Лекция №5. Растворы. План

1. Понятие о дисперсных системах. Виды дисперсных систем.

2. Виды растворов. Гидратная теория растворов Д. И. Менделеева.

3. Способы выражения концентрации растворов. Массовая доля, молярная концентрация и молярная концентрация эквивалента.

4. Расчетные формулы.

5. Примеры решения задач

1. Понятие о дисперсных системах. Виды дисперсных систем.

Дисперсные системы - это такие системы, в которых одно вещество равномерно распределено в виде частиц в другом веществе.

В дисперсной системе различают дисперсионную среду и дисперсную фазу.

Распределённое вещество называется дисперсной фазой.

Вещество, в котором распределена дисперсная фаза, называется дисперсионной средой.

Дисперсные системы делятся на:

1. Грубодисперсная система (средний диаметр частиц >100нм).

2. Тонкодисперсные или коллоидные системы (диаметр частиц от 1 до 100нм).

3. Истинные растворы (диаметр частиц <1нм).

Грубодисперсные системы.

Грубодисперсные системы делятся на:

1. Суспензии (дисперсная фаза - твердое вещество, дисперсионная среда - жидкость; например, мел + вода).

2. Эмульсии (дисперсная фаза и дисперсионная среда - жидкости; например, молоко).

Грубодисперсные системы не пропускают лучи света, частицы их достаточно крупны, чтобы их можно было рассмотреть в микроскоп.

Суспензии можно отфильтровать через бумажный фильтр.

Взвеси неустойчивы и довольно быстро расслаиваются при хранении.

Коллоидные растворы.

Коллоидные растворы более устойчивы, чем взвеси.

Коллоидные частицы называются мицеллами, а коллоидные растворы - золями.

Коллоидные мицеллы могут состоять из разного количества молекул и атомов. Так, коллоидная частица золота содержит около миллиона атомов. Коллоидная частица тригидроксида железа состоит из 300-400 молекул Fe(OH)3, а в коллоидном растворе мыла в воде частицы мыла состоят из 20-50 молекул каждая.

Отличить коллоидные растворы от истинных по внешнему виду часто невозможно. Их можно обнаружить при помощи явления Тиндаля. Это явление заключается в том, что пучок света, проходя сквозь коллоидный раствор, образует освещенный конус, хорошо видимый в темноте. Подобное явление можно наблюдать при прохождении в темной комнате яркого солнечного луча.

Коллоидные растворы отделяют от истинных, пользуясь тем, что коллоидные частицы ввиду больших размеров задерживаются полупроницаемыми перепонками, а истинные растворы свободно проходят сквозь них. Способ разделения растворенных веществ, основанный на том, что одно из них не диффундирует сквозь перепонку, носит название диализа, а приборы, в которых происходит процесс диализа называются диализаторами.

Истинные растворы.

Истинные растворы самые устойчивые из растворов, частицы дисперсной фазы в истинных растворах обычно раздроблены до молекул и ионов.

Растворы - это, физико-химические дисперсные системы, состоящие из двух или нескольких веществ и их непрочных химических соединений.

2. Виды растворов. Гидратная теория растворов д. И. Менделеева.

Процесс растворения сопровождается диффузией, поэтому растворение можно ускорить перемешиванием жидкости и повышением температуры.

Раствор, в котором при данной температуре скорости растворения и осаждения равны, называется насыщенным.

В насыщенном растворе взятое вещество больше не растворяется при данной температуре.

Внешним признаком его является наличие осадка. Кроме насыщенных растворов различают и ненасыщенные. Содержание растворенного вещества в них меньше, чем в насыщенном при той же температуре раствора, и его внешним признаком является отсутствие осадка.

Если производить охлаждение насыщенного раствора медленно, осторожно, не допуская сотрясений и попадания в раствор частиц пыли, то кристаллизация вещества может не произойти. В этом случае получится так называемый пересыщенный раствор, содержащий растворенного вещества гораздо больше, чем требуется для насыщения при данной температуре.

Процесс растворения объясняет гидратная теория растворов Д. И. Менделеева.

Изучая растворы, Д. И. Менделеев пришел к выводу, что растворы представляют собой системы, состоящие не только из растворителя и растворенного вещества, но и из продуктов их взаимодействия.

Сольваты - это комплексы, образующиеся при взаимодействии молекул растворенного вещества с молекулами растворителя.

Сольватация - это процесс образования сольватов.

Если растворитель вода, то комплексы, образованные при взаимодействии молекул воды с молекулами растворенного вещества будут называться гидраты.

Гидратация - это процесс образования гидратов.

Процесс проникновения растворителя в раствор через полупроницаемую перегородку называется осмосом. Чем выше концентрация, тем сильнее выражен осмос.

Сила, уравновешивающая изнутри раствора давление этого столба жидкости, называется осмотическим давлением.

Величина осмотического давления численно равна давлению извне, при котором осмос прекращается.

Растворы с одинаковым осмотическим давлением называют изотоническими. Это растворы с одинаковым количеством растворенного вещества. Так, изотоническим раствором по отношению к плазме крови является физиологический раствор, содержащий 0,9% раствор натрия хлорида.

Стенки растительных и животных клеток представляют собой полупроницаемые перегородки. Постоянно поддерживаемое в них осмотическое давление обуславливает упругость клеток и тканей, так называемый тургор.