Классификация растворов природе растворителя

18. Растворы: классификация растворов.

Растворы – это гомогенные смеси двух или нескольких веществ, содержание каждого из компонентов в которых может непрерывно изменяться.

1. Жидкое – растворение двух жидкостей или растворение газа или твердого тела в данной жидкости.
2. Твердый раствор – однородные системы, состоящие из двух и более твердых компонентов.
3. Газообразное (смесь газов) – могут смешиваться при не слишком высоких давлениях в любых соотношениях независимо от своей химической природы.

19. Давление насыщенного пара над раствором, эбулиоскопия, криоскопия, осмос и осмотическое давление.

Давление насыщенного пара над раствором равно произведению его давления над чистым растворителем на его мольную долю. (Закон Рауля). Между жидкостью и ее насыщенным паром существует динамическое равновесие жидкость↔ насыщенный пар, т.е. число молекул жидкости, испаряющихся с поверхности, равно числу конденсирующихся молекул. Этому равновесию соответствует давление насыщенного пара растворителя над чистым растворителем Нижний индекс (1) обозначает то, что свойство относится к растворителю; (2) – к растворенному веществу, а верхний индекс (о) указывает на то, что это свойство вещества в чистом состоянии; в данном случае это свойство чистого растворителя. В 1882 г. французский ученый Рауль сформулировал закон, названный его именем: давление насыщенного пара растворителя над раствором пропорционально молярной доле растворителя: Выражение для молярной массы растворенного вещества Следовательно, измеряя экспериментально давление насыщенного пара растворителя над раствором можно определить молярную массу растворенного вещества. Эбулиоскопия (от лат. ebulio — вскипаю) — метод исследования растворов, основанный на измерении повышения их температуры кипения по сравнению с чистым растворителем. Используется для определения молекулярной массы растворенного вещества, активности растворителя, степени диссоциации (или изотонического коэффициента). Температура кипения жидкости — такая температура, при которой давление пара над жидкостью равно внешнему давлению. В то же время давление пара над раствором нелетучего вещества практически полностью определяется давлением пара растворителя и, в соответствии с законом Рауля, может быть выражено уравнением: где x1 — мольная доля растворителя. Видно, что при повышении концентрации растворенного вещества давление пара над раствором будет снижаться, а следовательно, при неизменном внешнем давлении, будет расти температура кипения. С учетом уравнения Клапейрона — Клаузиуса можно показать[1], что изменение температуры кипения раствора (ΔTboil) может быть рассчитано по формуле: где ΔHboil — энтальпия испарения; M1 — молярная масса растворителя; n2 — моляльная концентрация растворенного вещества. Криоскопия (от греч. κρύο — холод и греч. σκοπέω смотрю) — метод исследования растворов, в основе которого лежит измерение понижения температуры замерзания раствора по сравнению с температурой замерзания чистого растворителя. Был предложен Ф. Раулем в 1882 году. Давление пара над раствором нелетучего вещества практически полностью определяется давлением пара растворителя и может быть выражено уравнением (согласно закону Рауля): где x1 — мольная доля растворителя. Видно, что оно ниже, чем давление пара над чистым растворителем, и снижается с ростом концентрации растворенного вещества. О́смос (от греч. ὄσμος — толчок, давление) — самопроизвольный процесс перехода растворителя через полупроницаемую перегородку (мембрану) из растворителя в раствор или из менее концентрированного раствора в более концентрированный. Осмотическим давлением называется величина, измеряемая минимальным гидравлическим давле–нием, которое нужно приложить к раствору, чтобы осмос прекратился. Законы осмотического давления. Вант-Гофф предложил эмпирическое уравнение для расчета осмотического давления разбавленных раст–воров неэлектролитов: π = С(Х)RT, где π – осмотическое давление, кПа; С(Х) – молярная концентрация, моль/л; R – универсальная газовая постоянная, равная 8,31 кПа – л/(моль – К); Т – абсолютная температура, К. Хотя закон Вант—Гоффа был установлен на основе экспериментальных данных, он может быть выведен из условий термодинамического равновесия при ΔG = 0. Поэтому этот закон следует рассматривать как следст–вие второго начала термодинамики. Выражение в вышеуказанной форме аналогично уравнению Клапейрона—Менделеева для идеальных газов, однако эти уравнения описывают разные про–цессы.

Источник

Растворы. Классификация растворов. Способы выражения концентрации растворов.

Растворы – это однородные (гомогенные) дисперсные системы, состоящие из двух или большего числа компонентов (относительные количества которых могут меняться в широких пределах) и продуктов их взаимодействия.Растворы занимают промежуточное положение между механическими смесями (растворы характеризуются непостоянством своего состава и могут быть разделены на составные части) и химическими соединениями (растворы однородны, устойчивы, образование растворов сопровождается энергетическим эффектом).

В настоящее время установлено, что при растворении молекулы растворяемого вещества связываются с молекулами растворителя, при этом образуются сольваты (если растворитель вода, то образуются гидраты). На разрушение связей между молекулами энергия затрачивается, а при образовании гидрата (сольвата) энергия выделяется; разница между этими энергиями будет наблюдаться в виде теплового эффекта растворения, которая может быть как положительной, так и отрицательной.

