Тема 4. Рідкі розчини. Способи виразу концентрації розчинів. Розчини електролітів та гідроліз солей.

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 19Следующая ⇒

Розчином називається гомогенна система, що складається з двох або більше компонентів. Усякий істиний розчин включає розчинену речовину і розчинник, що рівномірно розподілені між собою у вигляді молекул або іонів з розміром часток 10^-7 – 10^-8м. Розподіл компонентів розчину на розчинену речовину і розчинник умовно. Звичайно розчинником вважають той компонент, що у чистому вигляді знаходиться в тому агрегатному стані, що і розчин. Якщо ж агрегатні стани компонентів однакові, то розчинником вважається той компонент, що знаходиться в більшій кількості. В залежності від агрегатного стану розчини поділяються на газоподібні, рідкі і тверді, причому такий розподіл не залежить від агрегатного стану всіх компонентів розчину, а визначається агрегатним станом розчинника.

Наприклад, розчини газу в рідині і твердої речовини в рідині відносяться до рідких розчинів.

Дуже важлива залежність кількісного співвідношення між розчиненою речовиною і розчинником, що визначається концентрацією розчину. Розчини з великою концентрацією розчиненої речовини називаються концентрованими, а з малою – розведеними.

Коли розчин знаходиться в динамічній рівновазі з одним із компонентів розчину, він називається насиченим, а його концентрація відповідає розчинності цього компоненту.

Найчастіше під розчинністю мають на увазі масу розчиненої речовини в 100 г розчинника в насиченому розчині. Рідше розчинність виражають масовою часткою розчиненої речовини в розчині або молярною концентрацією.

Розчинення більшості твердих тіл супроводжується поглинанням теплоти (енергія, витрачена на руйнування кристалічних ґраток, більша за значенням, ніж виділяється при утворенні сольватів), тому при підвищенні температури розчинність зростає.

Об’єм системи при розчиненні твердих речовин змінюється незначно, тому розчинність практично не залежить від тиску.

Підвищення температури збільшує взаємну розчинність у системі рідина-рідина, а тиск помітно на неї не впливає.

Розчинення газів у воді – екзотермічний процес, тому підвищення температури знижує розчинність газу. При розчиненні газу в рідині об’єм системи зменшується, отже, підвищення тиску збільшує розчинність газу.

Оскільки насиченими розчинами користуються рідко, характеризувати концентрацію розчину величиною розчинності незручно. У зв'язку з цим для кількісної характеристики розчинів застосовують інші способи вираження концентрації.

1. Масова частка w — показує, скільки грамів розчиненої речовини знаходится в 100 г розчину.Виражається у процентах або долях одиниці.

w Дорівнює відношенню маси розчиненої речовини до маси розчину.

Наприклад, w(NaCl) = 5% означає, что 5 г натрій хлориду разчинено в 95 г води (в 100 г розчину).

2. Моляльна концентрація – число молів розчиненої речовини в 1000г розчинника.

де m(Х), m_р-ка – маси розчиненої речовини Х і розчинника в г.

3. Молярна концентрація С(Х) – відношення кількості розчиненої речовини у молях n(Х), що міститься у розчині, до об’єму (V) розчину, тобто

або

де С(Х) – молярна концентрація частинок Х; n(Х) –кількість речовини частинок Х, що міститься у розчині; V – об’єм розчину, m(Х) – маса речовини Х, М(Х) – молярна маса речовини. Основною одиницею вимірювання є моль/дм³. Приклади запису молярної концентрації: С(НСI) = 1 моль/дм³, С(Н⁺) = 1·10^-5 моль/дм³.

Розчин, у 1 дм³ (літрі) міститься 1 моль розчиненої речовини, називають молярним. Якщо у 1 дм³ (літрі) розчину міститься 0,1 моль розчиненої речовини, то він називається децимолярним, 0,01 моль – сантимолярним, 0,001 – мілімолярним. Молярна концентрація після чисельного значення звичайно позначається літерою М. Наприклад, 1М NaOH – молярний розчин натрій гідроксиду, 1 дм³ такого розчину містить 1 моль речовини або 40г/моль = 40 г NaOH.

