33. Растворы. Растворимость. Способы выражения концентраций растворов.

Раствор - гомогенная система, в которой одно вещество равномерно распределено в среде другого.

Понятие раствор может относиться к любому агрегатному состоянию (газ, жидкий раствор, твердый раствор – смешанные кристаллы).

Раствор - гомогенная система, состоящая из двух или более самостоятельных веществ - компонетнов.

В растворе различают растворитель и растворяемое вещество.

Растворы газа в газе или жидкости в жидкости называют смесями.

Разбавленный раствор – раствор, в котором содержание одного из компонентов намного меньше содержания другого компонента.

Концентрированный раствор - раствор, в котором относительные количества растворенного вещества и растворителя одного порядка.

Насыщенный раствор – раствор, в котором растворенное вещество при данных условиях более не растворяется, даже при продолжительном перемешивании.

Примечание автора. Не стоит путать два понятия – концентрированный и насыщенный.

Концентрация насыщенного раствора - мера растворимости вещества при данных условиях.

Раствор называют пересыщенным, если содержание растворенного вещества значительно превышает предел насыщения данного раствора.

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.