃,沸点(b.p.)为100℃。 6)水在0℃的凝固热为 5.99 kJ/mole(或80 cal/g)。 7)水在100℃的汽化热为40.6 kJ/mole(或540 cal/g)。 8)由於水分子间具有氢键,故沸点高、莫耳汽化热大,蒸气压小。 9)沸点: (1)沸点:液体的饱和蒸气压等於液面上大气压之温度,此时液体各点均呈剧烈汽 化现象,且液气相可共存若液面上为 1 atm(76 mmHg)时,则该沸点称为「正常沸点」, 水的正常沸点为100℃。 (2)若液面的气压加大,则液体需更高的蒸气压才可沸腾;而更高的温度使得更高 的蒸气压,故液体的沸点会上升。液面上蒸气压愈大,液体的沸点会愈高。 (3)反之,若液面上气压变小,则液面的沸点将会下降。 10)水在4℃(精确值为 3.98℃)时的体积最小、密度最大, D = 1g/mL。 11)三相点:指在热力学里,可使一种物质三相(气相,液相,固相)共存的一个温度 和压力的数值。举例来说,水的三相点在0.01℃(273.16K)及611.73Pa 出现。 12)临界点(critical point):物理学中因为能量的不同而会有相的改变(例如:冰 →水→水蒸气),相的改变代表界的不同,故当一事物到达相变前一刻时我们称它临 界了,而临界时的值则称为临界点。之温度为临界温度,压力为临界压力。 13)临界温度:加压力使气体液化之最高温度称为临界温度。如水之临界温度为374℃, 若温度高於374℃,则不可能加压使水蒸气液化。 14)临界压力:在临界温度时,加压力使气体液化的最小压力称之。临界压力等於该液 体在临界温度之饱和蒸气压。 二. 水的比热: 把单位质量的水升高1℃所吸收的热量,叫做水的比热容,简称比热,水的比热为4.18xKJ/Kg.K。 在所有的液体中,水的比热容最大。因此水可作为优质的热交换介质,用于冷却、储热、 传热等方面。 三. 水的汽化热: 在一定温度下单位质量的水完全变成同温度的气态水(水蒸气)所需的热量,叫做水的汽 化热。 水从液态转变为气态的过程叫做汽化,水表面的汽化现象叫做蒸发,蒸发在任何温度下都 能进行。 水的汽化热为2257KJ/Kg。一般地:使水在其沸点蒸发所需要的热量五倍于把等量水从1℃加热到100℃所需要的热量。

苯的理化性质表

苯的理化性质表 标识中文名:苯;纯苯;安息油英文名:Benzene 分子式:C6H6 分子量:78.11 CAS号:71-43-2 RTECS号:CYl400000 UN编号:1114 危险货物编号:32050 IMDG规则页码:3185 理化性质外观与性状:无色透明液体,有强烈芳香味。冰点为6℃ 主要用途:用作溶剂及合成苯的衍生物、香料、染料、塑料、医药、炸药、橡胶等。熔点:5.5 沸点:80.1 相对密度(水=1):0.88 相对密度(空气=1): 2.77 饱和蒸汽压(kPa):13.33/26.1℃ 溶解性:不溶于水,溶于醇、醚、丙酮等多数有机溶剂。 临界温度(℃):289.5 临界压力(MPa): 4.92 燃烧热(kj/mol):3264.4 燃烧爆炸危险性避免接触的条件: 燃烧性:易燃 建规火险分级:甲 闪点(℃):-11 自燃温度(℃):560℃ 爆炸下限(V%):1.2 爆炸上限(V%):8.0 危险特性:其蒸气与空气形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇吹源引 着回燃。若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。流速过快,容易产 生和积聚静电。 燃烧(分解)产物:一氧化碳、二氧化碳。 稳定性:稳定 聚合危害:不能出现 禁忌物:强氧化剂。 灭火方法:泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。用水灭火无效。如果该物质或其被污染的流体进入水路,通知有潜在水体污染的下游用户,通知地方卫生、消防官员和污染 控制部门。在安全防爆距离以外,使用雾状水冷却暴露的容器。若冷却水流不 起作用(排放音量、音调升高,罐体变色或有任何变形的迹象),立即撤离到安 全区域。 包装与储运危险性类别:第3.2类中闪点易燃液体 危险货物包装标志:7 包装类别:Ⅱ 储运注意事项:储存于阴凉、通风仓间内。远离火种、热源。仓温不宜超过30℃。防止阳光直射。保持容器密封。应与氧化剂分开存放。储存间内的照明、通风等设施应采 用防爆型,开关设在仓外。配备相应品种和数量的消防器材。罐储时要有防火 防爆技术措施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。灌装时应注意流速(不 超过3m/s),且有接地装置,防止静电积聚。搬运时要轻装轻卸,防止包装及 容器损坏。夏季应早晚运输,防止日光曝晒。运输按规定路线行驶。 ERG指南:130 ERG指南分类:易燃液体(非极性/不溶于水/有毒) 毒性接触限值:中国MAC:40mg/m3[皮] 苏联MAC:5mg/m3[皮]

