Лекция 14. Дисперсные системы и общие понятия о растворах Растворы

Истинные растворы – гомогенные (однородные) многокомпонентные системы переменного состава.

Размер частиц (молекул, атомов, ионов): ≤ 5^.10^-9 м (≤ 5 нм)

Если размеры частиц ˃ 5 нм — система гетерогенная (дисперсная).

гомогенные микрогетерогенные гетерогенные

10^-9 10^-8 10^-7 10^-6 м (размер)

и стинные коллоидные суспензии, эмульсии

растворы механические смеси

Простейшие составные части раствора - компоненты: растворитель и растворенное вещество.

Растворитель - компонент, присутствующий в растворе в большем количестве, и не меняющий фазового состояния при его образовании.

В зависимости от агрегатного состояния компонентов растворы бывают:

1. твердые:

(замещения, внедрения)

Au-Cu H₂-Pd

2. Газообразные: (газовые смеси) Воздух: о2, n2, Ar, н2о (пары)

3. жидкие

Ж – Т Ж – Ж Ж – Г

Н₂О – NaCl Н₂О - С₂Н₅ОН Н₂О - СО₂

С₂Н₅ОН - С₁₂Н₂₂О₁₁ Н₂О - Н₂SО₄ Н₂О - НCl

Жидкие растворы

В зависимости от природы растворителя растворы бывают:

Водные Неводные

растворитель – Н₂О все другие растворители:

бензол (С₆Н₆), ацетон (С₃Н₆О)

По способности проводить электрический ток:

Растворы электролитов Растворы неэлектролитов

проводят эл. ток не проводят эл. ток

Способы выражения концентрации растворов.

Молярная концентрация, с_М [моль/л, моль/дм³ ]: количество растворенного вещества в единице объема раствора

Молярная концентрация эквивалента (нормальная концентрация), с _эк [моль/л, моль/дм³ ]: количество эквивалента растворенного вещества в единице объема раствора

Пример:

C_М (Н₂SО₄) = 2 моль/л Э (Н₂SО₄) = ½ Н₂SО₄ Þ

f (Н₂SО₄) = 1/2 С_эк = = 4 моль/л.

Всегда численно с_эк ˃ с_М для многоосновных кислот и многокислотных оснований.

Титр Т [г/мл, г/см³]: масса растворенного вещества (в граммах) в 1 мл раствора

Массовая доля вещества, w (доли или %): отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора (показывает, сколько граммов растворенного вещества содержится в 100 г раствора)

r - плотность раствора [г /мл, г/см³]

Моляльность, c_m [моль/кг, моль/1000 г р - ля ]: количество растворенного вещества в 1 кг, или 1000 г растворителя

Молярная доля вещества, χ_i (доли или %): отношение числа молей одного из компонентов раствора (данного вещества) к сумме молей всех компонентов раствора.

ПРИМЕР. Имеется раствор H₃PO₄ с массовой долей w = 30% и плотностью r = 1,18 г/см³. Вычислите с_{М ,} с_{эк ,} Т, c_m и χ H₃PO₄ в этом растворе.

1. Молярность - ?

Масса 1л раствора равна:

m_р-ра = r_р-раV_р-ра = 1,18×1000 = 1180 г.

В 1 л р-ра:

m(H₃PO₄) = (m_р-ра ∙ w)/100% = (1180×30)/100 = 354 г.

M(H₃PO₄) = 98 г/моль.

v( H₃PO₄)= m(H₃PO₄)/M(H₃PO₄) =354/98 = 3,61 моль.

Þ с_М = 3,61 моль/л, (3,61 М H₃PO₄).

2. Нормальность -?

Э(H₃PO₄) =1/3 H₃PО₄, f_э (H₃PO₄) = 1/3

в 1 моле H₃PО₄ содержится 3 моль-эквивалента

Þ в 1 л раствора 3,61×3 = 10,83 моль -экв Н₃РО₄.

моль/л

с_эк = 10,83 моль/л, (10,83 н H₃PO₄).

3. Титр -?

г/мл

Т= 0,354 г/мл/

4. Моляльность - ?

В 100 г раствора: 30 г Н₃РО₄ и 70 г Н₂О.

В 1000 г Н₂О:

m (H₃PO₄)= (1000×30)/70 = 428,5 г.

v(H₃PO₄) = m(H₃PO₄)/M(H₃PO₄) = 428,5/98 = 4,37 моля.

Þ с_m = 4,37 моль/1000 г Н₂О.

5. Молярная доля - ?

В 1л раствора:

m(H₂O) = 1180 – 354 =826 г.

v(H₂O) = m(H₂O)/M(H₂O) = 826/18 = 45,89 моль.

χ (H₃PO₄ ) = 0,073.