Слайд 2
Растворы — физико-химические системы, состоящие из растворителя, растворенного вещества и
продуктов химического взаимодействия растворителя и растворенного вещества.
Слайд 3Физическая теория
Растворы – однородные смеси, состоящие из двух или более
веществ.
Растворение – это диффузия.
Якоб Хендрик Вант-Гофф
Сванте Аррениус
Вильгельм Оствальд
Слайд 4Химическая теория
В 1887 году доказал, что растворение является результатом химического
взаимодействия растворенного вещества с молекулами воды
В 1906 году предсказал, что
обе точки зрения приведут к общей теории растворов
Слайд 5Растворы
Коэффициент растворимости показывает сколько граммов вещества может растворяться в 100
г растворителя. В соответствии с этим растворы могут быть:
насыщенными
ненасыщенными
пересыщенными
Слайд 6Насыщенный раствор — раствор, в котором растворённое вещество при данных условиях
больше не растворяется. Осадок данного вещества находится в равновесном состоянии
с веществом в растворе.
Слайд 7Ненасыщенный раствор — раствор, в котором при данных условиях можно
растворить еще некоторое количество растворенного вещества.
Слайд 8Ненасыщенный раствор — раствор, в котором при данных условиях можно
растворить еще некоторое количество растворенного вещества.
Слайд 9Пересыщенный раствор — раствор, содержащий при данных условиях больше растворённого
вещества, чем в насыщенном растворе, избыток вещества легко выпадает в
осадок. Обычно пересыщенный раствор получают охлаждением раствора, насыщенного при более высокой температуре.
Слайд 10Дисперсные системы — это такие системы, в которых одно вещество
равномерно распределено в виде частиц в другом веществе.
В таких
системах различают дисперсионную среду и дисперсную фазу (раздробленное в дисперсионной среде вещество).
Слайд 11Важнейшей характеристикой дисперсных систем является степень дисперсности, т.е. средний размер
частиц дисперсной фазы.
Слайд 12По степени дисперсности дисперсные системы делятся на:
а) грубодисперсные (средний диаметр частиц
более 100 нм);
б) тонко (высоко) дисперсные, или коллоидные системы (диаметр частиц
от 1 до 100 нм);
в) истинные растворы (диаметр частиц менее 1нм).
Слайд 13От степени дисперсности зависят свойства дисперсных систем, в частности, их
устойчивость.
Грубодисперсные системы являются неустойчивыми и со временем разделяются на
дисперсную фазу и дисперсионную среду.
Коллоидные системы значительно более устойчивы.
В зависимости от агрегатного состояния дисперсионной среды и дисперсной фазы выделяют следующие основные виды дисперсных систем:
Слайд 15Коллоидные растворы — это высокодисперсные двухфазные системы, состоящие из дисперсионной
среды и дисперсной фазы размер частиц последней от 1 до
100 нм.
Коллоидные растворы по размерам частиц являются промежуточными между истинными растворами и суспензиями и эмульсиями. Коллоидные частицы обычно состоят из большого числа молекул или ионов.
Слайд 16Коллоидные раствору иначе называют золями.
Золи обладают рядом специфических свойств, которые
подробно изучает коллоидная химия.
Так, золи в зависимости от размеров
частиц могут иметь различную окраску, а у истинных растворов она одинаковая.
Слайд 17Например, золи золота могут быть синими, фиолетовыми, вишневыми, рубиново-красными.
Слайд 18В отличие от истинных растворов для золей характерен эффект Тиндаля,
т. е. рассеяние света мелкими частицами.
При пропускании через золь
пучка света появляется светлый конус, видимый в затемненном помещении.
Так можно распознать является данный раствор коллоидным или истинным.
Слайд 20Основываясь на различной величине частиц коллоидных и истинных растворов, можно
разделить их смесь.
Для этого подбирают пористую перепонку (пергаментную бумагу,
животный пузырь и др.) с такими мелкими порами, через которые коллоидные частицы пройти не могут, а проходят только молекулы и ионы.
Такой способ освобождения золя от частиц истинного раствора называется диализом, а прибор — диализатором.
Слайд 21Коллоидные частицы называются мицеллами.
