Типы жидких растворов. Растворимость - раздел Химия, По дисциплине Химия КУРС ЛЕКЦИЙ Способность К Образованию Жидких Растворов Выражена В Различной Степени У Раз...
Способность к образованию жидких растворов выражена в различной степени у различных индивидуальных веществ. Одни вещества способны растворяться неограниченно (вода и спирт), другие – лишь в ограниченных количествах (поваренная соль в воде).
Процесс растворения – самопроизвольный процесс, идущий с убылью свободной энергии. Жидкие растворы можно разделить на: растворы газов в жидкостях; растворы жидкостей в жидкостях; растворы твердых тел в жидкостях. Рассмотрим каждый тип жидких растворов.
Растворы газов в жидкостях.Газы при соприкосновении с жидкостями способны растворяться в ней. Растворимость газов зависит от их природы, характера жидкости, посторонних примесей, а также от давления и температуры. Растворимость одних и тех же газов в различных растворителях разная. Газы, молекулы которых неполярны, растворяются, как правило, лучше в неполярных растворителях. И, наоборот, в полярных растворителях лучше растворяются газы, молекулы которых полярны. Например, растворимость аммиака выше всего в воде, как в сильно полярной жидкости (87,6 г в 100 г H2O), толуоле же, как в неполярном растворителе, растворимость его ничтожна (0,048 г в 100 г толуола).
Посторонние электролиты, содержащиеся в воде, как правило, уменьшают растворимость газов; неэлектролиты, склонные к дегидратации, понижают растворимость газов в воде, а не склонные к дегидратации незначительно повышают растворимость газов в воде.
Зависимость растворимости газов от давления выражается законом Генри (1803): растворимость данного газа в жидкости при постоянной температуре прямо пропорциональна его давлению над жидкостью:
C = KP, (7.19)
где С – концентрация газа в жидкости; P – давление газа над раствором; K – коэффициент пропорциональности, зависящий от природы газа.
Растворимость газов в сильной степени зависит от температуры. Согласно принципу Ле-Шателье, который применим для равновесных систем, растворимость газов будет уменьшаться с нагреванием и увеличиваться при охлаждении.
Закон Генри справедлив только для разбавленных растворов и при малых давлениях, т.е. когда газы подчиняются законам идеальных газов. Газы, выступающие во взаимодействии с растворителем (HCl, NH3, SO2 и др.), закону Генри не подчиняются.
Растворы жидкостей в жидкостях. В зависимости от природы жидкости могут смешиваться друг с другом в различных соотношениях:
1) смешиваются друг с другом в любых соотношениях с образованием совершенно однородного раствора (вода и глицерин, вода и этиловый спирт). При взаимном растворении жидкостей силы притяжения между молекулами различных жидкостей одинаковы с силами притяжения между молекулами одной и той же жидкости. Для подобных растворов сохраняются общие свойства растворов и выполняются законы Рауля и Вант-Гоффа;
2) обладают ограниченной растворимостью друг в друге (вода и анилин, вода и эфир). Причем растворимость зависит от природы смешиваемых жидкостей, температуры, концентрации. В зависимости от концентрации могут образовываться три фазы: насыщенный раствор первой жидкости во второй; насыщенный раствор второй жидкости в первой и двухслойная система. Второй вариант наблюдается в том случае, когда силы сцепления между разнородными молекулами значительно меньше сил сцепления между однородными молекулами, т.е. когда положительные отклонения парциальных давлений пара раствора от закона Рауля велики и превосходят некоторую предельную величину;
3) практически не растворимы друг в друге (вода и бензол, вода и ртуть).
Если в систему, состоящую из двух взаимно нерастворимых жидкостей, ввести третье вещество, которое растворимо в обеих жидкостях, то оно распределится между ними. При этом выполняется закон распределения Нернста-Шилова (1890): при постоянной температуре соотношение равновесных концентраций между несмешивающимися жидкостями (фазами) является величиной постоянной, независимой от общего количества компонентов:
Kрас = CА/СВ, (7.20)
где Крас – коэффициент распределения (зависит от природы растворителей и растворяемого вещества, температуры); CА и СВ – молярные концентрации вещества в жидкостях (фазах) А и В.
Закон распределения находится в основе методов экстракции (извлечения), в котором извлекается один из компонентов смесей (растворов) с помощью растворителя, не смешивающегося с раствором. Применяют, например, при очистке сточных вод, в распределительной хроматографии и т. д.
Растворы твердых тел в жидкостях. Растворимость твердых веществ также определяется природой растворителя и растворенного вещества и зависит от температуры. В отличие от растворимости газов, растворимость твердых тел сравнительно мало изменяется с давлением.
Растворимостью (S)данного вещества называется количество его, выраженное в граммах, насыщающее 100 г растворителя. К хорошо растворимым относят вещества, растворяющиеся более 1 г в 100 г воды; к малорастворимым относят соединения, растворяющиеся от 0,001 до 1 г в 100 г воды; к нерастворимым относят соединения, растворяющиеся менее 0,001 г в 100 г воды.
