31. Гидролиз солей. Степень гидролиза и константа гидролиза. Расчёт водородного показателя (рН) растворов гидролизующихся солей.
Гидролиз
солей
– это реакция обмена между солью и
водой, которая сопровождается образованием
слабого электролита (слабой кислоты
или основания) и изменением рН среды.
Гидролиз – это обратимы процесс, т.е.
идет до установления хим. равновесия.
Реакция гидролиза является обратной
р-ии
нейтрализации.
Гидролизу
подвергаются только соли,
образованные: слаб. кислотой и сильн.
основанием; сильн. кислотой и слабым
основанием; слаб. кисл. и слаб. основанием.
Количественное
описание процесса гидролиза.
Как и любой равновесный процесс протекает
до установления равновесия, которое
количественно характеризуется: степенью
гидролиза h,
константой гидролиза Кг, величиной
равновесных концентраций продуктов
гидролиза.
.
Константа гидролиза
Величины равновесных концентраций
Влияние
различных факторов на гидролиз.
Концентрация
.
Рост концентрации электролита приводит
к подавлению гидролиза. Температура.
Реакция гидролиза – эндотермическая.
Повышение температуры усиливает
гидролиз. Присутствие
третьего компонента.
Добавление в-в, связывающих
продукты,
приводит к
усилению
гидролиза. Добавление в-в, повышающих
концентрацию
продуктов гидролиза, приводит к
подавлению
гидролиза.
32. Обменные реакции в растворах электролитов (реакции с образованием осадков малорастворимых веществ, слабых электролитов, газов). Направление протекания реакций обмена для случая, когда одновременно среди исходных веществ и продуктов реакции имеются малорастворимые вещества или слабые электролиты.
Снижение растворимости малорастворимого электролита в присутствии другого электролита, имеющего с первым общий ион, получило название эффекта общего иона. Условия протекания реакций ионного обмена до конца: образование малорастворимого в-ва (осадок), образование газообразного в-ва (газ), образование слабого электролита (вода). Механизм р-ии ионного обмена, когда малораств. электролит входит в состав исходных в-в и в состав продуктов р-ии. Побеждает «сильнейший», т.е. тот, который образует более прочное соединение.
Условия протекания р-ии ионного обмена в прямом направлении
33. Окислительно-восстановительные реакции (овр). Классификация овр. Межмолекулярные, внутримолекулярные реакции, реакции диспропорционирования. Окислитель. Восстановитель.
ОВР – это реакции, протекающие с изменением степени окисления атомов хим. элементов, входящих в состав реагирующих в-в. Степень окисления – это реальный или условный заряд, который приписывают атому в соединении, предполагая, что оно состоит из ионов. СО определяется числом смещенных к атому (от атома) электронов СО – это реальный или условный заряд. Валентность – это св-во атомов хим. элементов образовывать определенное число хим. связей с атомами других элементов. Валентность определяется числом образованных атомом хим. связей. Окисление – это процесс отдачи е атомом, молекулой или ионом. Если атом отдает е, то его СО увеличивается. Атом, который отдает е – восстановитель. Восстановление – это процесс присоединение е атомом, молекулой или ионом. Если атом принимает е, то его СО уменьшается. Атом, который принимает е – окислитель. ОВР представляет собой единство двух противоположных процессов – окисления и восстановления. Основные типы ОВР. 1.Межмолекулярные – атомы окислителя и восстановителя принадлежат разным частицам. 2.Внутримолекулярные – атомы окислителя и восс-ля принадлежат одной частице и являются атомами разных хим. эл-ов. 3.Диспропорционирования – атом одного и того же хим. эл-та (но не один и тот же атом), находящийся в промежуточной СО выступает и как ок-ль и как восс-ль.
34. Коллигативные свойства растворов неэлектролитов. Закон Рауля. Фазовая диаграмма воды. Изменение температур замерзания и кипения водных растворов. Явление осмоса. Уравнение Вант-Гоффа для осмотического давления. Изотонический коэффициент, учитывающий процессы диссоциации и ассоциации частиц в растворах.
Свойства разбавленных растворов, зависящие только от количества нелетучего растворенного вещества, называются коллигативными свойствами. К ним относятся понижение давление пара растворителя над раствором, повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания раствора, а также осмотическое давление.
35. Дисперсные системы и их классификация (в зависимости от соотношения агрегатного состояния дисперсная фаза/дисперсионная среда; характера взаимодействия дисперсной фазы с дисперсионной средой, структурно-механических свойств). Способы получения дисперсных систем (методы диспергирования и конденсации)
Дисперсная система – это система, в которой хотя бы одно вещество находится в раздробленном состоянии. Дисперсная система имеет два характерных признака: гетерогенность и дисперсность. Гетерогенность означает, что система состоит как минимум из двух фаз. Особенность дисперсных систем в их дисперсности – одна из фаз должна быть обязательно раздробленной, ее называют дисперсной фазой (ДФ). Сплошная среда, в которой раздроблена ДФ, называется дисперсионной средой (ДС). Данная классификация пригодна только для систем с жидкой ДС. Классификация по взаимодействию дисперсной фазы и дисперсионной среды. 1. Лиофобные, в них ДФ не способна взаимодействовать с ДС, следовательно в ней растворяться. Это коллоидные растворы, микрогетерогенные системы. 2. Лиофильные, в них ДФ взаимодействует с ДС и при определенных условиях в ней растворяться, к ним относятся растворы коллоидных ПАВ и растворы ВМС. Классификация по межчастичному взаимодействию. 1. Свободнодисперсные, в таких системах частицы ДФ не связаны друг с другом и способны перемещаться в ДС. 2. Связанодисперсные, в таких системах частицы ДФ связаны друг с другом за счет межмолекулярных сил, образуя пространственные сетки. Частицы ДФ не способны перемещаться и совершают только колебательные движения.