离子液体的性质

离子液体的性质,改性和下一代 1:离子液体的性质,考虑到离子液体及其应用的宽泛性,很难简单的概括离子液体的性质和发展趋势。因此著者更愿意总结离子液体的不同点而不是共同点。而且前人总结的离子液体的某些性质也存在一定的争议:例如电化学窗口,热稳定的长久性(热稳定性在过去的一段时间过于看重),极性,挥发性(某些离子液体在适当的条件下会蒸发)。为什么会出现这种争议呢?这是近年来所取得的改进技术所带来的,测量手段的进步,知识的深化,以及那些能够显著影响离子液体的热物理性质的杂质量化(离子色谱仪,ICP-MS)的精确性带来的描述的准确性。就离子液体的物理-化学性质而言,实验手段的不同,数据库数据的时限性都会对其不一致性产生影响。但是,离子液体还是具有广发接受的类属性质。他们完全由离子组成(见表一)。举个例子来说,在熔点为12摄氏度的【BMI】【PF6】系列中,离子熔化时的密度是4.8mol/l。离子液体的熔化温度,人为地规定,要低于100摄氏度,离子度要高于99%。这些基本的类属性质在离子液体的书籍和数据库(例如离子液体的热性质-美国标准与技术协会编著)中都可以找到。这里不再一一详述-只在下文中讨论一些关键的具有代表性的性质。 熔点:文献中离子液体的熔点一定要谨慎对待,离子液体的熔点具有不确定性,它们能够经受超冷,而且可能存在杂质的影响。 挥发性:对于典型的离子液体,正常的沸点与它们的标准大气压下的饱和蒸汽压有关,通过实验的手段确定的饱和蒸汽压是不准确的,因为离子液体适当的低温条件下是不挥发的。尽管如此,还是有文献可循,离子液体在200-300摄氏度的情况下会蒸发,但是当压力急剧下降时,挥发的速度很低,小于0.01g/H。问题是什么样的离子是离子液体?离子液体中的离子本性可以部分解释它们气态时的蒸汽压可以忽略不记的事实,也可以把它们同常规的分子溶剂区分开来。离子度的量化是定义离子液体的指标。而这些又可以通过有效的离子浓度来代替。 阻燃性:与易挥发的有机溶剂相比,离子液体被证明有成为绿色溶剂的潜力,主要因为离子液体在环境中不易挥发而且具有阻燃性,即使是高温。其他符合条件的溶剂也在研究当中,但还没有引起足够的重视。值得一提的是,离子液体用在热源处并不是因为它的阻燃性。离子液体的活性很高。它们可以代替肼及其衍生物,作为能量的供体。 热稳定性和化学稳定性:通过热重分析仪推算的离子液体的热解温度,可以知道离子液体的热稳定性很好,一般大于350摄氏度。但是离子液体作为催化剂等使用时的热稳定的长期性却没有什么有价值的发现。带有【NTF2】-和【N(CN)2】-阴离子的磷类离子液体分解为易挥发的物质要经过明显的几部。分解的产物说明在此过程中发生过霍夫曼消去反应或者脱烷基化反应。含氮的离子液体不完全分解,而是发生碳化(氰基化合物则易于形成高分子化合物)。 导电性和电化学窗口:电导率是评价离子液体能否既做溶剂又做电解液的重要性质。离子液体表现出宽泛的电导率,0.1-20mS/cm。在高电导率的离子液体中,咪唑基类的电导率要比铵基类高。影响离子液体的电导率的因素很多,如粘度、密度、粒子大小、阴离子电荷离域效应、聚集态以及粒子运动。人们现在引用强离子对效应来解释为什么【NTF2】-基的离子液体的电导率比【BF4】-基的离子液体低。说到离子液体的电化学窗口,典型的离子液体在4.5-5V,与传统的有机溶剂相比,类似或者