При растворении могут образоваться растворы:
1) ненасыщенные – это растворы, которые содержат растворяемое вещество в меньшем количестве, чем допустимо растворимостью;
2) насыщенные– растворы, содержащие максимальное количество вещества, допустимое растворимостью при данной температуре;
3) пересыщенные– это растворы, содержащие растворяемое вещество в большем количестве, чем насыщенные.
Пересыщенные растворы метастабильны, т. е. неустойчивы. Их получают путем охлаждения растворов близких к насыщению и применяют для перекристаллизации веществ при их очистке от примесей или выращивании кристаллов. В первом случае охлаждение проводят достаточно быстро, а во втором – медленно.
При растворении твердых веществ могут образовываться как растворы неэлектролитов, так и растворы электролитов. К ним применимы общие свойства растворов.
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Типы жидких растворов. Растворимость
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Воронеж 2011
Лекция № 1 (2ч)
Введение
Вопросы:
1. Предмет химии. Значение химии в изучении природы и развитии техники.
2. Осно
Основные количественные законы химии
К основным количественным законам химии относятся:закон постоянства состава, закон кратных отношений и закон эквивалентов. Эти законы были открыты в конце XIII – начале XIX веков, и
Современная модель строения атома
В основе современной теории строения атома лежат работы Дж. Томсона (который в 1897 г. открыл электрон, а в 1904 г. предложил модель строения атома, согласно которой атом – это заряженная сфера с в
Орбитальное квантовое число 0 1 2 3 4
Каждому значению l соответствует орбиталь особой формы, например s-орбиталь имеет сферическую форму, р-орбиталь – гантель.
В одной и той же оболочке энергия подуровней возрастает в ряду E
Строение многоэлектронных атомов
Подобно любой системе, атомы стремятся к минимуму энергии. Это достигается при определенном состоянии электронов, т.e. при определенном распределении электронов по орбиталям. Запись
Периодические свойства элементов
Так как электронное строение элементов изменяется периодически, то, соответственно, периодически изменяются и свойства элементов, определяемые их электронным строением, такие как энергия ионизации,
Периодическая система элементов Д.И.Менделеева
В 1869 г. Д. И. Менделеев сообщил об открытии периодического закона, современная формулировка которого следующая: свойство элементов, а также формы и свойства их соединений
Общая характеристика химической связи
Учение о строении вещества объясняет причины многообразия структуры веществ в различных агрегатных состояниях. Современные физические и физико-химические методы позволяют экспериментально определят
Типы химической связи
К основным типам химической связи относят ковалентную (полярную и неполярную), ионную и металлическую связи.
Ковалентной связью называют химическую связь, образованную
Типы межмолекулярных взаимодействий
Связи, при образовании которых перестройка электронных оболочек не происходит, называются взаимодействием между молекулами. К основным видам взаимодействия молекул следует о
Пространственная структура молекул
Пространственная структура молекул зависит от пространственной направленности перекрывания электронных облаков числом атомов в молекуле и числом электронных пар связей за счет непод
Общая характеристика агрегатного состояния вещества
Почти все известные вещества в зависимости от условий находятся в газообразном, жидком, твердом или плазменном состоянии. Это и называется агрегатным состоянием вещества. Аг
Характеристика жидкого состояния вещества
Жидкости по своим свойствам занимают промежуточное положение между газообразными и твердыми телами. Вблизи точки кипения они проявляют сходство с газами: текучи, не имеют определенной формы, аморфн
Общие понятия термодинамики
Термодинамика – наука, изучающая превращения различных форм энергии друг в друга и устанавливающая законы этих превращений. Как самостоятельная дисциплин
Термохимия. Тепловые эффекты химических реакций
Любые химические процессы, а также ряд физических превращений веществ (испарение, конденсация, плавление, полиморфные превращения и др.) всегда сопровождаются изменением запаса внут
Закон Гесса и следствия из него
На основе многочисленных экспериментальных исследований русским академиком Г. И. Гессом был открыт основной закон термохимии (1840 г.) – закон постоянства сумм теплот реа
Принцип работы тепловой машины. КПД системы
Тепловой машинойназывается такое устройство, которое преобразует теплоту в работу. Первая тепловая машина была изобретена в конце XVIII века (паровая). Сейчас существуют дви
Свободная и связанная энергии. Энтропия системы
Известно, что любая форма энергии может полностью преобразовываться в теплоту, но теплота преобразуется в другие виды энергии лишь частично, условно запас внутренней энергии системы
Понятие о химической кинетике
Химической кинетикой называется учение о скорости химических реакций и ее зависимости от различных факторов – природы и концентрации реагирующих веществ, давления,
Теория активизации молекул. Уравнение Аррениуса