Способы выражения концентрации растворов.

1) Массовая доля раствора ω (х). Выражается отношением массы растворенного вещества m(х) к массе раствора.

Является величиной безразмерной или выражается в процентах:

Например, 15%-ный раствор: массовая доля ω (х) = 0,15

2) Молярная концентрация раствора С(х). Выражается отношением количества растворенного вещества n(x) к объему раствора, выраженному в литрах.

Т.к. количество вещества n(x) выражается отношением массы вещества m(x) к его молярной массе M(x), то молярную концентрацию раствора удобно выразить как

Источник

Растворы. Физико-химические основы процесса растворения. Процесс гидратации. Растворимость. Классификация растворов: ненасыщенные, насыщенные, пересыщенные. Диаграмма состояния воды.

Растворы – это гомогенные (однофазные) системы переменного состава, состоящие из двух или более веществ (компонентов). Растворитель — это вещество, находящееся в большом количестве, не меняющее своего агрегатного состояния при добавлении к нему другого вещества. Растворенное вещ. – находится в меньшем количестве, меняет агрегатное состояние при добавлении к растворителю. Концентрация раствора – относительное количество растворенного вещества, содержащегося в единице массы или единице объёма раствора. При растворении имеет место физико-химическое взаимодействие растворяемого вещества с молекулами растворителя, в результате которого разрушается его исходная структура и происходит образование новой структуры, свойственной раствору. При этом различают физическую и химическую стадии растворения вещества, которые протекают одновременно. На физической стадии происходит процесс измельчения растворяемого вещества до отдельных молекул или ионов и их равномерное распределение во всем объеме раствора. Осуществляется она за счет действия молекул растворителя на вещество и протекания процесса диффузии. На химической стадии растворения происходит взаимодействие частиц растворенного вещества(молекул или ионов) с молекулами растворителя и образуются химические соединения. Гидратация — присоединение молекул воды к молекулам или ионам. Гидратация является движущей силой электролитической диссоциации — источником энергии, необходимой для разделения противоположно заряженных ионов. При гидратации молекулы воды не распадаются на ионы. Гидратация обусловлена межмолекулярным взаимодействием по донорно-акцепторному механизму. Гидратация в водных растворах приводит к образованию стойких и нестойких соединений воды с растворенным веществом (гидратов); в органических растворителях образуются аналогичные гидратам сольваты (продукты присоединения растворителя к растворенным веществам). Гидратация обусловливает устойчивость ионов в растворах и затрудняет их ассоциацию (объединение простых молекул или ионов в более сложные, не вызывающее изменения химической природы вещества). Растворимость – способность вещества растворяться в том или ином растворителе. Мерой растворимости вещества при данных условиях служит содержание его в насыщенном растворе. Классификация растворов Раствор называется насыщенным, если в нем находится предельное при данных условиях количество растворенного вещества. Если в растворе содержится больше растворенного вещества, то раствор называется пересыщенным, а если меньше – ненасыщенным. Диаграмма показывает те состояния воды, которые термодинамически устойчивы при определенных значениях температуры и давления. Она состоит из трёх кривых, разграничивающих все возможные температуры и давления на три области, отвечающие льду, жидкости и пару. При температуре выше критической температуры газ невозможно сконденсировать ни при каком давлении. Такое состояние называется сверхкритической жидкостью. Диаграмма состояния воды.

Для продолжения скачивания необходимо пройти капчу:

Источник

«Учение о растворах»

Растворами называются системы, состоящие из одного или нескольких растворенных веществ и продуктов их взаимодействия, относительные количества которых могут меняться в широких пределах.

Согласно современным представлениям, растворение есть результат химического взаимодействия растворителя и растворяемого вещества, при этом между ними образуются молекулярные соединения (гидраты или сольваты). Для разрушения связей между молекулами в кристалле энергия затрачивается, а при образовании сольвата или гидрата – выделяется. Разница между этими энергиями будет наблюдаться в виде теплового эффекта при растворении.

Классификация растворов.

— истинные, размер частиц в которых d

-дисперсные (эмульсии и суспензии)

Особенности истинных растворов:

— В них отсутствует поверхность раздела между составными частями раствора.

— Они обладают одинаковым составом и свойствами по всему объему раствора.

Растворы в животных и растительных организмах являются водными, т.е. растворителем в них является вода.

Животные и растительные организмы содержат очень много воды (иногда до 90 %). Вода, как растворитель, обладает рядом уникальных свойств.

1. Вода участвует в процессах набухания и осмоса, создавая в тканях организма и крови осмотическое давление.
2. Обладая высокой теплоемкостью и теплопроводностью, вода поддерживает температуру тела постоянной.
3. Высокая полярность молекул воды, ее высокая диэлектрическая проницаемость обуславливают участие воды в гидратации белков, углеводов, диссоциации электролитов.

2.2. Растворы неэлектролитов

Давление насыщенного пара растворителя.

Источник