гомогенна термодинамічна система змінного складу, яка складається із двох І більше компонентів. Залежно від агрегатного стану розчиненої речовини І розчинника (дисперсійного середовища) розчини бувають газоподібні, тверді І рідкі. Газоподібний розчин




Скачати 100.42 Kb.
Назвагомогенна термодинамічна система змінного складу, яка складається із двох І більше компонентів. Залежно від агрегатного стану розчиненої речовини І розчинника (дисперсійного середовища) розчини бувають газоподібні, тверді І рідкі. Газоподібний розчин
Дата конвертації19.07.2013
Розмір100.42 Kb.
ТипДокументы
mir.zavantag.com > География > Документы
Теоретичний виклад матеріалу:
Система, в якій одна речовина у вигляді дуже дрібних часточок розподілена в об’ємі іншої, називається дисперсною. При цьому розрізняють два поняття: дисперсна фаза та дисперсійне середовище. Дисперсна фаза – це диспергована речовина, тобто та частина дисперсної системи, яка рівномірно розподілена в об’ємі іншої. Середовище, в якому рівномірно розподілена дисперсна фаза, називається дисперсійним середовищем.

Розчин гомогенна термодинамічна система змінного складу, яка складається із двох і більше компонентів. Залежно від агрегатного стану розчиненої речовини і розчинника (дисперсійного середовища) розчини бувають газоподібні, тверді і рідкі.

Газоподібний розчин являє собою суміш газів.

Гомогенні тверді розчини можуть утворювати солі, метали, оксиди. Відомі тверді розчини двох типів: заміщення і вкорінення. Тверді розчини заміщення утворюються при кристалізації двох розплавів, якщо компоненти мають однотипну кристалічну решітку, а частинки компонентів – близькі розміри. Наприклад, KCl i KBr, Ag i Au, Si i Ge, K2SO4 i K2SeO4. Тверді розчини вкорінення утворюються шляхом вкорінення атомів, іонів або молекул однієї речовини у пустоти кристалічної решітки іншої речовини.

Рідкі розчини утворюються при розчиненні газоподібних, рідких або твердих речовин у рідкому дисперсійному середовищі. Найчастіше розчинником є рідина, зокрема вода.

Незалежно від розчиненої речовини, розчинником вважають той компонент розчину, який має такий агрегатний стан, як і одержаний розчин.

Фізична теорія розчинів, основоположником якої були Я.Вант-Гофф і С.Арреніус, розглядає процес розчинення як простий розподіл (диспергування) однієї речовини у всьому об’ємі іншої, а, отже, властивості розчинів мають залежати лише від концентрації речовини. Згідно з фізичною теорією розчинник – це індиферентне середовище, в якому хаотично розподілені частинки розчиненої речовини.

Згідно з хімічною теорією розчинів Д.І.Менделєєва між компонентами розчину відбувається хімічна взаємодія. У своїх працях Д.І.Менделєєв показав, що в розчині є сполуки, які утворюються при взаємодії молекул розчиненої речовини і розчинника. Такі сполуки навиваються сольватами (гідратами), а процес їх утворення – сольватацією (гідратацією). Термін “гідрати”, “гідратація”, використовують, коли розчинником є вода.

Сучасна теорія розчинення є поєднанням фізичної і хімічної теорій розчинів, її основи були закладені І.О.Каблуковим і В.О.Кістяківським.

Властивість речовин розчинятися у деякому розчиннику називається розчинністю. Кількісно розчинність визначається вмістом речовини у насиченому розчині при певних умовах. Найчастіше розчинність визначають кількістю грамів речовини, розчиненої в 100 г розчинника. Насичені розчини характеризуються динамічною рівновагою (при сталій температурі) між кристалічною речовиною і речовиною у розчині: нерозчинена речовина  розчинена речовина у розчині (Т = const). Отже, насичений розчин – це розчин, у якому досягнута межа розчинності при даних зовнішніх умовах (температура, тиск). Якщо розчин містить менше речовини, ніж потрібно для насичення, то такий розчин називають ненасиченим. Деякі речовини можуть утворювати пересичені розчини, тобто такі, які при певній температурі містять більше розчиненої речовини, ніж її потрібно для насичення.

температури (наприклад, KNO3).

Найчастіше використовують наступні способи вираження вмісту розчиненої речовини в розчині:

  1. В частках розчиненої речовини в розчині:

масова частка  = ;

ω% = ·100%. (Показує число грамів речовини, що міститься у 100 г розчину).

об’ємна частка  = ;

мольна частка (n1– кількість молів розчиненої речовини, n2 – кількість молів розчинника).

  1. Молярна концентрація СМ  (моль/л). Показує число моль розчиненої речовини в 1 л розчину. Часто для позначення молярної концентрації розчину використовують літеру М. Наприклад, 0,1 М розчин H2SO4 означає, що в 1 л розчину є 0,1 моль H2SO4, що відповідає 9,8 г H2SO4.