初中趣味物理知识:趣谈水的几个物理特性

初中趣味物理知识:趣谈水的几个物理特性 在我们人类生活的地球表面上,有70%的地方由液态水覆盖着,可以说地球是个名副其实的水球。几乎所有的生命形式的主要构成成分都是水,没有水就没有生命的存在,也不会有今天有滋有味的生活。水有很多我们熟知的特性,如无色、无味、能溶解许多物质、在0℃时结冰、100℃时汽化、能吸收大量的热能、能形成晶莹的水珠等等。虽然一般人对水都比较了解,但仍有很多值得研究的地方,即使是它那些熟知的特性也显得是如此地巧妙,因而让人类居住的这个神秘的星球有了无比丰富的生命与多姿多彩的生活。 水比其他任何液体都能溶解更多的物质,这要得力于它独特的分子结构,特别是水分子的有极性。我们都知道水的分子式是H2O.水的分子结构非常简单,由两个氢原子和一个氧原子呈一定对称性组成V字型分子。这种结构导致水分子在氧的一边出现微弱的负电,而在氢的一边形成微弱正电,所以水分子很容易相互形成立体的连接,也使它很容易与其他物质的原子因电荷的吸引而相互接合,因而使水有很强的溶解其他物质的能力。比如当我们将盐加到水中时,水分子的有极性使它与盐分子间形成微弱结合,使得晶体盐粒均匀分散到水中。正是这一特性才使得我们的生活中有那么多的美味,我们每一天都在不知不觉中喝下了各种水溶液,酸甜

苦辣样样都有。水的这种强溶解性,使得动物体内的水溶液携带着各种所需要的物质在体内循环,从而也为生命的代谢起了重要的作用。 在地球环境条件下,水是已知惟一三态共存的自然物质。水的不同状态对应分子的不同排列形式,在固体状态下分子呈高度有序态存在。大多数物质在一定压力下,随着温度的下降,其密度会上升;而水却比较特殊,在温度大于4℃时,水是遵循这一规律的,包括从气态水到液态的过程。但在低于4℃后,水的密度反而开始减小,即水在4℃时的密度最大。水的这种固态密度大于液态密度的特性在自然界中几乎是独一无二的。在地球的大部分能结冰的地方,冬天来临时,水开始结冰,然后浮在水面上,这样将冰下方的液态水与冰上方的冷空气隔离开,从而阻止或是减缓了冰下液态水的固化,也保证了水中以液态水为生活条件的生命形式比如鱼类、水草等的存活。当第二年春天到来时,上升的气温会熔化掉浮在水面上的冰,水又重新回到流动的液态。试想一下,如果水没有这一特殊的物理性质会是什么样的结果?上面的水结冰后往下沉,涌上来的水又结成冰,如此反复,最终是一条河或整个湖都变成硕大的冰疙瘩,水中的生命也就无法生存下去了。果真如此,生命形式是否还这样丰富多彩也就很难说了。 对液态的水来说,它的水分子由于有极性会处于一种半

