Свойства растворов

Растворы – это однородные (гомогенные) системы, состоя­щие из двух или более компонентов (составных частей), количества которых могут изменяться в широких пределах. Раствор состоит из растворенного вещества и растворителя, т.е. среды, в которой растворенное веще­ство равномерно распределено в виде молекул или ионов. Однородность растворов делает их сходными с химиче­с­кими соединениями. Отличие растворов от хими­чес­ких соединений состоит в том, что состав растворов может изменяться в широких пределах. Непостоянство состава растворов приближает их к механическим смесям, но от по­следних они резко отличаются своей однородностью. Та­ким образом, растворы занимают промежуточное поло­же­ние между механическими смесями и химичес­кими эле­ментами. Различают газовые, жидкие и твердые раство­­ры. Наибольшее распространение имеют жидкие раство­ры. Растворы, в отличие от химических соедине­ний, имеют не постоянный состав, поэтому необходимо учитывать его концентрацию.

Состав раствора (содержание в нем растворенного вещества) может быть выражен разными способами (способы выражения концентраций раствора). Наиболее распространенными из них являются следующие:

• массовая доля () - отношение массы раство­рен­ного вещества (г, кг) к массе всего раство­ра в про­центах, т.е. показывает, сколько граммов раство­­­­ренного веще­ства содержится в 100 г раствора:

m_р-ра = V_р-ра  _р-ра ;

m_р-ра = m_в-ва + m_{растворителя}

 =  % = 100 % ;

• молярная концентрация (молярность, С_М) показы­вает количество молей растворенного вещества, содер­жа­щихся в 1 л раствора

С_M = =;

• нормальная концентрация (нормальность, С_H) пока­зывает количество моль-эквивалентов растворенно­го вещества (эквивалентов), содержащихся в 1 л раствора

С_Н = = .

Эквивалентом вещества называется такое его количе­ст­­­во, которое соединяется, вытесняет или замещает 1моль атомов водорода. Масса эквивалента, выражен­ная в граммах, называется эквивалентной массой.

Для определения нормальности раствора необходимо уметь рассчитывать эквивалентную массу нерганичес­ких веществ.

Эквивалентная масса кислоты, основания, соли, уча­ствующих в ионно-обменных процессах, равна частно­му от деления молярной массы этого вещества на произ­ве­дение количества катионов в молекуле на их заряд (или количества анионов на их заряд) для веществ

Э_в-ва = =

где y – число катионов;

+ х – заряд катионов;

х – число анионов;

- у – заряд анионов.

Эквивалентная масса вещества, участвующего в окис­ли­­тельно-восстановительном процессе, равна частному от деления молярной массы вещества на количество отдан­ных (восстановитель) или принятых (окислитель) элект­ро­нов.

Э_{в-ва окисл.-восст.} =М / n_ē

• титр раствора (Т) показывает количество граммов растворенного вещества, содержащихся в 1 мл раствора

Т = .

Примеры решения задач с использованием концентрации растворов

Задача 1. Сколько граммов КОН надо растворить в 100 г воды, чтобы получить раствор с массовой долей 6 %?

Решение. По определению массовой доли () извест­но, что в 100 г раствора будет содержаться 6 г КОН.

m_{раствора} = m_{растворенного в-ва} + m;

следовательно, m= 100 г раствора – 6 г = 94 г,

тогда в 94 г Н₂О содержится 6 г КОН, а

в 100 г Н₂О » х г КОН; х = 6,38 г КОН.

Задача 2. Какой объем 96 %-ной (по массе) серной кислоты (плотность раствора,  = 1,84 г/см³) и какую массу воды надо взять для приготовления 100 мл 15%-ного (по массе) раствора серной кислоты (плотность раствора,  = 1,10 г/см³).

Решение. Найдем массу 100 мл 15%-ного (по массе) раствора Н₂SO₄.

m_{раствора} = V = 1,10100 = 110 г