25. Концентрация и способы ее выражения

Концентрация – количество растворенного вещества, содержащееся в определенном количестве раствора или растворителя. При определении концентрации растворов используются различные методы аналитической химии: весовые, объемные, а также методы, основанные на измерении плотности, показателя преломления и других физико-химических свойств.

Виды концентрации

Массовая доля растворенного вещества в растворе ?, % – отношение массы вещества к массе раствора:

Пример: пусть m(CaCl₂) = 10 г, тогда ?(CaCl₂) = (10/100) ґ 100% = 10%.

Молярность раствора – число молей растворенного вещества в одном литре раствора.

Пример: 1 моль H₂SO₄ – 98 г, до одного литра надо добавить воду.

Моляльность – число молей растворенного вещества на 1000 г растворителя. Пример:

H₂SO₄ – 98 г/моль+1000 г H₂O.

Мольная доля растворенного вещества в растворе, N

где n₁ – растворенное вещество (моль);

n₂ – растворитель (моль).

Пример: имеем 20% NaOH (едкий натр).

26.Коллоидные растворы – микрогетерогенные системы, занимают промежуточное положение между истинными растворами и взвесями. Растворы состоят из растворенного вещества и растворителя. Растворителем считают тот компонент, который преобладает в растворе. Свойства растворов зависят от концентрации. Рассмотрим способы выражения концентрации растворов.

Строение коллоидных частиц.

Считают, что коллоидный раствор состоит из мицелл, которые образуются заряженны-

ми коллоидными частицами. Заряд возникает вследствие избирательной адсорбции ионов на

поверхности частиц, или за счет ионизации поверхностных функциональных групп твердой

фазы. В мицелле различают три составных части: ядро, адсорбционный слой ионов и диф-

фузионный слой ионов. Ядро составляет основную массу мицеллы и является совокупно-

стью нейтральных атомов или молекул, общим числом сотни и миллионы единиц. На ядре

адсорбируются ионы (избирательная адсорбция) которые придают ему определенный заряд,

поэтому их называют потенциалообразующими. Потенциал, возникающий на ядре, получил

еще название электротермодинамического и он обуславливает дальнейшее присоединение к

потенциал-образующим ионам некоторого количества других ионов с противоположным

знаком заряда. Такой двойной электрический слой, потенциало-образующих ионов, вместе с

противоионами (ионами з противоположным знаком) составляет адсорбционный слой ионов.

Часть противоионов слабо связана с потенциало-образующими ионами и свободно переме-

щается в растворителе, формируя диффузионный слой. Ядро вместе с адсорбционным и диф-

фузионным слоями ионов и составляет мицеллу, которая в целом является электронейтраль-

ной (тогда как сама коллоидная частица несет определенный заряд).

Рассмотрим строение мицеллы йодида серебра, которая образуется в реакции:

AgNO3 + KI → KNO3 + AgI↓

Возможны два варианта образования мицеллы. 1. В растворе есть избыток йодид-

анионов (т.е. к раствору KI по каплям добавляют раствор нитрата серебра). Ядро мицеллы

образуется из выпадающего в осадок малорастворимого йодида серебра AgI. На его поверх-

ности начинают, в соответствии с правилом избирательной адсорбции сорбироваться йодид-

ионы (I-), которые находятся в избытке и которые могут пойти на достройку ядра. Они обра-

зуют отрицательный заряд ядра и являются потенциало-образующими. К этому слою присо-

единяются положительно заряженные ионы калия (К+), которые образуют адсорбционный

слой ионов и противоионов. Часть ионов калия слабо связана с ядром и может диссоцииро-

вать, формируя диффузионный слой ионов. Строение мицеллы будет следующим:

{[AgI]m ∙nI–(n – x)K+}x– ∙xK+