9. Понятие о межфазной энергии и поверхностно-активных веществах.

ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ - избыток (по сравнению с объёмными фазами) энергии поверхностного слоя между соприкасающимися фазами, приходящийся на единицу площади разделяющей поверхности.

При увеличении пов-сти раздела фаз уд. полная П. э. (на единицу пов-сти) e характеризует увеличение энергии системы. Она равна сумме мех. работы s образования единицы площади пов-сти и поглощаемой при этом теплоты q.

П. э. связана с меж молекулярным взаимодействием, т. к. состояние частиц (атомов, молекул) на границе раздела фаз отличается от состояния в объеме фаз вследствие нескомпен-сированности силовых полей частиц на пов-сти раздела

Вещества, понижающие поверхностное натяжение воды, получили название поверхностно-активных веществ – ПАВ. Молекулы ПАВ состоят из двух частей – неполярной углеводородной цепи, лиофобной по отношению к воде (гидрофобной) и полярной лифофильной (гидрофильной) группы на её конце. Примерами таких веществ может слушить валерьяновая кислота. В растоврах ПАВ возникают две тенденции: гидрофобные части молекул стремятся покиуть водную среду и перейти в среду с менее полярными молекулами – воздушную или образовать самостоятельную фазу. В тоже время гидрофильные части: карбоксильные, гидроксильные, аминогруппы, - сильно взаимодействуют с полярными молекулами воды, что препятсивует полному переходу ПАВ в оздушную среду или самостоятельную фазу. В результате эти молекулы концентрируются на поверхности так, что их полярные части «погружены» в воду, а неполярные «вытолкнуты» из неё.

10. Сильные и слабые электролиты. Степень диссоциации.

Слабые электролиты — химические соединения, молекулы которых даже в сильно разбавленных растворах незначительно диссоциированны на ионы, которые находятся в динамическом равновесии с недиссоциированными молекулами. К слабым электролитам относится большинство органических кислот и многие органические основания в водных и неводных растворах.

Слабыми электролитами являются:

• почти все органические кислоты и вода;

• некоторые неорганические кислоты: HF, HClO, HClO₂, HNO₂, HCN, H₂S, HBrO, H₃PO₄,H₂CO₃, H₂SiO₃, H₂SO₃ и др.;

• многие основания: Fe(OH)₃, Zn(OH)₂ и др.

Сильные электролиты — химические соединения, молекулы которых в разбавленных растворах практически полностью диссоциированы на ионы. К сильным электролитам относятся многие неорганические соли, некоторые неорганические кислоты и основания в водных растворах, а также в растворителях, обладающих высокой диссоциирующей способностью (спирты, амиды и др.).

К сильным относятся твёрдые вещества с ионной кристаллической решёткой (большинство солей, гидроксиды щелочных металлов), а также некоторые вещества, состоящие из молекул с полярной ковалентной связью – HCl, H₂SO₄? HNO₃, HClO₄, в ходе растворения которых под воздействием растворителя образуются ионы.

Степень диссоциации α равна отношению числа молекул, распавшихся на ионы, к общему числу молекул растворённого вещества.

Для случая электролита, диссоциирующего на два иона, например

При общей аналитической молярной концентрации фтороводорода, равной C, степень диссоциации α равна

Понятие степени диссоциации дало возможность разделить электролиты на слабые и сильные, правда эта классификация несколько условна, так как степень диссоциации зависит от концентрации. Сильные электролиты практически полностью диссоциируют в растворе, степень их диссоциации близка к единице. В случае слабых электролитов степень диссоциации мала – существенно меньше единицы. Условно принято относить к слабым электролиты с α<5% при концентрации порядка 0,1моль/л, а к сильным – с α>30%, а если 5%<α<30%, то это электролит средней силы.