4 Молярна концентрація еквівалента С(¹/ _Z Х) – відношення кількості розчиненої речовини еквівалента n(¹/_ZХ) у розчині до об’єму V розчину, одиниця вимірювання – моль/дм³.

де: С( X ) - молярна концентрація еквівалента;

n( Х) – кількість речовини еквівалента;

V- об’єм розчину, дм³.

Розчин, в 1 дм³якого міститься 1 моль еквівалента розчиненої речовини, називають нормальним. Після чисельного значення звичайно застосовують скорочення н. Наприклад, 1н.H₂SO₄. Молярна маса еквівалента кислоти, основи, солі не є постійною речовиною і залежить від реакції, в якій приймає участь кислота, основа, сіль.

5. Титр – це число грамів розчиненої речовини А, що міститься в 1 см³ (мл) розчину:

або

де Т_А – титр; m – число грамів речовини А; V – об’єм розчину (см³).

При виконанні експериментальних робіт часто приходиться розраховувати концентрацію розчину, що утвориться при розведенні, концентруванні або змішуванні двох розчинів. У цьому випадку зручно використовувати правило змішування:

С₁ (С₃-С₂) де С₁ и С₂ – концентрації вихідних

С₃розчинів, С₃-концентрація кінцевого,

С₂ (С₁-С₃) С₁>C₃, a C₃>C₂.

Для масових способів вираження концентрації знаходимо:

, для об'ємних: .

У випадку розведення розчину розчинником - С₂ приймається рівним нулеві.

При розв’язанні конкретних задач дуже часто приходиться переводити одні концентрації в інші. Для такого переведення можна скористатися комбінуванням загальних формул, що найчастіше викликає ускладнення через застосування в них різних одиниць маси, об'єму та інших. Тому можна скористатися наступним прийомом, наприклад, при перекладі мас.% у молярну концентрацію.

За визначенням, масовий відсоток – це маса розчиненої речовини в 100 г розчину:

Розчин Розчинена речовина Розчинник

100 (г) m₁= w₂(г) (100-w) г

За визначенням, молярна концентрація – це число молей розчиненої речовини в 1дм³ розчину:

Розчин Розчинена речовина Розчинник

1000 (мл) n = C_M (моль) --

Для того, щоб одержати формулу перерахування, необхідно перейти до однакових одиниць виміру величин. Маса розчину дорівнює 1000×r (г), r - густина розчину – відношення маси розчину до його об'єму, а маса розчиненої речовини дорівнює С_М×М (г). Після цього можна записати:

Розчин Розчинена речовина Розчинник

100 (г) w (г) (100-w), г

1000×r (г) С_М×М (г) --

Складається рівняння: 100×С_М×М =1000×r×w,

звідки .

При перерахуваннях, зв'язаних з моляльною концентрацією, заповнюється стовпчик для розчинника.

Електролітична дисоціація. Електролітична дисоціація води.

Залежно від типу хімічного зв'язку між атомами у речовинах, їхні розчини і розплави можуть проводити або не проводити електричний струм.

Речовини, розчини і розплави яких проводять елек тричний струм, називаються електролітами.

До електролітів належать солі, основи, кислоти, кристалічні ґратки яких побудовані з іонів. Речовини з ковалентним типом зв'язку між атомами не є електролітами.

У результаті дисоціації утворюються не іони, а сполучення іонів з молекулами розчинника (гідратовані іони). Наприклад, іон Гідрогену завжди зв'язаний у розчині з однією молекулою води, утворюючи іон гідроксонію Н₃О⁺. Але в рівняннях електролітичної дисоціації для спрощення здебільшого пишуть тільки формули іонів.

Молекули води полярні. Кожний іон електроліту притягує до себе молекули води, які оточують його оболонкою і таким чином відтягують іони один від одного; зв'язок між ними при цьому настільки послаблюється, що вони починають поводити себе як самостійні частинки. Отже,

електролітична дисоціація — це розпад молекул елект роліту на іони під впливом молекул полярного розчин ника.

Кількісною характеристикою електролітичної дисоціації є ступінь дисоціації (α).

Дата добавления: 2018-09-20; просмотров: 306; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!