Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
химия.rtf
Скачиваний:
26
Добавлен:
06.02.2016
Размер:
808.33 Кб
Скачать

Міністерство аграрної політики та продовольства України

Дніпропетровський державний аграрно-економічний університет

Кафедра хімії

Рефератна тему: «Властивості розчинів сильних електролітів.Поняття про активність йонів.»

Підготувала: студентка групи СПГ-1-13 Прокопович А. Е. Перевірив: доцент кафедри

Голобородько К.К.

Днепропетровськ,2014р.

Зміст:

1. Поняття про розчин. Способи вираження концентрації розчинів.2. Колігативні властивості розчинів.3. Властивості розчинів електролітів.4. Механізм виникнення електродного потенціалу.

 5. Класифікація електродів і гальванічних елементів.6. Активнысть йоныв. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Поняття про розчин. Способи вираження концентрації розчинів.

Розчини — одна з найбільш поширених систем, що зустрічаються в природі. Повітря, водоймища, гірські породи — це газові, рідкі та тверді розчини.

Усі фізіологічні рідини в організмі людини, тварин, рослин є розчинами. Майже всі лікарські засоби чинять лікувальну дію на організм у розчиненому стані. Синтез і виробництво основної маси ліків здійснюється у розчинах. Розчини використовують майже в кожному технологічному процесі. Більшість продуктів харчування людини — розчини. Прогрес біології, медицини, фармації в значній мірі пов'язаний з розвитком учення про розчини.

Розчином називають дво- або багатокомпонентну гомогенну систему, склад якої може безперервно змінюватися у межах, визначених розчинністю.

Розчин може бути твердим, рідким або газоподібним. Найбільше практичне значення мають рідкі розчини, особливо водні. Один з компонентів розчину називають розчинником, інші — розчиненими речовинами. Звичайно розчинником вважають компонент, який міститься в надлишку порівняно з іншими компонентами. Якщо один з компонентів рідина, то саме його називають розчинником.

Основні параметри стану розчину — температура, тиск і концентрація. Концентрація може бути виражена різними способами:

1. Молярна концентрація сі (моль/л або моль/м3) — кількість розчиненої речовини в 1 л або 1 м3 розчину. Часто використовують скорочену форму запису М = моль/л, наприклад. 1 М КС1 — одномолярний (1 моль/л) розчин хлориду калію.

2. Моляльність mі (моль/кг) — кількість розчиненої речовини в 1 кг розчинника.

3. Молярна частка розчиненої речовини хі — відношення кількості цієї речовини nі до сумарної кількості всіх речовин, що входять до складу розчину, включаючи розчинник:

. Завжди 

4. Масова частка розчиненої речовини ωі, — відношення маси

розчиненої речовини т, до маси розчину mp:

ωі =

Фізична теорія розчинів (Вант-Гофф, Арреніус, Оствальд) розглядає розчини як системи, утворені внаслідок розподілу частинок розчиненої речовини в об'ємі розчину.

Хімічна теорія (Д. І. Менделєєв, 1. А. Каблуков, М. С. Курнаков) розчинення представлена як хімічний процес, а розчини — як нестійкі хімічні сполуки, що перебувають у стані часткової дисоціації.

Сучасна теорія розчинів об'єднує фізичну і хімічну теорії, однак єдиної кількісної теорії, що давала б можливість визначати властивості розчину за властивостями компонентів і складом розчину, ще не існує. Це дуже складна проблема молекулярної фізики та вчення про хімічний зв'язок.

 

2.Колігативні властивості розчинів.

Важливою властивістю рідини є тиск її насиченої пари. Для чистої рідини тиск насиченої пари залежить тільки від температури, для розчинів — від температури і концентрації. Розчиняючи речовину в даному розчиннику, ми зменшуємо число молекул розчинника в одиниці об'єму, отже, зменшується число молекул, що вилітають в одиницю часу з рідкої фази в пароподібну. В результаті рівновага між рідиною і парою встановиться при меншій концентрації пари, тобто при меншому її тиску. Таким чином, тиск насиченої пари розчНика над розчином завжди менший, ніж над чистим розчинником.

  У 1886 р. Ф. Рауль встановив, що:

для розбавлених розчинів тиск насиченої пари розчинника над розчином р1 пропорційний його молярній частці х1 в -розчині:

                                         

де  — тиск насиченої пари чистого розчинника при тій же температурі. Це рівняння є математичним виразом закону Рауля. Враховуючи, що х1=1 – х2, де х2 — молярна частка розчиненої речовини, одержимо:

                                                  

Різниця  називається зниженням тиску насиченої пари, а відношення  — відносним зниженням тиску насиченої пари. Таким чином:відносне зниження тиску насиченої пари розчинника над розчином дорівнює молярній частці розчиненої речовини.

Це — друга форма закону Рауля. Розчини, які підпорядковуються закону Рауля, називаються ідеальними. Ідеальні розчини — це межа, до якої прямують всі розчини при розбавленні.

Відносне зниження тиску насиченої пари розчинника над розчином не залежить від природи розчиненої речовини, а визначається тільки числом частинок у розчині. Такі властивості розчинів називаються колігативними. До колігативних властивостей належать також підвищення температури кипіння та зниження температури замерзання розчину, осмотичний тиск.

