5

5 БХ-1

Растворы

1. Растворы и их классификация (самостоятельно)

2. механизм процесса растворения

3. способы выражения концентрации раствора (самостоятельно)

4. Растворимость газов в жидкостях

5. Взаимная растворимость жидкостей

6. Растворимость твердых веществ в жидкостях

2. Механизм процесса растворения

Процесс растворения нельзя рассматривать как простое механическое распределение одного вещества в другом. При растворении происходит физико-химические взаимодействия растворенного вещества с молекулами растворителя.

Процесс растворения часто сопровождается поглощением или выделением тепла. Это свидетельствует о том, что частицы растворенного вещества образуют с молекулами растворителя химические соединения. Эти соединения называют сольватами, а процесс их образования сольватацией. В случае когда растворитель Н₂О гидратами и гидратацией.

Как уже говорилось процесс растворения является сложным физико-химическим процессом, в котором проявляется взаимодействия между частицами различной химической природы.

На процессе растворения оказывают большое влияние полярность молекул растворителя и растворенного вещества.

Полярность растворителя характеризуется его диэлектрической постоянной , чем более полярен растворитель тем выше .

Процесс растворения заключается в следующем (рис.1, 2 СЛ. 1, 2):

Рис. 1. Растворение веществ с ионной связью в воде.

Рис. 2. Растворение веществ с ковалентной связью в воде.

Процесс растворения заключается в следующем (рис.1): полярные молекулы растворителя своими отрицательными полюсами подходят к положительным атомам кристаллической решетки, а положительные к отрицательным. И образуя таким образом сольватная связь оказывается более прочной чем ионная в кристалле. В результате теплового движения она полностью рвется и происходит полная сольватация тех частиц, которые оказываются в глубине раствора.

Следует отметить, что процесс гидратации сопровождается выделением тепла, называемый тепловой сольватации (гидратации).

4. Сл. 3(0) Растворимость газов в жидкостях

Газы при соприкосновении с жидкостью способны растворяться в ней. Растворимость газов зависит от их природы, характера жидкости, а также от температуры и давления. Например, растворимость азота 0,017 объема в одном объеме воды, а аммиака 748,80.

Высокая растворимость аммиака объясняется их химическим взаимодействием с водой или диссоциацией на ионы. Растворимость одних и тех же газов в различных растворителях разная.

Газы, молекулы которых неполярные, растворяются, как правило, лучше в неполярных растворителях. И, наоборот, в полярных растворителях лучше растворяются газы, молекулы которых полярные. растворимость аммиака выше всего в воде как в сильно полярной жидкости, в толуоле же, как в неполярном растворителё, растворимость его ничтожна.

На растворимость газов большое влияние оказывают давление и температура. Зависимость растворимости газов от давления выражает СЛ. 3(1) законом Генри: растворимость данного газа в жидкости прямо пропорциональна его давлению над жидкостью.

C=KP

где С — нонцентрация газа в жидкости, Р — давление газа над раствором, К — коэффициент пропорциональности, зависящий от природы газа.

Из закона Генри вытекают следующие важные следствия:

(2) 1. Поскольку давление газа Р пропорционально концентрации его в газовой фазе, то:

С_ж=С_гК или С_ж/С_г=К

Иными словами, отношение концентрации газа, растворенного в жидкости, к концентрации его над раствором при постоянной температуре есть величина постоянная.

(3)2. Объем растворенного газа не зависит от внешнего давления, поскольку при увеличении давления в одинаковое число раз, возрастает как концентрация растворенного газа, так и концентрация газа над раствором.

Таким образом, растворимость газа в жидкости прямо пропорциональна его парциальному давлению. Понижение парциального давления приводит к уменьшению растворимости газа.

Закон Генри справедлив только для разбавленных растворов и при малых давлениях, т. е. когда газы подчиняются законам идеальных газов.

Газы, вступающие во взаимодействии при растворении во взаимодействие с растворителем (НС1, NН₃ и др.), закону Генри не подчиняются. При растворении смеси газов каждый йз них растворятся в количестве, пропорциональном его парциальному давлению.

Растворимость газов в сильной степени зависит от температуры. Количественная зависимость между растворимостью газа и температурой определяется СЛ. СЛ.4(1) уравнением Клайперона – Клаузиуса:

где N₁ и N₂ – растворимости при температурах Т₁ и Т₂,  – теплота, выделяёмая при растворении одного моля газа, R – универсальная газовая постоянная.

Растворимость газов зависит и от наличия посторонних электролитов в растворе, Присутствие электролитов снижает растворимость газов в жидкостях. Зависимость растворимости газов от присутствия электролитов впервые была установлена СЛ. 4(2) И. М. Сеченовым:

N₀/N=KC

Где N₀ и N — растворимость газа соответственно в чистой воде и в растворе соли, К – коэффициент зависящий от природы газа, электролита и температуры, С – концентрация электролита.