12. Способы выражения концентрации растворов

Концентрация раствора – это величина, отражающая пропорции между растворенным веществом и растворителем. Такие качественные понятия, как «разбавленный» и «концентрированный», говорят только о том, что раствор содержит мало или много растворенного вещества. Для количественного выражения концентрации растворов часто используют проценты (массовые или объемные), а в научной литературе – число молей или химических эквивалентов растворенного вещества на единицу массы или объема растворителя либо раствора.

Способы выражения концентрации растворов

Процентная концентрация растворов показывает число единиц массы растворенного вещества, содержащееся в 100 единицах массы раствора, и для его приготовления следует взять 12 единиц массы СаСl2 и 88 единиц массы растворителя.

Молярная концентрация раствора (молярность) – отношение количества этого вещества, содержащегося в растворе (в молях), к объему раствора:

Молярным называется раствор, в 1л которого содержится 1 моль растворенного вещества.

Э квивалентная (нормальная) концентрация раствора (нормальность) – отношение числа эквивалентов вещества, содержащегося в растворе, к объему раствора:

где m – масса растворенного вещества; Мэкв – молярная масса эквивалента растворенного вещества.

13. Осмос. Закон Вант-Гоффа. Роль осмоса в биологических явлениях

Осмос – это процесс односторонней диффузии через полупроницаемую мембрану молекул растворителя в сторону бо́льшей концентрации растворённого вещества (меньшей концентрации растворителя). Pосм= Cm*R*T

Закон Вант-Гоффа. Осмотическое давление разбавленного раствора равно такому давлению, которое оказывало бы растворенное вещество при той же температуре, находясь в газообразном состоянии и занимая тот же объем, что и раствор.

Роль осмоса в биологических явлениях. Осмос играет важную роль во многих биологических процессах. Мембрана, окружающая нормальную клетку крови, проницаема лишь для молекул воды, кислорода, некоторых из растворенных в крови питательных веществ и продуктов клеточной жизнедеятельности; для больших белковых молекул, находящихся в растворенном состоянии внутри клетки, она непроницаема. Поэтому белки, столь важные для биологических процессов, остаются внутри клетки.

14. Давление пара растворителя над раствором. Закон Рауля

Давление пара растворителя над раствором каждого вещества есть величина постоянная при данной температуре, с повышением температуры давление пара увеличивается. Давление насыщенного пара жидкости определяется числом молекул жидкости, отрывающихся с ее поверхности за единицу времени. При образовании раствора концентрация растворителя уменьшается, его мольная доля становится меньше единицы (N1<1). Поверхность раствора, в отличие от поверхности чистого растворителя, частично занята молекулами нелетучего растворенного вещества. Это приводит к уменьшению числа молекул растворителя, испаряющихся в единицу времени. N1=1 P0 P0>P

Однако основную роль здесь играют силы сольватационного взаимодействия между молекулами растворителя и растворенного вещества. Эти силы значительно прочнее сил сцепления между молекулами растворителя, чем и объясняется переход меньшего числа молекул растворителя в газовую фазу.

Таким образом, над раствором давление насыщенного пара растворителя (Р) всегда меньше, чем над чистым растворителем (Р0): Р < Р0. (Р0 – Р)=P – понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором. Отношение называется относительным понижением давления насыщенного пара растворителя.

В 1887 г. французский ученый химик Франсуа Рауль установил I закон: относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором равно мольной доле растворенного вещества.

М атематическая запись I закона Рауля:

где N2 – мольная доля растворенного вещества.

При данной температуре давление насыщенного пара над жидкостью – величина постоянная. Опыт показывает, что при растворении в жидкости какого-либо вещества давление насыщенного пара над жидкостью понижается.

В разбавленных растворах неэлектролитов при постоянной температуре относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором равно молярной доле растворенного вещества (закон Рауля):

где р0 – давление насыщенного пара над чистым растворителем; р – давление пара над раствором; nB – количество растворенного вещества; nS – количество растворителя.