Растворы. Определения и понятия

Содержание

Слайд 2

Определения и понятия Растворы – это гомогенные термодинамически устойчивые системы, состоящие

Определения и понятия

Растворы – это гомогенные термодинамически устойчивые системы, состоящие из

2-х и более веществ, соотношение которых определяется их взаимной растворимостью.
Раствор – это однородная система состоящая из двух и более компонентов: растворителя, растворенных веществ и продуктов их взаимодействия.
Слайд 3

Определения и понятия Растворимость – это способность вещества растворяться в том

Определения и понятия

Растворимость – это способность вещества растворяться в том или

ином растворителе.
Растворитель – это то вещество, которого по массе или по объему больше.
Слайд 4

Растворимость Количественно растворимость (Р) выражают отношением массы вещества (г) к объему

Растворимость

Количественно растворимость (Р) выражают отношением массы вещества (г) к объему или

массе растворителя (л).
Р=m(вещества)/V(растворителя)
По растворимости вещества делят на:
1. Растворимые;
2. Малорастворимые;
3. Нерастворимые.
Слайд 5

Физическая теория образования растворов. Основоположниками данной теории являются Аррениус, Оствальд и

Физическая теория образования растворов.

Основоположниками данной теории являются Аррениус, Оствальд и Вант-Гофф.

Эти ученые рассматривали процесс растворения как равномерное механическое распределение частиц растворенного вещества по всему объему растворителя.
Слайд 6

Химическая теория образования растворов Основные тезисы химической теории были представлены в

Химическая теория образования растворов

Основные тезисы химической теории были представлены в 1887

году Д.И. Менделеевым. В дальнейшем данную теорию развивали И.А. Каблуков, Н.С. Курнаков.
Химическая теория рассматривает растворы, как системы, образованные частицами растворителя, растворенного вещества и неустойчивых химических соединений, которые образуются между ними.
Слайд 7

Гидраты (сольваты) возникают не за счет основных химических связей, а за

Гидраты (сольваты) возникают не за счет основных химических связей, а за

счет Ван-дер-ваальсовых сил или водородной связи. Т.к. энергия этих связей невелика, то образующиеся соединения не отличаются большой прочностью и могут легко разрушаться. При растворении веществ с ионной структурой молекулы растворителя удерживаются около иона силами ион-дипольного взаимодействия.

Химическая теория образования растворов

Слайд 8

При растворении веществ с молекулярной структурой сольваты (гидраты) образуются вследствие диполь-дипольного

При растворении веществ с молекулярной структурой сольваты (гидраты) образуются вследствие диполь-дипольного

взаимодействия. Диполи растворенного вещества могут быть при этом постоянными (у веществ с полярными молекулами) или наведенными, т.е. индуцированным действием растворителя (у веществ с неполярными молекулами).

Химическая теория образования растворов

Слайд 9

Современная теория образования растворов Современная теория растворения объединяет физическую и химическую

Современная теория образования растворов

Современная теория растворения объединяет физическую и химическую теории

и рассматривает растворение, как сложный физико-химический процесс, состоящий из двух стадий:
1.Стадия гидратации (сольватации) на которой молекулы воды окружают молекулы вещества, образуя сольваты или гидраты.
2. На второй стадии происходит диффузия гидратов (сольватов) в различные части системы. Этот процесс приводит к однородности системы.
Слайд 10

Современная теория образования растворов Стадия гидратации экзотермическая, а стадия растворения эндотермическая.

Современная теория образования растворов

Стадия гидратации экзотермическая, а стадия растворения эндотермическая. Общий

тепловой эффект процесса состоит из суммы двух тепловых эффектов:
ΔНобщ=ΔНст. гидрат.+ΔНст. р-рения
Если ΔНст. гидрат.>ΔНст. р-рения, то при растворении таких веществ в воде выделяется тепло.
Например: растворение сульфатной кислоты в воде.
Если ΔНст. гидрат.<ΔНст. р-рения, то для растворения таких веществ в воде необходимо затратить энергию.
Например: растворение натрий тиосульфата в воде, растворение сахарозы в воде…
Если ΔНст. гидрат.≈ΔНст. р-рения, то на растворение таких веществ температурный фактор почти не влияет.
Слайд 11

Растворимость твердых веществ

Растворимость твердых веществ

Слайд 12

Как правило с повышением температуры растворимость большинства твердых веществ повышается. При

Как правило с повышением температуры растворимость большинства твердых веществ повышается. При

осторожном охлаждении таких систем получают перенасыщенные растворы.

