Тема №6 РАСТВОРЫ

или более независимых компонентов
раствор
S > 0
система достигает равновесия
процесс самопроизвольный и

ΔG < 0

Отличительные свойства растворов:
1) от смесей – гомогенность
2) от химических соединений – переменность состава, состав изменяется не скачками, а непрерывно.

том же агрегатном состоянии , что и раствор.
Растворенное вещество –

Водка - раствор спирта в воде (содержание спирта 40%)
Медицинский спирт - раствор воды в спирте (содержание спирта 96%)

граммах, способного растворяться в 100 г растворителя при данной температуре.

НЕНАСЫЩЕННЫЙ РАСТВОР- растворено вещества меньше растворимости
ПЕРЕСЫЩЕННЫЙ РАСТВОР – растворено вещества больше растворимости

РАСТВОРИМОСТЬ ВЕЩЕСТВА

с молекулами растворителя:
Полярные молекулы веществ ( ионный или ковалентный полярный

ВЛИЯНИЕ ПРИРОДЫ ВЕЩЕСТВА НА РАСТВОРИМОСТЬ

воды нет связей. И вода не может «схватиться» за углеводородные

Эмпирическое правило «подобное растворяется в подобном».

Н2О — полярная молекула. Молекула этанола также полярная, и поэтому между молекулами воды и этанола могут образовываться водородные связи. При перемешивании этих двух веществ их молекулы взаимодействуют, и этанол быстро растворяется.

С2Н5ОН – Н2О

масло – Н2О

проникает внутрь слоя ПАВ, а полярные «головки» торчат наружу. Эти

ПАВ — молекулы с особой структурой. У них длинный углеводородный «хвост» (неполярный, как и у масла) присоединен к сильно полярной «головке».

поскольку при этом возрастает энергия движения (кинетическая энергия) молекул и

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И ДАВЛЕНИЯ НА РАСТВОРИМОСТЬ

s – массовая концентрация газа в насыщенном растворе
Кн- константа Генри (зависит от природы газа и растворителя)
р - парциальное давление газа

приводит к поглощению (абсорбции) газа раствором до тех пор пока

В ЖИЗНИ

Что заставляет O2 переходить в венозную кровь, а СО2 из венозной крови в газовую среду альвеол ?

О2 диффундирует в кровь ( в сторону пониженного парц. давления)
СО2 диффундирует в альвеолярное пространство ( в сторону пониженного парц. давления)

тракта, зрения
МЕДЛЕННЫЙ ПОДЪЕМ ( СПУСК) !!!

объему раствора.
н
n – количество вещества Х, моль
m -

полярная
НЕЭЛЕКТРОЛИТЫ
Растворы и расплавы не проводят электрический ток

Тип хим. связи:

и растворителя.
Образование идеальных растворов не сопровождается измененем энтропии
РЕАЛЬНЫЕ
Чем больше разбавлен

соберется в сосуде с растворенным веществом ( одновременные процессы испарнения

ПРИЧИНА: равновесное давление пара над сосудом с растворенным веществом ниже, чем над сосудом с чистым растворителем.
(переход растворителя приводит к выравниванию давлений и достижению состояния равновесия)

Равновесное состояние при данной температуре характеризуется давлением насыщенного пара.

>

г.) – относительное понижение давления пара растворителя при образовании раствора

χв – мольная доля растворенного вещества
p0 – давление пара над чистым растворителем
p – давление пара над раствором при той же температуре
n0 – число молей растворителя
n - число молей растворенного вещества

Давление пара растворителя над раствором зависит от природы растворителя и мольной доли растворенного вещества и не зависит от природы растворенного вещества

Применение: стакан с солью между оконными рамами предохранит
стекла от запотевания.

пара над жидкостью равно внешнему давлению.
РЕЗУЛЬТАТ: температура кипения раствора (Т2)

Т2= Т1+ Δ t

Температура кипения раствора.
Известно, что давление насыщенного пара растворителя над раствором меньше, чем давление насыщенного пара над чистым растворителем.

Значит, чтобы давление насыщенного пара стало равным внешнему давлению (условие закипания жидкости), раствор нужно нагреть до более высокой температуры, чем чистый растворитель.

ПОВЫШЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ КИПЕНИЯ РАСТВОРА

кипения раствора прямо пропорционально моляльной концентрации растворенного вещества







где mв-ва– масса

пара над жидкостью равно давлению насыщенного пара кристаллов жидкости (Ркр(ж)

ПОНИЖЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ЗАМЕРЗАНИЯ РАСТВОРА

Температура замерзания раствора.
Если в равновесную систему лёд–вода (Ркр(тв)=Рж) ввести растворимое вещество ( например сахар), то равновесие нарушится, поскольку образовался раствор и давление насыщенного пара понизится.
Это нарушение связано с конденсацией избытка паров, протекающей с выделением тепла.
Чтобы восстановить равновесное состояние, необходимо в соответствии с принципом Ле-Шателье понизить температуру на величину Δ t.