苯的物理性质

物理性质 中文名:苯外文名:安息油 别名:Benzol 分子式:C6H6 密度0.8786 g/mL 相对蒸气密度(空气=1):2.77 蒸汽压(26.1℃):13.33kPa 二、物理性质 中文名:苯外文名:安息油 别名:Benzol 分子式:C6H6 密度 0.8786 g/mL 相对蒸气密度(空气=1):2.77 蒸汽压(26.1℃):13.33kPa 临界压力:4.92MPa 熔点 278.65 K (5.51 ℃) 沸点 353.25 K (80.1 ℃) 在水中的溶解度0.18 g/ 100 ml 水 标准摩尔熵So298 173.26 J/mol·K 标准摩尔热容Cpo 135.69 J/mol·K (298.15 K) 闪点-10.11℃(闭杯) 冰点:5 ℃ 自燃温度 562.22℃ 结构平面正六边形 最小点火能:0.20mJ。 爆炸上限(体积分数):8% 爆炸下限(体积分数):1.2% 燃烧热:3264.4kJ/mol

溶解性:不溶于水,可与乙醇、乙醚、乙酸、汽油、丙酮、四氯化碳和二硫化碳等有机溶剂互溶。 无色透明液体。有芳香气味。具强折光性。易挥发。能与乙醇、乙醚、丙酮、四氯化碳、二硫化碳、冰乙酸和油类任意混溶,微溶于水。燃烧时的火焰光亮而带黑烟。易燃。低毒,半数致死量(大鼠,经口) 3800mG/kG。有致癌可能性。密度比水小。 临界压力:4.92MPa 熔点278.65 K (5.51 ℃) 沸点353.25 K (80.1 ℃) 在水中的溶解度0.18 g/ 100 ml 水 标准摩尔熵So298 173.26 J/mol·K 标准摩尔热容Cpo 135.69 J/mol·K (298.15 K) 闪点-10.11℃(闭杯) 冰点:5 ℃ 自燃温度562.22℃ 结构平面正六边形 最小点火能:0.20mJ。 爆炸上限(体积分数):8% 爆炸下限(体积分数):1.2% 燃烧热:3264.4kJ/mol 溶解性:不溶于水,可与乙醇、乙醚、乙酸、汽油、丙酮、四氯化碳和二硫化碳等有机溶剂互溶。 无色透明液体。有芳香气味。具强折光性。易挥发。能与乙醇、乙醚、丙酮、四氯化碳、二硫化碳、冰乙酸和油类任意混溶,微溶于水。燃烧时的火焰光亮而带黑烟。易燃。低毒,半数致死量(大鼠,经口) 3800mG/kG。有致癌可能性。密度比水小。

常见矿物物理性质及鉴定特征

常见矿物物理性质及鉴定特征 自然金:物理性质:颜色和条痕均为金黄色,金属光泽、无解理;硬度2 -3,比重15.6-18.3,纯金为19.3,具有延展性。鉴定特征:金黄色、强金属光泽、比重大、富延展性;在空气中不氧化、化学性质稳定,只溶于王水。 自然硫:物理性质:硫黄色,条痕白色至淡黄色,晶面呈金刚光泽,断口 油脂光泽,透明至半透明。鉴定特征:黄色、油脂光泽、硬度小、性脆,有硫臭味,易溶于CS2,易燃、火焰呈蓝紫色。 石墨:物理性质:铁黑至钢灰色,条痕光亮黑色,金属光泽,隐晶集合体 呈土状者光泽暗淡,不透明。性软,有滑腻感,易污染手指。鉴定特征:铁黑色、条痕亮黑色,一组极完全解理,硬度小、染手。与辉钼矿相似,但辉钼矿具更强的金属光泽、比重稍大,在涂釉瓷板上辉钼矿的条痕色黑中带绿,而石墨的条痕不带绿色。 辉铜矿(Cu2S):物理性质:新鲜面铅灰色,风化表面黑色,常带锖色;条 痕暗灰色;金属光泽,不透明。解理{110}不完全,硬度2.5-3,比重5.5-5.8,略具延展性。鉴定特征:铅灰色,硬度小、弱延展性,小刀刻划可留下光亮沟痕。 方铅矿(PbS):物理性质:铅灰色、条痕黑色,金属光泽。有平行{100} 三组完全解理解理面互相垂直。鉴定特征:铅灰色,黑色条痕,强金属光泽,立方体完全解理,硬度小、比重大。有Pb的被膜反应,溶于HNO ,并 3白色沉淀。 有PbSO 4 闪锌矿(ZnS):物理性质:颜色变化大,从无色到浅黄、棕褐至黑色,随 成分中铁含量的增加而变深,亦有绿、红黄等色、系由微量元素引起;条痕由白色至褐色,松脂光泽至半金属光泽,透明至半透明,具平行{110}的六组完全解理,硬度3.5-4、比重3.9-4.2,不导电。鉴定特征:颜色变化大,可据晶形、多组解理、硬度小鉴别。 辰砂(HgS):物理性质:鲜红色,表面呈铅灰色之锖色;鲜红色条痕;金 刚光泽,半透明。鉴定特征:鲜红色的颜色和条痕,比重大。 黄铜矿(CuFeS2):物理性质:黄铜黄色,表面常有蓝、紫褐色的斑状锖 色;绿黑色条痕;金属光泽,不透明,硬度3-4,比重4.1-4.3,性脆。鉴定特征:黄铜矿与黄铁矿相似,可以其较深的黄铜黄色及较低的硬度区别;以其脆性与自然金区别。 斑铜矿(Cu5FeS4):物理性质:新鲜面呈暗铜红色,风化面常呈暗紫或蓝

