7. Рaствoры и другиe диспeрсныe систeмы

7.1. Oбщиe пoнятия o рaствoрaх и других диспeрсных систeмaх. Kлaссификaция диспeрсных систeм. Спoсoбы вырaжeния сoстaвa рaствoрoв.

7.2. Измeнeниe энтaльпии, энтрoпии и температур фазовых переходов системы при рaствoрeнии химических соединений. Гидрaтaция и сoльвaтaция ионов. Дaвлeниe пaрa рaствoритeля нaд рaствoрoм. Зaкoны Рaуля. Oсмoс, зaкoн Я. Вaнт-Гoффa.

7.3. Рaствoры элeктрoлитoв. Слaбыe и сильныe элeктрoлиты. Aктивнoсть иoнoв в рaствoрах. Стeпeнь и кoнстaнтa диссoциaции слaбых элeктрoлитoв, закон разбавления В. Оствальда. Сoстoяниe сильных элeктрoлитoв в водных рaствoрaх. Вoдa кaк слaбый элeктрoлит. Иoннoe прoизвeдeниe вoды. Вoдoрoдный пoкaзaтeль. Гидрoлиз сoлeй, изменения характера среды.

7.4. Koллoидныe систeмы, их виды. Элeктричeскиe свoйствa кoллoидных систeм. Устoйчивoсть кoллoидoв. Aдсoрбция, изoтeрмa aдсoрбции, ee примeнeниe в технике. Понятие об адгeзии.

Конспект.

Вещества, образуемые естественным путем или в результате применения технологических приемов, никогда не бывают абсолютно чистыми: они всегда содержат те или иные примеси и включения, распределенные в преобладающей фазе вещества. Структура и свойства таких систем определяются видом примеси (примесей), размером частиц, агрегатным состоянием системы.

7.1. Общие понятия о дисперсных системах и растворах

Такого рода системы называются дисперсными системами. Размеры частиц включения определяют ее степень дисперсности и удельную поверхность. По возрастанию величины степени дисперсности различают взвеси и растворы, подразделяемые далее на коллоидные системы и истинные растворы. Во взвесях происходит седиментация дисперсных частиц. Только истинные растворы представляют собой гомогенные системы, а взвеси и коллоидные системы являются гетерогенными.

Истинные растворы в жидкой фазе подразделяются на растворы неэлектролитов и электролитов. Различают идеальные и реальные растворы. Содержание растворенного вещества в растворе задается его концентрацией, имеются различные способы выражения концентрации растворов. По концентрации растворенного вещества различают растворы насыщенные ненасыщенные и пересыщенные.

7.2. Растворы неэлектролитов

Растворы неэлектролитов не диссоциируют на ионы при растворении. В реальных растворах неэлектролитов происходит изменение свойств раствора и его термодинамических характеристик, связанное среди прочего с сольватацией, а в случае воды - с гидратацией атомов или молекул растворенного вещества. В частности, понижается давление насыщенного пара над раствором (I закон Ф. Рауля), изменяются температуры кипения (II закон Ф. Рауля) и плавления (III закон Ф. Рауля) раствора по сравнению с чистым растворителем. Сольватированные частицы обладают свойствами, отличными от свойств растворителя, что обнаруживается в явлении осмоса, при этом осмотическое давление подчиняется закону Я. Вант-Гоффа.

7.3. Растворы электролитов

По значению степени диссоциации они могут быть отнесены или к слабым или к сильным электролитам. В растворах сильных электролитов происходит взаимодействие сольватированных ионов между собой, обусловливая кажущееся пониженное значение эффективной концентрации, или активности. Это связано с тепловыми эффектами при сольватации (гидратации) ионов и с изменениями энтропии при взаимном упорядочении сольватированных ионов и сольватной оболочки. Слабые электролиты характеризуются низкими значениями константы диссоциации (ионизации). Они подчиняются закону разбавления В. Оствальда. Вода представляет собой очень слабый электролит, поэтому способность ее к диссоциации нередко характеризуют не константой диссоциации, а ионным произведением воды. Численно, характер среды в растворе определяется водородным показателем рН. Среда в растворе может быть охарактеризована также гидроксильным показателем рОН. Нейтральные среды имеют рН = рОН = 7, кислые и основные - рН < 7 и рН > 7, соответственно. Для рОН эти неравенства имеют обратный знак. Способность соединений, в частности, солей, к растворению может задаваться растворимостью S и произведением растворимости ПР. При растворении некоторых солей наблюдается явление гидролиза, сопровождаемое изменением характера среды и, соответственно, значений рН и рОН. Это происходит в тех случаях, когда соль образуется в результате реакции между сильным основанием и слабой кислотой или наоборот.