  1. Нормальна концентрація СN =  (екв/л). Показує число еквівалентів розчиненої речовини в 1 л розчину. Часто для позначення нормальної концентрації розчину використовують літеру н. Наприклад, 0,1 н розчин H2SO4 означає, що в 1 л розчину міститься 0,1 еквівалента H2SO4, що відповідає 4,9 г H2SO4. Розчинені речовини взаємодіють між собою в об’ємних співвідношеннях, обернено пропорційних їх нормальній концентрації: або V1СN1=V2СN2 (наслідок із закону еквівалентів, згідно з яким речовини взаємодіють між собою в кількостях, пропорційних їх еквівалентам). Особливістю еквінормальних розчинів є те, що їх рівні об’єми взаємодіють без залишку.

  2. Моляльна концентрація (Cm) – кількість молів розчиненої речовини в 1 кг розчинника.

, або ,

де n – кількість розчиненої речовини, моль

m1 – маса розчинника, г;

М – молярна маса розчиненої речовини, г/моль.

Можна проводити перерахунок одного кількісного виразу складу розчину в інший, користуючись формулами звязкуцих величин між собою:

; ; ;

ρ‑ густина розчину, г/см3;

ω – масова частка речовини в розчині, %;

М – молярна маса розчиненої речовини, г/моль;

mE – еквівалентна маса розчиненої речовини, г

Властивості розчинів, які залежать лише від їх концентрації, і не залежать від природи розчиненої речовини називаються колігативними.

Перший закон Рауля (1887 р.): відносне пониження тиску насиченої пари над розчином прямо пропорційне мольній частці розчиненої речовини:

=,

де р0 – тиск пари чистого розчинника; р – тиск пари розчину; n1 – кількість моль розчиненої речовини, n2 – кількість моль розчинника.

Другий закон Рауля: підвищення температури кипіння (tкип.) або зниження температури замерзання (tзам.) розчину прямо пропорційне моляльній концентрації розчиненої речовини (Cm):

tкип = . Cm; tзам. =  Cm,

де m – моляльна концентрація розчину (число моль розчиненої речовини в 1000 г розчинника; E і K – коефіцієнти пропорційності, які називаються ебуліоскопічною константою (Е) та кріоскопічною константою (К). При Cm = 1 tкип = .E; tзам. = K. Отже, ебуліоскопічна і кріоскопічна константи показують відповідно підвищення температури кипіння або пониження температури замерзання одномоляльного розчину порівняно з температурами кипіння і замерзання чистого розчинника.

Процес односторонньої дифузії молекул через напівпроникну перегородку називається осмосом, а тиск, який потрібно прикласти до перегородки, що припинити осмос, називається осмотичним тиском.

Закон осмотичного тиск (Вант-Гофф,1886 р.): осмотичний тиск розчину чисельно дорівнює тиску, який чинила би розчинена речовина, якби вона при даній температурі перебувала в газоподібному стані і займала об’єм, що дорівнює об’єму розчину. Це і є: росм. = RT, де n – число моль розчиненої речовини; V – об’єм розчину; R – універсальна газова стала; T – температура.

Серед речовин розрізняють електроліти та неелектроліти. Електролітами називають речовини, розчини або розплави яких проводять електричний струм. Розчини і розплави неелектролітів електричний струм не проводять. Носіями електричного струму в розчинах (розплавах) електролітів є іони. Тому електролітами є речовини, молекули яких в розчині або розплаві дисоціюють (розпадаються) на іони.

Положення теорії електролітичної дисоціації (Арреніус):

  1. Електроліти при розчиненні або в розплаві дисоціюють на іони.

  2. При проходженні електричного струму через розчин або розплав електроліту спостерігається напрямлений рух іонів: позитивно заряджені іони (катіони) рухаються до катоду; негативно заряджені іони (аніони) рухаються до аноду.

  3. Процес дисоціації є оборотнім.

Здатність електроліту дисоціювати на іони кількісно оцінюється за допомогою ступеня дисоціації .  показує, яка частка від загального числа молекул розчиненої речовини розпалася на іони (продисоціювала):  = , де С – молярна концентрація розчину (моль/л).  часто виражають і в процентах: ·100%. За величиною ступеня дисоціації розчинів усі електроліти поділяють на сильні і слабкі. До сильних електролітів належать речовини, які у розчині практично повністю дисоціюють на іони. Слабкі електроліти у розчинах дисоціюють частково (<3%).

Оскільки електролітична дисоціація слабких електролітів є оборотнім процесом, то вона підлягає закону діючих мас. Тому для процесу дисоціації слабких електролітів можна записати константу рівноваги. Наприклад, якщо дисоціація речовини КА відбувається згідно рівняння КА  К+ , то константа рівноваги К = , де [К+], [А] – концентрації відповідних іонів у розчині, [КА] – концентрація в розчині молекул, що не продисоціювали.