有机物的物理性质规律

有机物物理性质的主要规律 河北省宣化县第一中学栾春武 一、密度 物质的密度是指单位体积里所含物质的质量,它与该物质的相对分子质量、分子半径等因素有关。一般来说,有机物的密度与分子中相对原子质量大的原子所占质量分数成正比。例如,烷、烯、炔及苯的同系物等物质的密度均小于水的密度,并且它们的密度均随分子中碳原子数的增加和碳元素的质量分数的增大而增大;而一卤代烷、饱和一元醇随分子中碳原子数的增加,氯元素、氧元素的质量分数降低,密度逐渐减小。 二、溶解性 有机物一般不易溶于水,而易溶于有机溶剂,这是因为有机物分子大多数是非极性分子或弱极性分子,含有憎水基。根据“相似相溶”原理,水是极性分子,只有当某有机物分子中含有亲水基团时,则该有机物就可能溶于水。 亲水基一般包括:-OH、-CHO、COOH等;憎水基一般包括:-R、-NO2、-X、-COOR等。 1. 能溶于水的有机物: ① 小分子醇:CH3OH、C2H5OH、CH2OHCH2OH、甘油等; ②小分子醛:HCHO、CH3CHO、CH3CH2CHO等; ③小分子羧酸:HCOOH、CH3COOH、CH3CH2COOH等; ④低糖:葡萄糖(C6H12O6)、果糖(C6H12O6)、蔗糖(C12H22O11); ⑤氨基酸:CH3CH(NH2)COOH等。 一般来说,低级醇、低级醛、低级酸,单糖和二糖水溶性好,即亲水基占得比重相对较大,憎水基占得比重相对较小,故能溶于水。

2. 不易溶于水的有机物: ① 烷、稀、炔、芳香烃等烃类均不溶于水,因为其分子内不含极性基团; ② 卤代烃:CH3Cl、CHCl3、CCl4、CH3CH2Br、等均不溶于水; ③ 硝基化合物:硝基苯、TNT等; ④ 酯:CH3COOC2H5、油脂等; ⑤ 醚:CH3OCH3、C2H5OC2H5等; ⑥ 大分子化合物或高分子化合物:如高级脂肪酸、塑料、橡胶、纤维等。 一般来说,液态烃、一氯代烃、苯及其同系物、酯类物质不溶于水且密度比水小;硝基苯、溴苯、四氯化碳、氯仿、溴代烃、碘代烃不溶于水且密度比水大。 3. 有机物在汽油、苯、四氯化碳等有机溶剂中的溶解性与在水中的相反: 如乙醇是由较小憎水基团C2H5和亲水基团-OH构成,所以乙醇易溶于水,同时因含有憎水基团,所以必定也溶于四氯化碳等有机溶剂中。其它醇类物质由于都含有亲水基团-OH,小分子都溶于水,但在水中的溶解度随着憎水基团的不断增大而逐渐减小,在四氯化碳等有机溶剂中的溶解度则逐渐增大。 4. 特殊物质(苯酚)在常温时,在水里溶解度不大,当温度高于65℃ 时,能和水以任意比例互溶。 三、熔、沸点 熔、沸点是物质状态变化的标志,有机物熔、沸点的高低与分之间的相互作用、分子的几何形状等因素有关。 1. 结构相似的有机物,相对分子质量越大,分子间作用力越大,其熔、沸点越高。如链烃同系物的沸点,随着相对分子质量的增大而升高,状态由气态(分子中碳原子数小于等于4者及新戊烷通常为气态)到液态,最后变为固态。

