Презентация 3

РАСТВОРЫ

Растворы - однородная многокомпонентная система, состоящая из растворителя, растворённых веществ и продуктов их взаимодействия.

Растворы образуются при взаимодействии растворителя и растворённого вещества. Процесс взаимодействия растворителя и растворённого вещества называется сольватацией(если растворителем является вода - гидратацией).

Однако часто гидратная вода при кристаллизации входит в состав кристаллов. Это кристаллизационная вода, а сами кристаллические образования называются кристаллогидратами.

Например, при растворении протекает три основных процесса:

1.Разрушение химических и связей в растворяющихся газах, жидкостях, твердых телах. Энергия затрачивается. Энтальпия растет: Н1> 0;

2.Химическое взаимодействие растворителя с растворяющимся веществом, связанное с образованием новых соединений - сольватов(гидратов).Энергия выделяется. Энтальпия системы уменьшается Н2< 0;

3. Самопроизвольно протекающие процессы, связанные с диффузией. Энергия затрачивается. Энтальпия системы возрастает Н3> 0.

Суммарный тепловой эффект растворения может быть положительным или отрицательным.

Растворение протекает самопроизвольно( G< 0) вплоть до насыщения раствора.

По агрегатному состоянию растворы могут быть жидкими (морская вода), газообразными (воздух) или твёрдыми (многие сплавы металлов).

Предельная растворимость многих веществ в воде (или в других растворителях) представляет собой постоянную величину, соответствующую концентрации насыщенного раствора при данной температуре. Она является качественной характеристикой растворимости и приводится в справочниках в граммах на 100 г растворителя (при определённых условиях).

Растворимость зависит от природы растворяемого вещества и растворителя, температуры и давления.

Кристаллические вещества подразделяются на:

•P - хорошо растворимые (более 1,0 г на 100 г воды);

•M - малорастворимые (0,1 г - 1,0 г на 100 г воды);

•Н - нерастворимые (менее 0,1 г на 100 г воды).

Если растворение вещества является процессом с выделением тепла, то с повышением температуры его растворимость уменьшается (Например,Ca(OH)2 в воде) и наоборот. Для большинства солей характерно увеличение растворимости при нагревании.

Практически все газы растворяются с выделением тепла. Растворимость газов в жидкостях с повышением температуры уменьшается, а с понижением увеличивается.

С повышением давления растворимость газов в жидкостях увеличивается, а с понижением уменьшается.

Если молекулярные или ионные частицы, распределённые в жидком растворе присутствуют в нём в таком количестве, что при данных условиях не происходит дальнейшего растворения вещества, раствор называется насыщенным. (Например, если поместить 50 г NaCl в 100 г H2O, то при 20ºC растворится только 36 г соли).

Насыщенным называется раствор, который находится в динамическом равновесии с избытком растворённого вещества.

Поместив в 100 г воды при 20ºC меньше 36 г NaCl мы получим ненасыщенный раствор.

При нагревании смеси соли с водой до 100°C произойдёт растворение 39,8 г NaCl в 100 г воды. Если теперь удалить из раствора нерастворившуюся соль, а раствор осторожно охладить до 20ºC, избыточное количество соли не всегда выпадает в осадок. В этом случае мы имеем дело с перенасыщенным раствором. Перенасыщенные растворы очень

неустойчивы. Помешивание, встряхивание, добавление крупинок соли может вызвать кристаллизацию избытка соли и переход в насыщенное устойчивое состояние.

Ненасыщенный раствор - раствор, содержащий меньше вещества, чем в насыщенном.

Перенасыщенный раствор - раствор, содержащий больше вещества, чем в насыщенном.

Концентрация — величина, характеризующая количественный состав раствора.

Массовая доля (количество вещества в 100г раствора):

С = m1/m , %

где:

m1 — масса растворённого вещества, г (кг); m — общая масса раствора, г (кг).

Мольная доля Ni равна отношению количества вещества одного из компонентов раствора к общему количеству вещества всех компонентов раствора:

=
	1	+ 2+ +

Молярность (молярная объёмная концентрация) — количество растворённого вещества (число моль) в 1 л.

Cм = ν / V, моль/л

где:

ν— количество растворённого вещества, моль; V — общий объём раствора, л.

Нормальная концентрация (мольная концентрация эквивалента) - показывает количество эквивалентов растворенного вещества в 1 л.

Cн= z / V , экв/л

где:

V — общий объём раствора, л;

z — число эквивалентности (числу эквивалентов растворенного вещества).

Моляльность концентрация раствора выраженная числом моль растворённого вещества, содержащегося в 1 кг растворителя

Cm = ν / V , моль/кг

ν - количество растворённого вещества, моль m- масса растворителя, кг.

Tитр раствора – масса растворенного вещества в 1 мл раствора

T=m1/V , г/мл

m1 — масса растворённого вещества, г; V — общий объём раствора, мл;

Формулы перевода концентраций:

Cм = (С * ρ * 10)/ Мв-ва= Сн/Э Сн = (С * ρ * 10)/ mэ в-ва

Сm = (C * 1000)/ Mв-ва*(100-C) T = (Cm * Mв-ва)/1000

Сн1V1 = Сн2V2

С – массовая доля вещества Сн - нормальня концнтрация Cм - молярная концентрация Сm - моляльная концентрация

Mв-ва	- молярная масса вещества
Э – эквивалент элемента в веществе
mэ в-ва	- эквивалентная масса вещества
V1, V2 – объемы двух растворов
Сн1, Сн2	- нормальная концентрация растворов

Задача 1. В какой массе эфира надо растворить 3,04г анилина C6H5NH2 , чтобы получить раствор, моляльность которого 0,3 моль/кг?

Решение.

Моляльная концентрация раствора Сm (моль/кг) показывает количество растворенного вещества, находящегося в 1кг растворителя:

Сm (в-ва) = n(в-ва) / m(р-ля),

Где n(в-ва) – количество растворенного вещества, моль; m- масса растворителя, кг.

Масса растворителя (эфира) рассчитывается по формуле:

m(р-ля) = n(C6H5NH2) / Сm (C6H5NH2); n(C6H5NH2)= m(C6H5NH2) / M(C6H5NH2); M(C6H5NH2)= 93 г/моль.

Тогда m(эфира) = 3,04г / (93 г/моль· 0,3 моль/кг) = 0,109 кг

Ответ: m(эфира) = 0,109 кг.