Строение мицеллы рассмотрим на примере образования коллоидного
раствора йодида серебра, получаемого при взаимодействии очень разбавленных растворов нитрата
серебра и йодида калия:
Слайд 22Нерастворимые молекулы йодида серебра образуют ядро коллоидной частицы. Вещество ядра,
имеющее кристаллическую или аморфную структуру, нерастворимо в дисперсионной среде и
состоит из нескольких тысяч нейтральных молекул или атомов. В рассматриваемом примере ядро — микрокристаллик йодида серебра, состоящий из большого числа m молекул Agl:
Слайд 23Полученное ядро адсорбирует на своей поверхности те или иные ионы,
имеющиеся в растворе. Обычно адсорбируются те ионы, которые входят в
состав ядра,
т. е. в данном случае ионы серебра или ионы йода.
Если коллоидный раствор получают при избытке йодида калия, то адсорбируются ионы йода.
Они достраивают кристаллическую решетку ядра, прочно входят в его структуру, образуя адсорбционной слой, и придают ядру отрицательный заряд:
m[AgI]nI-.
Ионы, адсорбирующиеся на поверхности ядра и придающие ему соответствующий заряд, называются потенциал определяющими ионами.
Слайд 24В растворе находятся также и ионы, противоположные по знаку потенциалопределяющим
ионам, их называют противоионами.
В нашем примере противоионами являются катионы
К+, которые электростатически притягиваются потенциалопределяющими ионами адсорбционного слоя.
Часть противоионов К+ входит в адсорбционный слой. Ядро с адсорбционным слоем называется гранулой:
Слайд 25Оставшаяся часть противоионов образует диффузный слой ионов.
Ядро с адсорбционным
и диффузным слоями и представляет собой мицеллу:
Наличие одноименного заряда у
всех гранул данного коллоидного раствора (золя) является важным фактором его устойчивости. Заряд препятствует слипанию и укрупнению коллоидных частиц.
Слайд 26При добавлении к золям электролитов происходит уменьшение зарядов гранул, что
приводит к слипанию частиц.
Соединение коллоидных частиц в более крупные
агрегаты называется коагуляцией.
В результате коагуляции частицы могут или выпасть в осадок под влиянием силы тяжести (этот процесс называется седиментацией), или образовать полутвердую упругую массу (гель, или студень).
Слайд 27Обычно коагуляцию проводят прибавлением к золю:
1) электролита;
2) другого золя,
частицы которого имеют противоположный заряд;
3) нагреванием.
Слайд 28Чаще всего золи коагулируют прибавлением электролита. В этом случае заряды
коллоидных частиц нейтрализуются ионами электролита.
Причем золи, содержащие положительно заряженные
частицы, коагулируют под действием анионов, а золи, содержащие отрицательно заряженные частицы,— под действием катионов.
Слайд 29Истинные растворы.
Истинные растворы, чаще называемые «растворами» в природе имеют огромное
значение.
Растения усваивают вещества в виде растворов. Усвоение пищи связано
с переводом питательных веществ в раствор.
Все природные воды тоже растворы.
В растворах величина частиц раcтворенного вещества не превышает 1нм. Это соответствует размерам атомов, ионов, молекул. Поэтому растворы представляют собой однородные системы.
Слайд 30Растворы — гомогенные (однородные) системы переменного состава, содержащие два или
несколько компонентов.
Для приготовления любого раствора необходимы растворитель и растворяемое вещество,
которые называются компонентами раствора.
Растворитель - это компонент, который преобладает в растворе и находится в том же агрегатном состоянии, что и раствор.
Растворенное вещество — это вещество, молекулы которого равномерно распределены между молекулами растворителя.
Слайд 31Классификация растворов.
1. По агрегатному состоянию растворы делятся на: жидкие (например, раствор
сахара в воде);
и газообразные (например, воздух); твердые (например, сплавы металлов).
2. По
типу растворителя жидкие растворы делятся на: вводные (растворитель-вода); неводные (растворитель — спирт, бензол, эфир, ацетон и т.д.).
3. По количеству растворенного вещества растворы делятся на:
Концентрированные ( растворы содержат такое количество растворенного вещества, которое сравнимо с количеством растворителя).
Разбавленные (растворы содержат очень малое количество растворенного вещества по сравнению с количеством растворителя).
Слайд 324. По максимальному содержанию вещества в растворе, последние бывают:
насыщенные (растворы,
в которых не может более растворяться данное вещество при данной
температуре);
ненасыщенные (растворы, в которых при данной температуре еще может раствориться данное вещество).
Количественной характеристикой растворимости является коэффициент растворимости.
Слайд 33Коэффициент растворимости, или растворимость, показывает, какая максимальная масса вещества может
раствориться в одном литре растворителя при данной температуре с образованием
насыщенного раствора. Растворимость выражают в граммах на литр (г/л).
Концентрация — это величина, характеризующая относительное содержание данного компонента в смеси или растворе.