流体的物理性质

编号:SY-AQ-08047 ( 安全管理) 单位:_____________________ 审批:_____________________ 日期:_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 流体的物理性质 Physical properties of fluids

流体的物理性质 导语:进行安全管理的目的是预防、消灭事故,防止或消除事故伤害,保护劳动者的安全与健康。在安全管 理的四项主要内容中,虽然都是为了达到安全管理的目的,但是对生产因素状态的控制,与安全管理目的关 系更直接,显得更为突出。 流体流动与输送过程中,流体的状态与规律都与流体的物理性质有关。因此,首先要了解流体的常见物理和化学性质,包括密度、压力、黏度、挥发性、燃烧爆炸极限、闪点、最小引燃能量、燃烧热等。 一、密度与相对密度 密度是用夹比较相同体积不同物质的质量的一个非常重要的物理量,对化工生产的操作、控制、计算等,特别是对质量与体积的换算,具有十分重要的意义。 流体的密度是指单位体积的流体所具有的质量,用符号ρ表示,在国际单位制中,其单位是ke/m3。 式中m——流体的质量,kg; y——流体的体积,m3。 任何流体的密度都与温度和压力有关,但压力的变化对液体密

度的影响很小(压力极高时除外),故称液体是不可压缩的流体。工程上,常忽略压力对液体的影响,认为液体的密度只是温度的函数。例如,纯水在277K时的密度为1000kg/m3,在293K时的密度为998.2kg/m3,在373时的密度为958.4kg/ms。因此,在检索和使用密度时,需要知道液体的温度。对大多数液体而言,温度升高,其密度下降。 液体纯净物的密度通常可以从《物理化学手册》或《化学工程手册》等查取。液体?昆合物的密度通常由实验测定,例如比重瓶法、韦氏天平法及波美度比重计法等。其中,前两者用于精确测量,多用于实验室中,后者用于快速测量,在工业上广泛使用。 在工程计算中,当混合前后的体积变化不大时,液体混合物的密度也可由下式计算,即: 式中ρ—液体混合物的密度,kg/ms; ρ1、ρ2、ρi、ρn——构成混合物的各纯组分的密度,ks/m3; w1、w2、wi、wn——混合物中各组分的质量分数。 气体具有明显的可压缩性及热膨胀性,当温度、压力发生变化

1、液体的主要物理性质

1 液体的主要物理性质 1-1 某油的容重为8339N/m 3,其运动粘滞系数为3.39×10 6?m 2 /s, 试求该油的动力粘滞系数。 解:由油的密度定义,338339 ==0.85110 kg/m 9.8γρ=g × 由油的粘滞系数定义,3-6-32 == 0.85110 3.3910 2.88410 N /m μρνs ××××?= 1-2 如图所示为一0.8m ×0.2m 的平板在油面上作水平运动,已知运动速度u =1m/s ,平板与固体边界的距离=δ1mm ,油的动力粘滞系数为 1.15N ?s/m 2 ,由平板所带动的油的速度成直线分布,试求平板所受的阻力。 解:已知:22=1m/s =1.15 N S/m 0.80.2 =0.16 m =0.001m u μA δ?=×,,, 由牛顿内摩擦定律,且流速沿y 方向为直线分布,则 d 1 =1.15 0.16=184 N d 0.001 u T =μA y ×× 1-3 已知水流流速分布函数为 2 3()m y u =u H ,H 为水深,u m 为液面流速,y 为距离壁面的距离,试计算y H =0.25,0.50处的流速梯度。 解: 对 2 3()m y u u h = 中的y 求导,则 11 33d 212()()d 33m m u u y y u y H H H H ??== 130.2520.25 1.06d d 3m m y H u u u y H H ?=== 13 0.5020.500.84d d 3m m y H u u u y H H ?= == 1-4 水箱中盛有静止液体,试问此时液体的所受的单位质量力为多少? 解:水箱中液体为静止状态,其所受质量力只有重力,水平面坐标x ,y , 铅垂坐标z 向上为正, 题1-2