Растворимость твердых веществ

Слайд 13

Растворимость газов На растворимость газов в жидкостях оказывает влияние температура и

Растворимость газов

На растворимость газов в жидкостях оказывает влияние температура и давление.


Зависимость растворимости газов от давления выражают законом Генри:
Масса газа, который растворяется при постоянной температуре в данном объеме вещества, прямо пропорциональна порциальному давлению газа
W=kp,
Где W-массовая концентрация, р-давление, k-коэффициент пропорциональности (постоянная Генри)
Слайд 14

Способы выражения концентрации 1. Массовая доля W – это отношение массы

Способы выражения концентрации

1. Массовая доля W – это отношение массы растворенного

вещества (m в-ва) к массе раствора (mp-pa)

Молярная доля Wm – это отношение количества растворенного вещества (n) к общему количеству всех веществ в растворе (Σn).

Слайд 15

Способы выражения концентрации 3. Молярная концентрация (См) показывают какое количество вещетва

Способы выражения концентрации

3. Молярная концентрация (См) показывают какое количество вещетва (n)

растворено в 1 л раствора (V)

4. Молярная концентрация эквивалента (Сн) показывает какое количество моль эквивалентов (nэк) растворенного вещества содержится в 1 литре раствора

Слайд 16

Способы выражения концентрации 6. Титр (Т) показывает сколько граммов вещества (m

Способы выражения концентрации

6. Титр (Т) показывает сколько граммов вещества (m в-ва)

растворено в 1 мл раствора (V р-ра)

5. Моляльность (Сm) показывает какое количество вещества (n) приходится на 1 кг растворителя (m р-ля)

Слайд 17

Формулы перехода для бинарных растворов Формулы пересчета молярной концентрации в молярную

Формулы перехода для бинарных растворов

Формулы пересчета молярной концентрации в молярную концентрацию

эквивалента и наоборот

1. Если Мэк = М
(например, для HCl, KOH, KCl), то пересчет делать не нужно,
Сн = СМ
2. Если Мэк ≠ М ,
См = Сн * fэк

Слайд 18

Формулы пересчета массовой доли в молярную концентрацию и в молярную концентрацию

Формулы пересчета массовой доли в молярную концентрацию и в молярную концентрацию

эквивалента

Формулы перехода для бинарных растворов

Слайд 19

Зависимость между титром и молярной концентрацией эквивалента Формулы перехода для бинарных растворов

Зависимость между титром и молярной концентрацией эквивалента

Формулы перехода для бинарных растворов

Слайд 20

Классификация растворов По агрегатному состоянию: Газообразные (воздух – N2+O2+He+CO2) Жидкие (NaOH+H2O;

Классификация растворов

По агрегатному состоянию:
Газообразные (воздух – N2+O2+He+CO2)
Жидкие (NaOH+H2O; NaCl + H2O)
Твердые

(сплавы – Fe+Ni+Co)
2. По способности проводить электрический ток:
Растворы электролитов - проводят электрический ток (водные растворы OH-,H+,солей)
Растворы не электролитов – не проводящие электрический ток (растворы большинства органических веществ и оксидов )
Слайд 21

Классификация растворов 3. Растворы делят на насыщение, не насыщенные и пересыщенные

Классификация растворов

3. Растворы делят на насыщение, не насыщенные и пересыщенные
Насыщенные

растворы это растворы в которых при данной температуре не может растворяться дополнительное количество растворенного вещества
4. По размеру частиц растворенного вещества
Истинные (размер частиц растворенного вещества приблизительно равен размеру молекул);
Коллоидные или дисперсные (частицы растворенного вещества имеют размеры, намного большие, чем у молекул
Слайд 22

Дисперсные системы Дисперсные системы это гетерогенные системы, которые характеризуются дисперсностью. Дисперсность

Дисперсные системы

Дисперсные системы это гетерогенные системы, которые характеризуются дисперсностью.
Дисперсность – это

величина, обратная размеру частиц.
К дисперсным системам относят суспензии и эмульсии.
Суспензиями называют микрогетерогенные системы с жидкой дисперсионной средой и твердой дисперсной фазой.
Эмульсиями называют дисперсные системы, в которых дисперсионная среда и дисперсионная фаза жидкие.
Слайд 23

Идеальные растворы Раствор состоит из растворенного вещества (А) и растворителя(В) Между

Идеальные растворы

Раствор состоит из растворенного вещества (А) и растворителя(В)
Между одноименными молекулами,

а также между молекулами разноименных веществ существует взаимодействие

Идеальные растворы – это растворы у которых силы взаимодействия между одноименными и разноименными частицами равны и ими можно пренебречь.