Константа рівноваги слабкого електроліту ^ К називається константою дисоціації Кдис.. Чим менше значення Кдис., тим слабкішим є електроліт.

Між константою і ступенем електролітичної дисоціації існує зв’язок, відомий під назвою закону розведення Оствальда. Запишемо рівняння дисоціації слабкого електроліту: КА  К+. Нехай його концентрація – С (моль/л), ступінь дисоціації ; тоді число продисоційованих молекул рівне С, а число кожного з іонів [К+] = [А] = . Число недисоційованих молекул рівне СС = С(1–) і Кдис. =  =  = .

У насиченому розчині при певній температурі добуток концентрацій іонів малорозчинного електроліту є сталою величиною, яка називається добутком розчинності (ДР).

КА ↔ К+-

[КА] - концентрація речовини в осаді, яка не залежить від твердої фази.

ДР= [К+]·[А-]

Вода є слабким електролітом і в дуже незначній мірі дисоціює на іони. Рівняння дисоціації води: Н2О  Н++ОН і Кдис. = , тоді ^ Кдис·[Н2O] = [H+]·[OH]. Практично [Н2O] = const, звідси [H+]·[OH] = 10-14 називається іонним добутком води.

Гідроліз солей – взаємодія солі з водою, яка приводить до утворення слабкого або малорозчинного електроліту. Гідроліз можна визначити як реакцію обмінного розкладу солі водою. Гідроліз солі є окремим випадком взаємодії солі з розчинником, що супроводжується утворенням слабкого електроліту (сольволіз). Гідролізу зазнають солі, що утворені за участю слабких кислот і основ. Солі, які є похідними сильних кислот та сильних основ, не гідролізують.

Типові випадку гідролізу солей:

1. Водний розчин солі, утвореної слабкою основою і сильною кислотою внаслідок гідролізу має кисле середовище (рН7):

Так, сіль NH4Cl у воді дисоціює: NH4Cl  NH4++Cl; утворені іони NH4+ взаємоді­ють з молекулами води:

NH4++HOH  NH4OH+H+ (NH4Cl+H2O  NH4OH+HCl),

утворюючи слабкий електроліт NH4OH, тим самим вивільняють катіони Н+, що зумовлює кислу реакцію водного розчину NH4Cl.

Гідроліз AlCl3: AlCl3  Al3++3Cl

Al3++HOH  AlOH2++H+ (AlCl3+H2O  AlOHCl2+HCl) (І ступінь)

AlOH2++HOH  Al(OH)2++ (AlOHCl2+HOH  Al(OH)2Cl+НCl) (ІІ ступінь)

Al(OH)2++HOH Al(OH)3+ (Al(OH)2Cl+HOHAl(OH)3+НCl) (ІІІ ступінь)

Процес гідролізу оборотний і додавання кислоти змістить рівновагу у бік негідролізованих молекул солі, тобто гідроліз послабиться.

2. Водний розчин солі, утвореної слабкою кислотою і сильною основою внаслідок гідролізу має лужне середовище (рН7).

Так, сіль KCN у воді дисоціює: KCN  K++CN, утворені іони CN взаємоді­ють з молекулами води: CN+HOH  HCN+OH (KCN+HOH  HCN+KOH), утворюючи слабкий електроліт HCN, тим самим вивільнюють аніони ОН , що зумовлює лужну реакцію водного розчину KCN.

Гідроліз К2СО3 : К2СО3  2K++СО32–

СО32–+НОН  НСО3+ОН2СО3 + НОН  КНСО3 + КОН) (І ступінь)

НСО3+НОН  Н2СО3+ОН (КНСО3+НОН  Н2СО3+КОН) (ІІ ступінь)

3. Сіль, утворена слабкою основою і слабкою кислотою гідролізує досить повно, оскільки внаслідок гідролізу утворюються дві малодисоційовані або малорозчинні сполуки. Багато солей такого типу гідролізують незворотньо. Розчини таких солей внаслідок гідролізу можуть мати рН=7; рН7; рН7 в залежності від константи дисоціації більш сильного електроліту (кислоти або основи).

Так, для розчину CH3COONH4 маємо: CH3COONH4  CH3COO+NH4+

CH3COO+NH4++НОН  CH3COOH+NH4ОН

рН водного розчину цієї цієї солі 7, оскільки Кдис.(CH3COOH) = 1,7410–5, a Кдис.(NH4ОН) = 1,7610–5, тобто практично рівні.

Прикладом повного гідролізу є гідроліз Al2S3:

Al2S3+НОН  Al(OH)3+3H2S (2AlCl3+3Na2CO3+3H2O  2Al(OH)3+6NaCl+3CO2).