咪唑离子液体

咪唑离子液体 离子液体是由阴阳离子组成,其中阳离子有几种类型,主要部分是咪唑环的则称为咪唑类离子液体,如图为1,3-二甲基咪唑阳离子,侧链可以是不同碳链的,也可以是1,2,3三取代的,这些阳离子组成的离子液体都称为咪唑类离子液体 根据离子液体的酸碱性可把离子液体分为Lewis酸性、Lewis碱性、Br?nsted酸性、Br?nsted 碱性和中性离子液体。广义的酸性离子液体就是指可以提供质子或者得到电子的离子液体 反应类型 1934年,英国曼彻斯特Bragg研究小组的年轻物理学者J. F. Keggin在实验室中合成出H3 PW12O40 ·5H2O,他把该物质粉末的X射线衍射实验的结果与计算值进行比较,提出了具有划时代意义的Keggin结构模型(1: 12系列A型) 。40年后,即1974年,再次测定证明Keggin结构是正确的。1953年,Dawson首次用X射线衍射法测定了K6 [ P2W18O60 ] ·14H2O的结构,结果表明其为三斜晶系。Strandbery在对Na6 [ P2Mo18O60 ] ·24H2O的结构进行测定后指出: Na6 [ P2Mo18O60 ] ·24H2O和K6 [ P2W18O60 ] ·14H2O具有相同的结构构型。此后一些有关2: 1868系列杂多化合物的结构相继被测定出来,它们都具有与K6 [ P2W18O60 ] ·14H2O相类似的骨架。后人为纪念Dawson,称2: 18系列杂多化合物为Dawson结构杂多化合物。早在1937年, J. A.Anderson就已经推测出1: 6型杂多化合物的结构,如: [ IMo6O24 ]6 - ,其中 I( Ⅶ) :Mo = 1: 6,但直到1974年才被最终确定下来,故称1: 6系列杂多化合物为Anderson结构杂多化合物,但第一个真正的Anderson结构化合物被认为是1948 年Evans报[ FeMo6O24 ]6 - 。1953 年,Wangh首次合成了(NH4 ) 6 [XMo9O12 ] (X =Ni4 + ,Mn4 + ) ; 1960年B rown. D. H 报道了1: 9BeW9的合成;上世纪70年代以后,相继合成了以P、Si、As为杂原子的钼的杂多化合物和以P、Si、As、Ge、Sb为杂原子的钨的杂多化合物,后人称此类化合物为Wangh结构( 1: 9系列)杂多化合物。此外还有Silverton (1: 12系列B型)结构,它们与Keggin、Dawson、Anderson以及同多酸的Lindqvist结构(M6O19结构)一起被称为多酸的6种基本结构[ 2 ] 。由于多酸化合物中原子数目较多,结构复杂,传统的描述方法是把它们的结构看成是以金 属为中心的MOn多面体通过共有角氧和边氧形成的组合。由于受测试手段的限制,到1971年,能够进行结构解析的多酸晶体只有14种(其中单晶12种) 。从20世纪80年代开始,随着四圆X射线衍射仪的普及,迄今已确定了100多种多酸结构,其中Keggin结构和Dawson结构是两种常见的基本结构[ 4 ] 。 (1) Keggin结构(1: 12系列A型)具有Keggin结构的杂多阴离子结构通式为[ XM12 O40 ]n - (X = P、Si、Ge、As等,M =Mo、W) 。四面体的XO4位于分子结构的中心,相互共用角氧和边氧的12 个八面体MO6包围着XO4。Keggin结构杂多阴离子共有α、β、γ、δ和ε型5种异构体(2) Dawson结构(2: 18系列)