Температура кипіння розчину нелеткої речовини завжди вища, ніж температура кипіння розчинника. Рідина кипить при тій температурі, при якій тиск насиченої пари її дорівнює зовнішньому тиску.  Отже з цього випливає, що температури кипіння розчинів вищі, ніж температура кипіння розчинника. Різниця між температурами кипіння розчину і розчинника називається підвищенням температури ΔTкип = Т – Т0. Цю величину для ідеальних розчинів можна обчислити теоретично, виходячи із закону Рауля.

Величина        називається ебуліоскопічною сталою розчинника, або молярним підвищенням температури кипіння. Рівняння набуває вигляду: ΔТкип.= Е . m                                                                   

Величина Е чисельно дорівнює ΔТкип при m = 1, якщо розчин при цій концентрації має властивості ідеального.

Метод дослідження властивостей розчинів, оснований на визначенні температури їх кипіння, називається ебуліоскопією.

Зменшення тиску насиченої пари над розчином приводить до зниження температури його замерзання.  Різницю температур замерзання чистого розчинника і розчину Т0'—Т' називають зниженням температури замерзання розчину ΔТз.

Скориставшись рівнянням Клапейрона—Клаузіуса і законом

Рауля, можна показати (як і у випадку ΔТкип), що

,                                              

lпл  питома теплота плавлення твердого розчинника, m – моляльність розчину. Коефіцієнт пропорційності   називають кріоскопічною сталою розчинникаабо молярним зниженням температури замерзання. Отже, ΔТз = K . m                                                              

Кріоскопічна стала чисельно дорівнює зниженню температури замерзання в одномоляльному розчині з властивостями ідеального.

Метод вивчення властивостей розчинів оснований на вимірюванні температури їх замерзання, був розроблений Бекманом і одержав назву кріоскопії.

Уявимо собі, що розчин будь-якої речовини певної концентрації міститься в посудині, зануреній в іншу посудину з розчином тієї ж речовини меншої концентрації. Дно внутрішньої посудини виготовлене з напівпроникної мембрани, яка пропускає молекули розчинника і не пропускає молекул розчиненої речовини. В цьому випадку процес вирівнювання концентрацій відбувається за рахунок переходу молекул розчинника із зовнішньої посудини до внутрішньої. Такий процес однобічної дифузії через напівпроникну мембрану називають осмосом. Треба відзначити, що молекули розчинника можуть переходити через мембрану в обох напрямках, але швидкість процесу дифузії розчинника у більш концентрований розчин перевищує швидкість протилежного процесу.

Дном внутрішньої посудини з трубкою (осмотичної комірки) є напівпроникна мембрана. В зовнішню посудину наливають розчинник, у внутрішню — розчин. В результаті переходу розчинника із зовнішньої посудини до внутрішньої рівень рідини у трубці поступово збільшується.

Це триває доти, поки під впливом гідростатичного тиску стовпа рідини висотою h на розчин в осмотичній комірці швидкість дифузії розчинника в обох протилежних напрямках не зрівняється. Після цього рівень розчину у трубці більше не підвищується, отже, встановлюється рівновага. Тиск, який треба прикласти у процесі осмосу до розчину в осмотичній комірці, щоб досягти рівноваги, називається осмотичним тиском.

Я. Вант-Гофф знайшов, що осмотичний тиск розбавлених розчинів підлягає законам ідеального газу. Закон Вант-Гоффа—Пфефера формулюється таким чином: осмотичний тиск розчину дорівнює тому тиску, який мала б розчинена речовина, якби вона при даній температурі була в газоподібному стані і займала б такий же об'єм, який займає розчин.

Для розрахунку осмотичного тиску застосовують рівняння стану ідеального газу      , враховуючи, що : ,                      

де с — молярна концентрація розчину.

Явище осмосу відіграє велику роль у життєдіяльності організмів. Внутрішньоклітинний тиск зумовлює тургор клітин, тобто міцність і пружність тканин. Кров, лімфа та інші тканеві рідини організму людини мають осмотичний тиск приблизно 8 . 105 Па. Такий же осмотичний тиск має 0,9 % розчин хлориду натрію, який називається фізіологічним. Розчини, що мають однакові осмотичні тиски, називають ізотонічними або ізоосмотичними. Ізотонічність — це одна з вимог, що ставляться до очних крапель, інфузійних розчинів. В більш розбавлених розчинах [гіпотонічних) клітини набрякають і лопаються (явище лізису). Наприклад, еритроцити, поміщені в гіпотонічний розчин, руйнуються і забарвлюють його в червоний колір (гемоліз). В концентрованих розчинах (гіпертонічних) клітини зморщуються (явище плазмолізу).

Локальні зміни осмотичного тиску тканевих рідин можуть бути досить великими. Наприклад, при запаленні відбувається розпад білків, що призводить до збільшення кількості частинок у осередку запалення і значно підвищує в ньому осмотичний тиск.

Інколи в медичній практиці застосовують гіпертонічні розчини. Наприклад, при глаукомі гіпертонічний розчин, введений у вену, «відтягує» надлишок вологи з передньої камери ока. У хірургії застосовують гіпертонічні пов'язки — марлю, змочену в гіпертонічному розчині NаСІ. Їх вводять у рани, при цьому ранева рідина рухається назовні по марлі і рана очищується від мікроорганізмів, гною тощо.