Скорость любой химической реакции зависит от числа столкновений реагирующих молекул, так как число столкновения пропорционально концентрациям реагирующих веществ. Однако не все стол
Особенности каталитических реакций. Теории катализа
Скорость химической реакции можно регулировать с помощью катализатора. Вещества, которые участвуют в реакциях и изменяют (чаще всего увеличивают) ее скорость, оставаясь к концу реак
Обратимые и не обратимые реакции. Признаки химического равновесия
Все реакции можно поделить на две группы: обратимые и необратимые. Необратимые реакции сопровождаются выпадением осадка, образованием малодиссоциирующего вещества или выделением газа. Обратимые реа
Константа химического равновесия
Рассмотрим обратимую химическую реакцию общего вида, в которой все вещества находятся в одном агрегатном состоянии, например, жидком:
аA + вB D сC + dD,
где
Правило фаз Гиббса. Диаграмма состояния воды
Качественная характеристика гетерогенных равновесных систем, в которых не происходит химического взаимодействия, а наблюдается лишь переход составных частей системы из одного агрегатного состояния
Правило фаз для воды имеет вид
С = 1+ 2 – Ф = 3 – Ф
если Ф = 1, то С = 2 (система бивариантна)
Ф = 2, то С = 1 (система одновариантна)
Ф = 3, то С = 0 (система безвариантна)
Ф = 4, то С = -1 (
Сольватная (гидратная) теория растворения
Растворами называются гомогенные системы, состоящие из двух или более веществ, состав которых может меняться в довольно широких пределах, допустимых раст
Общие свойства растворов
В конце XIX века Рауль, Вант-Гофф, Аррениус установили весьма важные закономерности, связывающие концентрацию раствора с давлением насыщенного пара растворителя над раствором, темпе
Свойства слабых электролитов
При растворении в воде или других растворителях, состоящих из полярных молекул, электролиты подвергаются диссоциации, т.е. в большей или меньшей степени распадаются на положительно и отрицательно з
Свойства сильных электролитов
Электролиты, практически полностью диссоциирующие в водных растворах, называются сильными электролитами. К сильным электролитам относятся большинство солей, которые уже в кр
Свойства коллоидно-дисперсных систем
Все свойства коллоидно-дисперсных систем можно разделить на три основные группы: молекулярно-кинетические, оптические и электрокинетические.
Рассмотрим молекулярно-кинетические
Особенности обменных процессов
Химические реакции разделяются на обменные и окислительно-восстановительные (Ox-Red). Если в реакции не происходит изменение степени окисления, то такие реакции называются обменными. Они возможны п
Особенности окислительно-восстановительных процессов
При окислительно-восстановительных реакциях происходит изменение степени окисления вещества. Реакции можно разделить на те, которые проходят в одном реакционном объеме (например, в
Понятие об электродном потенциале
Рассмотрим процессы, протекающие в гальванических элементов, т. е. процессы превращения химической энергии в электрическую.
Гальваническим элементомназывают электрохим
Гальванический элемент Даниэля-Якоби
Рассмотрим систему, в которой два электрода находятся в растворах собственных ионов, например, гальванический элемент Даниэля-Якоби. Он состоит из двух полуэлементов: из цинковой пластины, погружен
Электродвижущая сила гальванического элемента
Максимальная разность потенциалов электродов, которая может быть получена при работе гальванического элемента, называется электродвижущей силой (ЭДС) элемента.
Поляризация и перенапряжение
При самопроизвольных процессах устанавливается равновесный потенциал электродов. При прохождении электрического тока потенциал электродов изменяется. Изменение потенциала электрода
Электролиз. Законы Фарадея
Электролизом называют процессы, протекающие на электродах под действием электрического тока, подаваемого от внешнего источника тока через электролиты.
При элект
Коррозия металлов
Коррозия – это разрушение металла в результате его физико-химического взаимодействия с окружающей средой. Это процесс самопроизвольный, идущий с уменьшением энергии Гиббса сист
Методы получения полимеров
Полимеры – высокомолекулярные соединения, которые характеризуются молекулярной массой от нескольких тысяч до многих миллионов. Молекулы полимеров, называ
Строение полимеров
Макромолекулы полимеров могут быть линейными, разветвленными и сетчатыми.
Линейные полимеры – это полимеры, которые построены из длинных цепей одномерных элементов, т.
Свойства полимеров
Свойства полимеров условно можно разделить на химические и физические. И те, и другие свойства связаны с особенностями строения полимеров, способом их получения, природой вводимых в
Применение полимеров
На основе полимеров получают волокна, пленки, резины, лаки, клеи, пластмассы и композиционные материалы (композиты).
Волокна получают путем продавливания растворов или
Инструментальные методы анализа
В последние годы все более широкое применение получают инструментальные метода анализа, обладающие многими достоинствами: быстротой, высокой чувствительностью, возможностью одновременного определен
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов