5_Rastvory

Растворимость твердых веществ в жидкостях.

Все твердые вещества обладают способностью в той или иной мере растворяться в различных жидкостях. Различие в растворимости твердых веществ может быть очень большим. Например, растворимость AgNO3 в воде при 250С равна 15,1 моль/л, а HgS – всего 1.10 21 моль/л. Существует условное деление веществ по их растворимости в конкретном растворителе при определенной температуре на нерастворимые, малорастворимые и растворимые вещества:

растворимость менее 0,001 моль/л - нерастворимые вещества,

растворимость 0,001 - 0,1 моль/л малорастворимые вещества,

растворимость более 0,1 моль/л – растворимые вещества.

Растворение твердых веществ в жидкостях всегда сопровождается увеличением энтропии ( S>0), влияние температуры на растворимость определяется знаком теплового эффекта при растворении: если растворение эндотермический процесс, растворимость твердых веществ в жидкостях при нагревании увеличивается, если растворение экзотермический процесс,

растворимость при нагревании уменьшается. Соответствующий вид кривых растворимости некоторых твердых веществ в воде приведен на рисунке:

Растворимость

1

2

3

Температура

1 – большинство веществ; 2 – NaCl, LiOH, K2SO3; 3 – MnSO4 , CaCrO4.

Исполнитель:		Дата:											Мероприятие №	4	2	7	1

Помимо перечисленных, на растворимость веществ влияет наличие примесей посторонних веществ и ряд других факторов, но связать их в количественные закономерности до настоящего времени не удалось.

ЗАКОН РАСПРЕДЕЛЕНИЯ. ЭКСТРАКЦИЯ

Если в сосуде растворяется какое-либо вещество в двух несмешивающихся жидкостях, то соблюдается закон распределения:

распределение растворяющегося вещества между двумя несмешивающимися жидкостями происходит так, что отношение его равновесных концентраций в этих фазах есть величина постоянная при данной температуре.

	C1	K ,
	C2

где С1 и С2 – молярные концентрации растворенного вещества

вфазах 1 и 2 соответственно;

К– коэффициент распределения.

Величина К определяется природой растворенного вещества и несмешивающихся фаз, температурой, не зависит от общего количества растворенного вещества.

Например, при 180С коэффициент распределения йода между этиловым спиртом и сероуглеродом равен 2,8; между сероуглеродом и водой – 413.

Закон распределения лежит в основе методов экстракции. Экстракция -

способ избирательного извлечения вещества из раствора (или твердой смеси) с

помощью подходящего растворителя (экстрагента). Экстракцию из растворов осуществляют с использованием жидких несмешивающихся экстрагентов. Для водных растворов в качестве экстрагентов используют жидкие органические растворители, растворимость вещества в которых выше, чем в воде:

трибутилфосфат, фосфорорганические кислоты и др. Простейший способ

Исполнитель:		Дата:											Мероприятие №	4	2	7	1

экстракции из раствора – промывка экстрагентом в делительной воронке,

изображенной на рисунке.

Фаза А

Фаза В

Делительная воронка представляет собой сосуд с пробкой и краном для слива нижнего слоя жидкости. В воронку наливают экстрагент и исходный раствор, содержащий извлекаемый компонент. После перемешивания и расслоения жидкостей образуются две фазы (А и В), извлекаемый компонент в основном переходит в экстрагент. При экстракции из водного раствора органическим экстрагентом нижний слой может быть органическим или водным, в зависимости от плотностей жидкостей. Нижний слой жидкости,

образованный фазой В, сливают. Экстрагент с извлеченным компонентом называют экстрактом. В промышленных условиях для непрерывной экстракции используют специальные аппараты – экстракторы.

Метод экстракции применяют для выделения отдельных компонентов водно-органических смесей, извлечения редких металлов из руд, разделения продуктов радиоактивного распада в отработавших элементах АЭС.

Исполнитель:		Дата:											Мероприятие №	4	2	7	1

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Раствор представляет собой гомогенную систему переменного состава.

Количественной характеристикой состава раствора является концентрация растворенного вещества: массовая доля, процентная,

молярная концентрации и др.

По концентрации растворенного вещества растворы подразделяются на ненасыщенные, насыщенные и пересыщенные.

Насыщенным называют раствор, находящийся в фазовом равновесии с растворяемым веществом. Концентрация насыщенного раствора – мера растворимости вещества.

Растворение может быть эндотермическим и экзотермическим процессом:

при растворении газов в жидкостях, как правило, ∆Н<0, ∆S<0,

растворимость газов уменьшается при нагревании;

при растворении жидкостей в жидкостях, как правило, ∆S>0,

растворимость жидкостей увеличивается при нагревании;

при растворении твердых веществ в жидкостях ∆S>0, для большинства твердых веществ ∆Н>0 – растворимость увеличивается при нагревании; если ∆Н<0 - растворимость при нагревании уменьшается.

Для любого растворенного вещества, распределяющегося между несмешивающимися жидкостями, справедлив закон распределения, на действии которого основаны методы экстракции - избирательного извлечения веществ из смесей.

Исполнитель:		Дата:											Мероприятие №	4	2	7	1

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1.Никольский А.Б., Суворов А.В. Химия. Учебник для вузов /

А.Б. Никольский, А.В. Суворов.– СПб: Химиздат, 2001. - 512 с.: ил.

2.Степин Б.Д., Цветков А.А. Неорганическая химия: Учебник для вузов /

Б.Д. Степин, А.А. Цветков.– М.: Высш. шк., 1994.- 608 с.: ил.

3.Карапетьянц М.Х. Общая и неорганическая химия: Учебник для студентов вузов / М.Х. Карапетьянц, С.И. Дракин. - 4-е изд., стер. - М.:

Химия, 2000. - 592 с.: ил.

4.Угай Я.А. Общая и неорганическая химия: Учебник для студентов вузов,

обучающихся по направлению и специальности "Химия" / Я.А. Угай. - 3-е

изд., испр. - М.: Высш. шк., 2007. - 527 с.: ил.

5.Неорганическая химия: учебник для студентов вузов, обучающихся по направлению 510500 "Химия" и специальности 011000 "Химия": в 3 т.

Т. 1: Физико-химические основы неорганической химии / М.Е. Тамм,

Ю.Д. Третьяков / под ред. Ю.Д. Третьякова. - М.: Академия, 2004. –

240 с.: ил.

Исполнитель:		Дата:											Мероприятие №	4	2	7	1