Растворы (стр. 1 )

Федеральное агентство по образованию

Бийский технологический институт (филиал)

государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Алтайский государственный технический университет им. »

,

Растворы

Методические рекомендации по выполнению лабораторной работы по дисциплине «Химия» для студентов специальностей 151001, 160302, 190603, 080401, 170104,  230201, 260204, 240901, 240701, 240702, 240706, 260601, 200106 всех форм  обучения

Бийск

Издательство Алтайского государственного технического

университета им.

2010

  УДК 546 (075.5)

Рецензент: профессор, к. х.н. БТИ АлтГТУ 

Макрушина, Т. И.

Растворы: методические рекомендации по выполнению лабораторной работы по дисциплине «Химия» для студентов специальностей 151001, 160302, 190603, 170104,  230201, 080401, 080502, 260204, 240901, 240701, 240702, 240706, 260601, 200106 всех форм  обучения  / , ; Алт. гос. техн.  ун-т, БТИ. – Бийск : Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2010. –  46 с.

Методические рекомендации содержат теоретические сведения по теме растворы, описание методик и правил проведения лабораторной работы, задачи и примеры их решения, тесты, а также примерный перечень вопросов на защиту работы.

УДК 546 (075.5)

  Рассмотрены и одобрены на заседании

  кафедры общей химии и экспертизы товаров.

                Протокол №  4  от 02 марта  2010 г.

© , , 2010   © БТИ АлтГТУ, 2010

СОДЕРЖАНИЕ

Введение	4
1 Теоретическая часть	5
1.1 Классификация растворов	5
1.2 Способы выражения состава растворов	5
1.3 Общие свойства растворов	7
1.4  Электролитическая диссоциация	9
1.5  Диссоциация воды	13
1.6  Растворы сильных электролитов	14
1.7  Произведение растворимости	15
1.8  Гидролиз солей	16
2 Экспериментальная часть	19
2.1  Задание первое	19
2.2  Задание второе	22
2.3  Задание третье	25
2.4  Контрольные вопросы на допуск к лабораторной работе	28
2.5  Примеры решения задач	28
2.6  Тесты	34
2.7  Задачи для самостоятельной работы	37
2.8  Контрольные вопросы для защиты работы	41
3 Техника безопасности	42
Плотность водных растворов солей	43
Константы диссоциации  некоторых слабых электролитов	45
Литература	46

ВВЕДЕНИЕ

Очень многие химические реакции, в том числе технические и жизненно важные, протекают в жидкой фазе.

Растворы широко применяются в различных сферах деятельности человека. Они имеют большое значение для живых организмов. Человек, животные и растения усваивают питательные вещества в виде растворов. Растворами являются физиологические жидкости – плазма крови, лимфа, желудочный сок и др. Многие медицинские препараты являются растворами различных химических веществ в воде или в спирте.

Природная вода является раствором. В различных производственных и биологических процессах большую роль играют растворы электролитов. Свойства этих растворов объясняет теория электролитической диссоциации. Знание теории электролитической диссоциации является основой для изучения свойств неорганических и органических соединений и  глубокого понимания механизмов химических реакций в растворах.

1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1  Классификация растворов

Растворы – это гомогенные (однофазные) химические системы переменного состава, образованные двумя или несколькими веществами. Состав растворов можно изменять в определенных пределах без нарушения однородности.

Раствор − это не механическая смесь, поскольку при растворении наблюдаются объемные и энергетические эффекты.

В зависимости от размера растворенных частиц различают следующие типы растворов:

1) истинные растворы размером частиц менее 1 нм;

2) коллоидные растворы размером частиц от 1 до 100 нм;

3) грубодисперсные системы частицы размером частиц более 100 нм.

По агрегатному состоянию растворы бывают:

1) газообразные: газ-газ, газ-твердое вещество (пыль), газ-жидкое вещество (туман);

2) жидкие:  жидкость−газ (пена), жидкость−жидкость (эмульсия), жидкость−твердое вещество (суспензия);

3) твердые: твердое вещество−газ (пенопласт), твердое вещество−твердое вещество (металлические сплавы), твердое вещество−жидкость.

Аэрозолями называют дым и туман. Жидкие растворы могут быть водные и неводные. Твердым раствором называется кристалл, кристаллическая решетка которого состоит из двух или более компонентов.

Идеальным называется раствор, в котором не происходит химической реакции между компонентами, отсутствуют тепловые и объемные эффекты.

Растворы делятся на растворы электролитов и неэлектролитов. Растворы веществ, которые полностью или частично распадаются на ионы и проводят электрический ток, называются электролитами.

1.2 Способы выражения состава растворов

Для характеристики состава раствора используются следующие способы выражения концентрации.

1) Массовая доля (ω) – это доля, которую составляет масса растворенного вещества (mв) от массы раствора (mр-ра):

  ,  (1.1)

где mв –  масса вещества, кг.

  mр-ра – масса раствора, кг.

Массовая доля в процентах (ω%) – это выраженная в процентах доля, которую составляет масса растворённого вещества от массы раствора:

  .  (1.2)

2)  Молярная концентрация (СМ) – характеризует количество растворенного вещества (nв) в одном литре раствора:

  моль/л  (1.3)

так как         то        

           ,  (1.4)

где Vр-ра – объем раствора, л;

  МВ – молярная масса вещества, кг/моль.

Размерность моль/л сокращенно обозначается большой буквой М.

3) Молярная концентрация эквивалентов вещества (нормальная концентрация) () характеризует количество вещества эквивалентов (nэ), содержащегося в одном литре раствора:

                моль/л                         (1.5)

так как         то

       

,                 (1.6)

где fэ – фактор эквивалентности.

Размерность (моль/л) сокращенно обозначается буквой н.

Растворы с концентрацией 0,1 М; 0,1 н; 0,01 М; 0,01 н имеют следующие названия: децимолярный и децинормальный растворы, сантимолярный и сантинормальный растворы, соответственно.

4) Моляльная концентрация (Сm) характеризует количество растворного вещества (nB), содержащегося в 1000 г растворителя  (mр-ля):