Слайд 24

Закон Рауля. Коллигативные свойства растворов. Ф. Рауль установил, что: Для идеальных

Закон Рауля. Коллигативные свойства растворов.

Ф. Рауль установил, что:
Для идеальных (разбавленных) растворов

давление насыщенного пара растворителя над раствором р1 пропорционально его молярной доле х1 в растворе
Р1=Р10Х1,
где Р10 - давление насыщенного пара чистого растворителя
Слайд 25

Закон Рауля. Коллигативные свойства растворов. Вторая формулировка данного закона: Относительное понижение

Закон Рауля. Коллигативные свойства растворов.
Вторая формулировка данного закона: Относительное понижение давления

насыщенного пара растворителя над раствором равно молярной доле растворенного вещества.
Относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором не зависит от природы растворенного вещества, а определяется только числом частиц в растворе. Такие свойства растворов называют коллигативными.
Слайд 26

Коллигативные свойства растворов. Эбулиоскопия. Коллигативные свойства характерны для растворов не электролитов.

Коллигативные свойства растворов. Эбулиоскопия.

Коллигативные свойства характерны для растворов не электролитов. К

данным свойствам относят также повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания раствора, осмотическое давление.
Температура кипения раствора нелетучего вещества всегда выше, чем температура кипения растворителя.
ΔТкип=Еm, где m-моляльность, Е-эбулиоскопическая постоянная
Эбулиоскопическая постоянная численно равна температуре кипения одномоляльного раствора.
Слайд 27

Криоскопия Уменьшение давления насыщенного пара над раствором приводит к понижению температуры

Криоскопия

Уменьшение давления насыщенного пара над раствором приводит к понижению температуры его

замерзания. Другими словами температура замерзания растворителя всегда выше, чем температура замерзания раствора.
ΔТзам=Кm, где m - моляльность, К - криоскопическая постоянная
Криоскопическая постоянная численно равна температуре замерзания одномоляльного раствора.
Слайд 28

Осмос. Осмотическое давление. Процесс диффузии вещества через полунепроницаемую мембрану называют осмосом.

Осмос. Осмотическое давление.

Процесс диффузии вещества через полунепроницаемую мембрану называют осмосом.
А то

давление, которое необходимо приложить в процессе осмоса к раствору в осмотической ячейке, чтобы достичь равновесия, называется осмотическим давлением.
Я, Вант-Гофф обнаружил, что осмотическое давление разбавленных растворов подчиняется законам идеального газа и сформулировал следующий закон, который носит название
закона Вант-Гоффа – Пфефера:
Слайд 29

Закон Вант-Гоффа – Пфефера Осмотическое давление раствора равно такому давлению, которое

Закон Вант-Гоффа – Пфефера

Осмотическое давление раствора равно такому давлению, которое имело

бы растворенное вещество, если бы оно при данной температуре было в газообразном состоянии и занимало бы такой же объем, который занимает раствор.
Расчет осмотического давления проводят по формуле:
Р=сRT, где с - молярная концентрация раствора (г/моль)
Слайд 30

Закон Вант-Гоффа – Пфефера В растворах электролитов количество частиц в единице

Закон Вант-Гоффа – Пфефера

В растворах электролитов количество частиц в единице объема

раствора больше, так как каждая молекула вещества диссоциирует на определенное количество ионов.
Расчет осмотического давления растворов электролитов проводят по формуле:
Р=ісRT, где і - изотонический коэффициент, зависит от степени диссоциации электролита á и числа ионов n.
І=1+á(n-1)
Слайд 31

Изотоничность Кровь, лимфа и другие тканевые жидкости организма человека имеют осмотическое

Изотоничность

Кровь, лимфа и другие тканевые жидкости организма человека имеют осмотическое давление

приблизительно 800 кПа., такое же осмотическое давление у 0,9% водного раствора натрий хлорида.
Растворы с одинаковым осмотическим давлением называют изотоническими, с большим осмотическим давлением, чем какой-то стандарт – гипертоническими и с меньшим – гипотоническими.