Лабораторная работа

Опыт 1.Тепловой эффект взаимодействия гидроксида калия с водой.

Приборы и реактивы. Стакан на 500 мл с палочкой, штатив с лапкой, термометр, гидроксид калия (гранулированный), дистиллированная вода.

Выполнение работы. В стакан налить воды и определить температуру воды. Взвесить 2, 5, 10, 15 г гидроксида калия и поместить в стаканы. Затем в стаканы влить по 50 мл воды и осторожно помешать стеклянной палочкой. Растворы сильно разогреются. Определить температуру.

КОН +q =КОН +q, Δ Н = -13,3 ккал.

Определить максимальное значение температуры. Сделать вывод.

Опыт 2. Определение теплового эффекта реакции нитрата аммония с водой.

Приборы и реактивы. Стакан на 200 мл с палочкой, термометр, пробирка, нитрат (или хлорид) аммония (кристаллический), дистиллированная вода.

Выполнение работы. В стакан поместить термометр. Взвесить 2, 4, 6г нитрата аммония и поместить в стакан. Затем в стакан влить 20 мл воды. Осторожно перемешать содержимое стеклянной палочкой. При растворении нитрата аммония в воде температура начинает понижаться.

NH₄NO₃ +q = NH₄ NO₃ +q ΔН =+6,3 ккал

Определить минимальное значение температуры. Сделать вывод.

Лекция 7. Растворы неэлектролитов

Раствор - это гомогенная многокомпонентная система, переменного состава, состоящая из растворителя, растворенных веществ и продуктов растворения. Растворы могут быть жидкими, газообразными, твердыми.

Согласно гидратной теории растворов Д. И. Менделеева (1887 г.), в процессе растворения происходит химическая ре­акция между растворенным веществом и растворителем, в результате которой образуются неустойчивые соединения час­тиц растворенного вещества, с молекулами растворителя, на­ходящиеся в состоянии частичной диссоциации. Эти соедине­ния называются сольватами, а для водных растворов - гид­ратами.

Понятия «растворитель» и «растворенное вещество» носят во многих случаях условный характер.

Важная характеристика раствора, концентрация - выражает содержание растворенного вещества в единице массы или объёма раствора либо растворителя.

Растворимость или коэффициент растворимости – масса вещества в граммах, которая растворяется в 100 граммах растворителя при данной температуре. Содержание растворенного вещества в растворе, т. е. концентрацию раствора, можно выразить различными способами:

молярная доля - показывает отношение количества растворенного вещества (растворителя) к сумме количеств всех веществ

N₂ = n₂ /( n₁ + n₂)

n₁ и n₂ - количество вещества растворителя и количество растворенного вещества;

молярная концентрация - показывает отношение количества растворенного вещества к объему раствора

С_М = n / V;

n –количество растворенного вещества, моль V – объем раствора, л.

моляльная концентрация- показывает отношение количества растворен-ного вещества к массе растворителя

С_m =m₁ 1000 /m₂ M₁ ;

m₁ - масса растворенного вещества, г, m₂ - масса растворителя,г, M₁ - молекулярная масса растворенного вещества.

эквивалентная концентрация или нормальная концентрация - показывает отношение числа эквивалентов растворенного вещества к объему раствора

С_н = m₁ 1000 / Э V;

m₁ - масса растворенного вещества, г, V -объем раствора, мл, Э- эквивалентная масса растворенного вещества.

массовая доля растворенного вещества w – отношение массы растворенного вещества m₁ к общей массе раствора m:

w=m₁/m 100%

m₁ - масса растворенного вещества, г, m -масса раствора, г.

Разбавленные растворы неэлектролитов обладают рядом свойств, количественное выражение которых зависит от концентрации, т е от числа частиц растворенного вещества. Неэлектролитом называется вещество, молекулы которого при растворении не распадаются на ионы (сахар, глюкоза, спирт, глицерин). Свойства разбавленных растворов, зависящие только от количества нелетучего растворенного вещества, называются коллигативными свойствами. К ним относятся: понижение давления пара растворителя над раствором, повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания раствора, а также осмотическое давление.

Явление проникновения растворителя через полупроницаемую мембрану в раствор называется осмосом, а давление частиц растворенного вещества на полупроницаемую мембрану - осмотическим давлением. Явление осмоса имеет место в том случае, когда раствор соприкасается с растворителем или раствором другой кон­центрации через полупроницаемую перепонку. Полупроницаемыми перегородками или мембранами называются такие мембраны, которые пропускают молекулы растворителя и не пропускают частицы растворенного вещества.

Изучение свойств разбавленных растворов привело к установлению аналогии между газовым состоянием и состоянием того же вещества в разбавленном растворе.

Так, Вант-Гофф применил уравнение газового состояния Менделеева-Клапейрона к осмотическому давлению разбавленных растворов неэлект­ролитов,

PV = nRT

где Р- осмотическое давление вещества в растворе,

V- объем раствора в литрах, n- число молей растворенного вещества,

R -газовая постоянная, Т- абсолютная температура.

Переписав уравнение в виде P=n/V RT

и заменив n/V через С - концентрацию раствора, получим уравнение, выра-жающее закон Вант Гоффа:

P=С_М RT

т. е. осмотическое давление разбавленного раствора прямо пропорционально его молярной концентрации и абсолютной температуре. Формулируется закон Вант-Гоффа следующим образом: осмотическое давление на полупроницаемую перепонку равно тому газовому, которое наблюдается, если растворенное вещество, находится в газообразном состоянии и при той же температуре занимает тот же объем, что и раствор. Пользуясь законом Вант-Гоффа можно вычислять осмо­тическое давление раствора по известной концентрации его при данной температуре.

Осмотическое давление играет большую роль в жизнедеятельности животных и растительных организмов. Оно явля­ется одним из важных факторов, влияющих на распределение в тканях воды и растворенных веществ.

Протоплазма клеток обладает свойствами полупроницае­мости, а клеточный сок содержит в растворенном состоянии различные вещества, не проникающие через слой протоплаз­мы. Если клетки погружены в воду или раствор меньшей кон­центрации, чем жидкость внутри клетки, то вода проникает в клетки, создавая в них гидростатическое давление, называе­мое тургором. Последнее, сообщает живым растениям, проч­ность и упругость тканей. Если клетки погружены в раствор большей концентрации, то вода уходит из клетки, протоплаз­ма сжимается, это явление называется плазмолизом.