30. Растворы. Коэффициент растворимости. Способы выражения концентрации растворов.

Коэффициент растворимости — это отношение массы вещества, образующего насыщенный при данной температуре раствор, к объёму растворителя.

1.Массовая доля (%) – это отношение массы растворенного веществаmк общей массе раствора. Для бинарного раствора, состоящего из растворённого вещества и растворителя:

2.Молярная концентрация или молярность [моль/л]– это количество молей растворённого вещества в одном литре раствора V:

3.Моляльная концентрация [моль/кг] (моляльность) раствора С(x)показывает количество молей n растворенного вещества в 1 кг растворителя m:

где:

n– количество растворенного вещества, моль;

m_р-ля– масса растворителя, кг.

4.Титр [г/мл] – содержание вещества в граммах в 1 мл раствора:

5.Мольная доля растворённого вещества – безразмерная величина, равная отношению количества растворенного вещества n к общему количеству веществ в растворе:

6.Нормальная концентрация растворов (нормальность или молярная концентрация эквивалента) [моль-экв/л] – число грамм-эквивалентов данного вещества в одном литре раствора.

Эквивалент– это условная единица, равноценная одному иону водорода в кислотоно-основных реакциях или одному электрону в окислительно – восстановительных реакциях.

где:

С_Н– нормальная концентрация, моль-экв/л;

Z– число эквивалентности;

V_р-ра– объём раствора, л.

31. Свойства растворов не электролитов. От чего зависят коллигативные свойства? Первый закон Рауля. Второй закон Рауля. Явление осмоса. Осмотическое давление.

-По свойствам приближаются к идеальным, поведение которых подобно поведение смеси газов; -их свойства пропорциональны концентрациям компонентов, они аддитивны (обусловлены коллективом частиц) Коллигативные свойства – это свойства растворов, зависящие от числа частиц растворенного вещества

• Давление пара растворителя над раствором

• Температура кипения

• Температура замерзания

• Осмотическое давление

Первый закон Рауля заключается в следующем: Давление пара раствора, содержащего нелетучее растворенное вещество, прямо пропорционально мольной доле растворителя в данном растворе:

p = p₀ · N

N= n_в-ва/(n_в-ва + n_р-ра),  где

p — давление пара над раствором, Па;

p₀ — давление пара над чистым растворителем, Па;

Второй закон Рауля определяет  зависимость температуры кристаллизации и кипения раствора от концентрации растворенного вещества: Повышение температуры кипения и понижение температуры кристаллизации разбавленных идеальных растворов пропорциональны моляльной концентрации растворенного вещества.                         Δt_кип = К_кип·С_m,                      Δt_кp = К_кр·С_m.

Здесь С_m -моляльная концентрация раствора (моль/кг); К_кип - эбуллиоскопическая константа или константа кипения растворителя;  К_кр - криоскопическая  константа или константа кристаллизации растворителя.

Явление, связанное со способностью проходить через мембрану, в частности, только молекул растворителя, называется осмосом, а вызываемое им изменение давления по обе стороны мембраны – осмотическим давлением. Явление осмоса чрезвычайно разнообразно и во многом определяется природой мембраны и компонентов раствора

По Вант-Гоффу осмотическое давление раствора численно равно тому газовому давлению, которое имело бы растворенное вещество, будучи переведенным в газообразное состояние в том же объеме и при той же температуре. Поскольку объем (разбавление) обратно пропорционален концентрации, то закон Вант-Гоффа можно записать в виде 

P=(m/MV)*RT

P_осм.=C_mRT

Так как объем одного моля газообразного вещества при нормальных условиях равен 22,4 литра, то осмотическое давление раствора, содержащего 1 моль вещества, равно 22,4 атм.

Измерение осмотического давления раствора используется для определения молекулярных масс даже разбавленных растворов, что позволяет оценивать молекулярные массы растворимых высокомолекулярных соединений, в частности, биополимеров. Заменив C (B) в формуле Вант-Гоффа соотношением (m (B) ∙ 1000 / μ (B) ∙ V), получим уравнение, позволяющее вычислять молекулярные массы растворенных веществ: 

m (B) – масса растворенного вещества, V – объем раствора.

Если растворы характеризуются одинаковыми осмотическими давлениями, то по Вант-Гоффу такие растворы называются изотоническими. Независимо от природы растворенного вещества, изотоничность является следствием одинакового числа частиц в растворе.