Ступінь гідролізу солі є відношенням концентрації гідролізованої солі до її загальної концентрації.

Схожі:

гомогенна термодинамічна система змінного складу, яка складається із двох І більше компонентів. Залежно від агрегатного стану розчиненої речовини І розчинника (дисперсійного середовища) розчини бувають газоподібні, тверді І рідкі. Газоподібний розчин iconСплав ― це система, яка складається принаймні з двох компонентів, з яких хоча б один є металом

гомогенна термодинамічна система змінного складу, яка складається із двох І більше компонентів. Залежно від агрегатного стану розчиненої речовини І розчинника (дисперсійного середовища) розчини бувають газоподібні, тверді І рідкі. Газоподібний розчин iconХарактеристика твердого стану речовини. Кристали. Анізотропія кристалів. Типи зв
Мета : 1 навчальна ознайомити студентів з особливостями будови І властивостями твердого стану речовини
гомогенна термодинамічна система змінного складу, яка складається із двох І більше компонентів. Залежно від агрегатного стану розчиненої речовини І розчинника (дисперсійного середовища) розчини бувають газоподібні, тверді І рідкі. Газоподібний розчин iconМетодами гістохімії встановлено, що пове­рхневий шар плазмолеми,...
Гематоксилін основи// оарвник що зв'я­зується з компонентами 0: 1/,ни які проявля­ють кислу реакцію. Які структури, компоненти клітини...
гомогенна термодинамічна система змінного складу, яка складається із двох І більше компонентів. Залежно від агрегатного стану розчиненої речовини І розчинника (дисперсійного середовища) розчини бувають газоподібні, тверді І рідкі. Газоподібний розчин iconСеред проблем, які архітектор повинен вирішувати при проектуванні...
Національний стандарт дсту 4269: 2003 "Послуги туристичні. Класифікація готелів" передбачає обов'язкову наявність ліфтів у готелях...
гомогенна термодинамічна система змінного складу, яка складається із двох І більше компонентів. Залежно від агрегатного стану розчиненої речовини І розчинника (дисперсійного середовища) розчини бувають газоподібні, тверді І рідкі. Газоподібний розчин iconЛекція Соціальні фактори, що впливають на життя та здоров’я людини...
Здоров’я людини залежить від багатьох факторів: кліматичних умов, стану навколишнього середовища, забезпечення продуктами харчування...
гомогенна термодинамічна система змінного складу, яка складається із двох І більше компонентів. Залежно від агрегатного стану розчиненої речовини І розчинника (дисперсійного середовища) розчини бувають газоподібні, тверді І рідкі. Газоподібний розчин iconПлан курсової роботи складається студентом за наступною структурою....
Вступ розділ теоретичні аспекти методики аналізу (зазначається об’єкт дослідження)
гомогенна термодинамічна система змінного складу, яка складається із двох І більше компонентів. Залежно від агрегатного стану розчиненої речовини І розчинника (дисперсійного середовища) розчини бувають газоподібні, тверді І рідкі. Газоподібний розчин iconДипломного проекту проекту проставляється на обкладинці І титульному аркуші
Якщо заголовок складається з двох І більше речень, їх розділяють крапкою. Перенесення слів у заголовку розділів не допускається
гомогенна термодинамічна система змінного складу, яка складається із двох І більше компонентів. Залежно від агрегатного стану розчиненої речовини І розчинника (дисперсійного середовища) розчини бувають газоподібні, тверді І рідкі. Газоподібний розчин iconНк крок-2 2012
Відома велика кількість токсичних речовин, які можуть викликати отруєння. Ці речовини у токсикологічній хімії поділяються на групи...
гомогенна термодинамічна система змінного складу, яка складається із двох І більше компонентів. Залежно від агрегатного стану розчиненої речовини І розчинника (дисперсійного середовища) розчини бувають газоподібні, тверді І рідкі. Газоподібний розчин iconЛабораторна робота №3 Дослід Визначення густини розчину ареометром
Відмічають ту поділку шкали, яка співпадає з рівнем рідини в циліндрі, проводячи підрахунок по шкалі зверху вниз. Та поділка шкали,...
гомогенна термодинамічна система змінного складу, яка складається із двох І більше компонентів. Залежно від агрегатного стану розчиненої речовини І розчинника (дисперсійного середовища) розчини бувають газоподібні, тверді І рідкі. Газоподібний розчин iconВивчаються щодо інвестування чотири різних портфелі цінних паперів....
Вивчаються щодо інвестування чотири різних портфелі цінних паперів. Розрахункові норми прибутків залежно від стану економіки (A піднесення,...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Школьные материалы


База даних захищена авторським правом © 2013
звернутися до адміністрації
mir.zavantag.com
Головна сторінка