化学高中有机化学物理性质

一、有机代表物质的物理性质 1. 状态 固态:饱和高级脂肪酸、脂肪、TNT、萘、苯酚、葡萄糖、果糖、麦芽糖、淀粉、纤维素、醋酸(16.6℃以下) 气态:C4以下的烷烃、烯烃、炔烃、甲醛、一氯甲烷 液态:油状: 硝基苯、溴乙烷、乙酸乙酯、油酸 粘稠状: 石油、乙二醇、丙三醇 2. 气味 无味:甲烷、乙炔(常因混有PH3、H2S和AsH3而带有臭味) 稍有气味:乙烯特殊气味:苯及同系物、萘、石油、苯酚 刺激性:甲醛、甲酸、乙酸、乙醛 甜味:乙二醇、丙三醇、蔗糖、葡萄糖 香味:乙醇、低级酯苦杏仁味:硝基苯 3. 颜色 白色:葡萄糖、多糖淡黄色:TNT、不纯的硝基苯黑色或深棕色:石油 4. 密度 比水轻的:苯及苯的同系物、一氯代烃、乙醇、低级酯、汽油 比水重的:硝基苯、溴苯、乙二醇、丙三醇、CCl4、氯仿、溴代烃、碘代烃 5. 挥发性:乙醇、乙醛、乙酸 6. 升华性:萘、蒽 7. 水溶性:不溶:高级脂肪酸、酯、硝基苯、溴苯、烷烃、烯烃、炔烃、苯及同系物、萘、蒽、石油、卤代烃、TNT、氯仿、CCl4 能溶:苯酚(0℃时是微溶) 微溶:乙炔、苯甲酸 易溶:甲醛、乙酸、乙二醇、苯磺酸 与水混溶:乙醇、苯酚(70℃以上) 、乙醛、甲酸、丙三醇 二、有机物之间的类别异构关系 1. 分子组成符合CnH2n(n≥3)的类别异构体: 烯烃和环烷烃; 2. 分子组成符合CnH2n-2(n≥4)的类别异构体: 炔烃和二烯烃; 3. 分子组成符合CnH2n+2O(n≥3)的类别异构体: 饱和一元醇和饱和醚; 4. 分子组成符合CnH2nO(n≥3)的类别异构体: 饱和一元醛和饱和一元酮; 5. 分子组成符合CnH2nO2(n≥2)的类别异构体: 饱和一元羧酸和饱和一元酯; 6. 分子组成符合CnH2n-6O(n≥7)的类别异构体: 苯酚的同系物,芳香醇及芳香醚; 如n=7,有以下五种: 邻甲苯酚,间甲苯酚,对甲苯酚;苯甲醇;苯甲醚. 7. 分子组成符合CnH2n+2O2N(n≥2)的类别异构体: 氨基酸和硝基化合物. 三、能发生取代反应的物质 1. 烷烃与卤素单质: 卤素单质蒸汽(如不能为溴水)。条件:光照. 2. 苯及苯的同系物与(1)卤素单质(不能为水溶液):条件-- Fe作催化剂 (2)浓硝酸: 50℃-- 60℃水浴(3)浓硫酸: 70℃--80℃水浴 3. 卤代烃的水解: NaOH的水溶液 4. 醇与氢卤酸的反应: 新制氢卤酸 5. 乙醇与浓硫酸在140℃时的脱水反应. 6.酸与醇的酯化反应:浓硫酸、加热 6.酯类的水解: 无机酸或碱催化 6. 酚与 1)浓溴水 2)浓硝酸 四、能发生加成反应的物质 1. 烯烃、炔烃、二烯烃、苯乙烯的加成: H2、卤化氢、水、卤素单质 2. 苯及苯的同系物的加成: H2、Cl2

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