Следовательно, температура замерзания раствора ниже температуры замерзания (кристаллизации) чистого растворителя.

а именно:






где К – криоскопическая константа (0С), которая численно

Понижение температуры замерзания определяется по ВТОРОМУ ЗАКОНУ Рауля:

Определение молекулярной массы по понижению температуры плавления при
известной массе растворенного вещества в 1000 г растворителя называется
Криоскопией. Метод предложил в 1885 г. французский физик и химик Франсуа Мари Рауль

переход растворителя из сосуда в емкость с раствором
РЕЗУЛЬТАТ: объем

В сосуд с чистым растворителем поместили емкость, в торце которой закреплена полупроницаемая мембрана

Полупроницаемая мембрана пропускает молекулы растворителя и не пропускает молекулы растворенного вещества

больше, чем в растворе В, то возникает самопроизвольно поток молекул

Осмос – это самопроизвольный переход молекул растворителя в раствор через полупроницаемую перегородку (мембрану).

С – молярная концентрация вещества (моль/л)
Т – температура (К),
R – универсальная газовая постоянная.

виде: КА = К+ + А–.
Основные положения ТЭД Аррениуса
Электролиты в

от их атомов.
NaCl = Na+ + Cl–

электроды и наложить внешнее электрическое поле, то пойдет электрический ток

РАСТВОРИТЕЛЕМ:
Поляризация молекулы
Изменение типа связи с ковалентного на ионный
Образование гидратированных ионов

деления соединений на классы

в растворах электролитов наблюдается равновесие между ионами и недиссоциированными молекулами.

Степень

СТЕПЕНЬ ДИССОЦИАЦИИ ЗАВИСИТ ОТ:
Природы растворителя (чем более полярна молекула растворителя, тем выше степень диссоциации)
Температуры (электролитическая диссоциация-эндотермический процесс, т.о. если Т↑, то α ↑; если Т↓, то α ↓
Концентрации раствора ( чем больше разбавление раствора, тем выше α )

вещества, т.е. увеличивается концентрация частиц:
Результат: коллигативные свойства электролитов отличаются от

Для неэлектролитов - α=0, i=1
где k – число ионов,

Существует математическая связь между степенью диссоциации и изотоническим коэффициентом:

(ɑ =100% только в разбавленных растворах)
ПРИЧИНА:

действительное состояние ионов в растворе с учетом их взаимодействия с

f – коэффициент активности
С - молярная концентрация электролита

Коэффициент активности (f) – является мерой отклонения реального раствора электролита от идеального (бесконечно разбавленного)
Мало зависит от природы электролита
Определяется ИОННОЙ СИЛОЙ раствора (I)

растворе электролита
Не зависит от природы электролита
Определяется концентрацией и зарядом ионов

растворе электролита
КД характеризует способность электролита распадаться на ионы
КОНСТАНТА

ПОКАЗАТЕЛЬ КОНЦЕНТРАЦИИ ИОНОВ ВОДОРОДА.
Вода является очень

const - ионное произведение воды

Нейтральная реакция среды

кислая

щелочная

устанавливается равновесие

= 7.
В щелочной среде рН > 7, рОН < 7.
В

Показатель концентрации Н+

Показатель концентрации ОН-

NH4OH + NH4Cl


Смесь солей многоосновных кислот Na2(HPO4) + Na(H2PO4)
БУФЕРНЫЕ РАСТВОРЫ
-

Буферная емкость – определяется количеством вещества (концентрацией) сильной кислоты или основания, которое изменяет рН на 1

диссоциацию СН3СООН ( по принципу Ле-Шателье)
в системе образуются слабые электролиты

ион слабого электролита и изменяется реакция среды
Протекание реакции гидролиза и

подвергаются

КNО3 + Н2О ≠
2. Соли, в состав которых входит катион

Гидролиз по аниону

рН>7

анион
сильной кислоты гидролизуются по I ступени с образованием слабого основания

Гидролиз по катиону

рН<7

реакция водного раствора соли близка к нейтральной.

Если слабые ионы

гидролиз
по Аниону и по Катиону

рН≈7

В случае, если ионы разнозарядные
:
(NН4)2S + Н2О → NН4HS + NН4ОH
NH4 + + S2– + Н2О→ NH4ОH + HS–

рН≤7

(для связывания ОН-)
2. Ввести в раствор соли щелочь (для

4. Повышение температуры усиливает гидролиз соли, а понижение – ослабляет (гидролиз – эндотермический процесс)

растворе
КОНСТАНТА ГИДРОЛИЗА
Определяет глубину протекания реакции гидролиза
Чем меньше концентрация соли, тем

! При разбавлении соли степь ее гидролиза возрастает

при h<<1

Равновесие характеризует величина –
ПРОИЗВЕДЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ:

Чем больше ПР, тем выше растворимость соединения

ПРИМЕР: