Основные газовые законы. Определение молекулярных масс газообразных веществ (стр. 7 )

Пример. При можно приготовить 20%-ный раствор (довольно концентрированный, но еще не насыщенный). Концентрация насыщенного раствора при данной температуре составляет 31.5%.

Способы выражения концентраций растворов.

Концентрация раствора – количественное выражение его состава.

1. Молярные доли (дроби) показывают какую долю составляет число молей данного компонента от общего числа молей всех компонентов.

Пример. Компоненты А и В. Массы компонентов Число молей компонентов -

Молярная доля компонента А

2. Процентное выражение концентрации

3. Концентрация, выражаемая через плотность раствора.

Вычисляется с помощью приборов (ареометр, пикнометр, лактометр) и специальных таблиц значений.

4. Молярная концентрация

показывает сколько молей растворенного вещества в одном литре раствора.

М – молекулярная масса вещества.

5. Моляльная концентрация

показывает сколько молей растворенного вещества приходится на 1000 грамм растворителя

6. Нормальная концентрация

показывает сколько грамм-эквивалентов растворенного вещества содержится в 1 литре раствора

7. Титр – число граммов раствренного вещества в 1 мл раствора.

Пример.

34. Физические и химические процессы при при растворении. Растворимость твердых тел и жидкостей в жидкостях.

Растворам присущи признаки как химического (однородность раствора) соединения, так и механической (изменение состава раствора в широких пределах, а также возможность обнаружения в свойствах раствора свойтсв отдельных слагающих его компонентов) смеси.

Физическая теория растворов (Вант-Гофф).

Растворитель является индифферентной средой, в которой равномерно размешаны молекулы растворенного вещества по всему объему раствора. Взаимодействия между чатицами и молекулами нет. Теория оправдывается для разбавленных растворов неэлектролитов.

Химическая теория растворов (Менделеев).

Растворитель дает с растворенным веществом определенные соединения – сольваты.

Молекулы сольватов образуют с растворителем молекулярную смесь.

Причина образования сольватов – проявление донорно-акцепторных и водородных связей. Вокруг ионов располагаются молекулы растворителя, образуя сольватные слои (оболочки).

Сольваты менее прочны, чем обычные химические соединения. Легко разрушаются даже при небольшом повышении температуры растворов.

Растворение сопровождается выделением/поглощением теплоты, сокращением/увеличением объема.

Теплота растворения вещества – количество теплоты, поглощаемой (выделяемой) при растворении одного моля вещества.

Растворимость твердых веществ в жидкостях.

Зависит от природы твердых тел, природы растворителя и температуры.

С повышением температуры, как правило, растворимость увеличивается (так как теплоты растворения имеют отрицательные значения).

Для идеальных растворов справедливо уравнение Шредера: N1 – растворимость твердого вещества, энтальпия растворения 1 моля вещества в насыщенном растворе.

Растворение твердого вещества можно представить в две стадии: плавление вещества и смешение жидкого вещества с раствором. Тогда энтальпия смешения равна нулю,

Идеальная растворимость увеличивается с повышением температуры (такие системы немногочисленны).

Давление мало влияет на растворимость твердых веществ.

При понижении температуры происходит выпадение вещества в осадок – процесс кристаллизации.

Растворимость жидкостей в жидкостях.

Растворимость увеличивается с повышением температуры и почти не зависит от давления.

Существуют неограниченная растворимость и растворимость до известного предела.

1. жидкости смешиваются в любых пропорциях (спирт и вода).

2. имеет место расслаивание (образование двух слоев – верхний и нижний). пример: эфир и вода.

Расслаивание уменьшается с ростом температуры и исчезает при некоторой (критической) температуре.

36. Законы Рауля.

Особенность растворов: давление пара растворителя над раствором ниже, чем над чистым растворителем.

Первый закон.

Давление пара растворителя над раствором пропорционально мольной доле растворителя в растворе.

или

Относительно понижение давление пара растворителя над раствором равно мольной доли растворенного вещества.

Введем обозначения:

давление пара растворителя над чистым растворителем;

давление пара растворителя над раствором;

абсолютное понижение давления;

относительное понижение давления.

Если система полностью подчиняется закону, на графике наблюдаются прямолинейные зависимости. Однако в реальных системах наблюдаются отклонения.

Примечание автора. Обязательна графическая иллюстрация.

Температура замерзания раствора ниже температуры замерзания чистого растворителя, а температура кипения – выше.

Второй закон.

Повышение температуры кипения раствора и понижение температуры его замерзания пропорциональны моляльной концентрации раствора.

К – константа, характеризующая растворитель.

не зависит от природы вещества, а определяется природой растворителя и моляльностью, т. е. числом растворенных молекул в определенном количестве растворителя.

С помощью законов Рауля можно определять неизвестные молекулярные массы растворенных веществ.

39.Сильные электролиты. Понятие активности и коэффициента активности.

Электролиты – вещества, которые в растворе или расплаве состоят полностью или частично из ионов.

Они не подчиняются законам Рауля: их растворы замерзают при более низких температурах, а кипят при более высоких температурах, чем растворы неэлектролитов той же моляльной концентрации.

По способности диссоциации электролиты делятся на слабые и сильные. Сильные диссоциируют полностью – процесс необратим. Процесс диссоциации слабых обратим (в растворах содержатся как ионы, так и недиссоциированные молекулы).

Сильные электролиты не только в разбавленных, но и в концентрированных растворах диссоциируют практически нацело.

Степень диссоциации примерно равна 1.

Если условно взять какой-либо ион за центр и провести вокруг сферу произвольного радиуса, можно заметить, что каждый ион окружается как бы роем других ионов – ионной атмосферой.

Ионная атмосфера препятсвует передвижению ионов в растворе, что приводит к уменьшению электропроводимости раствора.

Разбавление увеличивает расстояния между ионами, уменьшает из взаимодействие, что приводит к увеличению электропроводности за счет роста скорости ионов, а не за счет роста степени диссоциации.

Для растворов сильных электролитов введено понятие активности (или активной концентрации). Активность – величина, подстановка которой вместо концентрации в термодинамические уравнения, действительные для идеальных систем, позволяет использовать их для реальных систем. с – концентрация, «гамма» - коэффициент активности.

Активность учитывает все виды взаимодействия между ионами. В качестве стандартного – принимают состояние полной диссоциации, при отсутствии осложняющего воздействия ионов друг на друга.

37. Электролитическая диссоциация. Степень диссоциации. Слабые электролиты.

Электролиты – вещества, которые в растворе или расплаве состоят полностью или частично из ионов.

Они не подчиняются законам Рауля: их растворы замерзают при более низких температурах, а кипят при более высоких температурах, чем растворы неэлектролитов той же моляльной концентрации.

Электролитическая диссоциация.

Теорию ЭД предложил шведский ученый Аррениус. «Электролиты, растворяясть в воде, распадаются на ионы (заряженные частицы). При этом каждый ион ведет себя как самостоятельная частица.