Слайд 1
Лекция 4
Растворы
Раствор – однофазная система переменного состава, состоящая из
2 или более компонентов.
Слайд 2 Раствор состоит из растворенного вещества и растворителя.
Растворителем считают тот
компонент, агрегатное состояние которого не изменяется при образовании раствора.
Если
агрегатное состояние компонентов совпадает, то растворителем считается компонент, находящийся в большем количестве.
Слайд 3 В зависимости от агрегатного состояния растворителя растворы бывают:
газовые (воздух –растворенные
друг в друге азот, кислород, водород, углекислый, инертные и др.
газы);
жидкие;
твердые (сплавы металлов).
Слайд 4 Вода – бесцветная, прозрачна жидкость, может существовать в 3 агрегатных
состояниях – жидком, твердом (лед) и газообразном (пар).
Плотность воды
при переходе от жидкого состояния к твердому уменьшается, максимальная плотность наблюдается при 4 0С, когда вода находится в жидком состоянии (ρ = 1000 кг/м3).
Слайд 5 Кристаллизация воды сопровождается увеличением объема.
Кристаллы воды образуют решетку молекулярного
типа.
Слабый электролит.
Сравнительно высокая температура кипения (100 0С) объясняется
сильным межмолекулярным взаимодействием, вызванным водородными связями.
Слайд 6 Молекула воды - равнобедренный треугольник, образованный ядрами атомов водорода и
кислорода.
Слайд 7 Связь ковалентная полярная, что приводит к асимметрии распределения зарядов и
полярности молекулы – молекула диполь.
У атома кислорода на внешнем
слое есть неподеленная электронная пара, способная к образованию донорно-акцепторных связей.
Слайд 8Химическая теория растворов
Д.И. Менделеева
Растворение – физико-химический процесс, который в
зависимости от природы веществ – либо экзо-, либо эндотермический.
Д.
И. Менделеев
(1834 -1907гг)
Слайд 9 Растворение сопровождается увеличением энтропии системы (ΔS > 0), с этим
связана самопроизвольность процесса растворения, даже, если теплота при этом поглощается.
Процесс растворения сопровождается уменьшением энергии Гиббса (ΔG < 0).
Слайд 10 Химическая теория растворов Д.И. Менделеева:
вещества растворяясь в воде
образуют с ней химические соединения – гидраты, этот процесс называется
гидратацией;
если растворителем является не вода, то соединения называются сольватами, а процесс сольватацией;
Слайд 11сольваты и гидраты образованы либо силами электростатического притяжения (диполь -
дипольное взаимодействие), либо донорно-акцепторным взаимодействием;
гидраты и сольваты, как правило, не
стойкие вещества;
Слайд 12гидраты, у которых вода входит в состав кристаллов растворенного вещества
называются кристаллогидратами, а содержащаяся в них вода называется кристаллизационной.
Пример:
медный купорос CuSO4 · 5H2O (кристаллогидрат сульфата меди);
глауберова соль Na2SO4 · 10H2O (кристаллогидрат сульфата меди).
Слайд 13Растворимость веществ
Растворимость (коэффициент растворимости β [г/100г H2O]) – это
масса вещества, которая может раствориться при данной температуре в 100
г растворителя, образуя насыщенный раствор.
Слайд 14 По растворимости в воде вещества делятся на:
растворимые (Р) – β
>1 [г/100г H2O];
малорастворимые (М) – β = 1÷0,01 [г/100г H2O];
нерастворимые
(Н) – β < 0,01 [г/100г H2O].
Слайд 15Растворимость зависит от:
природы растворенного вещества;
природы растворителя;
температуры;
давления.
Слайд 161 и 2. Сходство химической природы веществ усиливает их взаимную
растворимость:
вещества, состоящие из полярных молекул или с ионным типом связи,
лучше растворяются в полярных растворителях;
неполярные вещества – лучше растворяются в неполярных растворителях (бензол С6Н6, сероуглерод СS2).
Слайд 17 3 и 4. Влияние Т и Р на растворимость регулируется
принципом Ле Шателье:
при увеличении температуры увеличивается растворимость тех веществ, растворение
которых сопровождается поглощением тепла;
если при растворении уменьшается объем системы, то растворимость будет расти с увеличением атмосферного давления (для газовых растворов);
Слайд 18 В зависимости от количества вещества, растворенного в растворителе различают:
насыщенные
растворы – содержащие максимальное количество растворенного вещества при данной температуре;
ненасыщенные растворы – содержат растворенного вещества меньше, чем насыщенные при данной температуре.
Слайд 19
Ненасыщенные растворы с содержанием растворенного вещества менее 1 моль на
1 литр раствора называются разбавленными, более 1 моль/л – концентрированными.
Слайд 20Способы выражения
количественного состава растворов
1) Массовая доля
Показывает сколько граммов растворенного вещества
содержится в 100 г раствора.
Слайд 212) Мольная доля
Отношение числа молей растворенного вещества (или
растворителя) к сумме молей растворенного вещества и растворителя.
Слайд 223) Молярная концентрация (молярность)
Отношение количества вещества к объему раствору, показывает
число молей растворенного вещества в 1 литре раствора.
СМ = 0,2
моль/л или 0,2 М
Слайд 234) Эквивалентная или нормальная концентрация (нормальность)
Отношение количества эквивалентов вещества к
объему раствору, показывает число эквивалентов растворенного вещества в 1 литре
раствора.
СН = 0,2 моль/л или 0,2 н
Слайд 245) Моляльная концентрация (моляльность)
Отношение количества растворенного вещества к массе растворителя,
показывает сколько молей растворенного вещества содержится в 1 кг растворителя.
Слайд 256) Титр
Масса растворенного вещества, приходящаяся на 1 мл раствора.