Общие условия получения коллоидных растворов – нерастворимость частиц ДФ в ДС и наличие в среде стабилизатора. Кол. р-ры занимают промежуточное положение между истинными растворами и грубодисперсными системами. Следовательно, получить кол. р-ры можно измельчением крупных частиц до кол. размеров (диспергационные методы) и укрупнение молекул и ионов (конденсационные методы). Существую следующие диспергационные методы: 1. Механическое дробление (истирание, расщепление,удар, раздробление). Обычно осуществляется в шаровых мельницах. 2. Диспергирование ультразвуком (за счет разрывающих усилий). 3.Электрическое диспергирование (распыление в вольтовой дуге). Конденсационные методы – это способы получения коллоидных растворов путем объединения (конденсации) молекул и ионов в агрегаты коллоидных размеров. Система из гомогенной превращается гетерогенную, т.е. возникает новая фаза (ДФ). Обязательным условием является пересыщенность исходной системы. Бывают- физические и химические.
Физическая конденсация. Первоначально вещество находится в виде молекул или ионов. Необходимо создать условия, при которых оно будет конденсироваться, образуя ДФ, причем конденсация должна прекратиться, когда частицы достигнут коллоидных размеров. Физическая конденсация может осуществляться из паров или путем замены растворителя. Химическая конденсация. В этих случаях вещество, образующее ДФ, получается в результате химической реакции. Чтобы образовался коллоидный раствор, необходимо соблюдение трех условий: 1.Чтобы вещество ДФ было нерастворимо в ДС. 2.Чтобы скорость образования зародышей кристаллов была гораздо больше, чем скорость роста кристаллов. 3.Чтобы одно из веществ было взято в избытке.
36. Коллоидные растворы. Особенности свойств коллоидных систем (оптические и электрокинетические свойства). Строение мицеллы. Правило Панета – Фаянса. 37.Электрокинетические свойства коллоидных растворов. Строение двойного электрического слоя. Потенциалопределяющие ионы, противоионы. Электрофорез и электроосмос – объяснение механизма с позиций строения мицеллы.
Коллоидными растворами называются высокодисперсные гетерогенные системы, в которых хотя бы одно вещество находится в коллоидном состоянии. Коллоидное состояние – это высокодисперсное состояние, когда вещество раздроблено до частиц размерами 10-7- 10-5 см, невидимых в оптический микроскоп, но представляющих собой агрегаты, состоящие из множества молекул, ионов, такого множества, что этим частицам присущи свойства отдельной термодинамической фазы. Оптические свойства коллоидных растворов. При падении света на дисперсную систему могут наблюдаться следующие явления: Прохождение света через систему; Преломление света частицами ДФ; Отражение света частицами ДФ; Отражение света частицами ДФ; Рассеяние света. Характер наблюдаемых явлений зависит от размеров частиц ДФ, от их соотношения с длиной волны падающего света. Белый свет (дневной, солнечный свет) полихроматичен, длина волны меняется от 4·10-5 см (фиолетовый свет) до 7·10-5 см (красный свет). Прохождение света наблюдается для прозрачных систем, в которых частицы гораздо меньше длины волны падающего света. Это имеет место в случае истинных растворов и большинства индивидуальных жидких веществ. Преломление и отражение света наблюдаются для систем, в которых частицы ДФ значительно больше длины волны падающего света. Это характерно для микрогетерогенных и грубодисперсных систем. Визуально это выражается в мутности этих систем. Рассеивание света наблюдается для систем, в которых частицы ДФ меньше, но соизмеримы с длиной падающего света. Именно такое соотношение выполняется для коллоидных растворов (размер частиц 10-5- 10-7 см). Итак, наиболее типичное оптическое явление в коллоидных растворах – это светорассеивание (опалесценция).Опалесценцию, обусловленную светорассеиванием наблюдал Тиндаль (1869), он обнаружил образование светящегося конуса при пропускании света через коллоидный раствор (конус Тиндаля) (рисунок 3). Интенсивность рассеянного света обратно пропорциональна длине волны в четвертой степени. Это означает, что при прохождении через коллоидный раствор пучка белого света преимущественно рассеиваются короткие волны – синей и фиолетовой частей спектра. Поэтому бесцветный золь в рассеянном свете имеет голубоватую окраску. Электрические свойства коллоидных растворов. В 1808 году Ф. Ф. Рейс, изучая процесс электролиза воды. С этой целью он заполнил среднюю часть U- образной трубки толченым кварцем (создал капиллярно –пористую перегородку) и подал на электроды напряжение (рис.4). Он обнаружил, что вода перемещается в сторону отрицательного электрода. Это явление получило название электроосмоса. Т.к в отсутствии капиллярно – пористой перегородки движения воды не наблюдалось, последовал вывод, что при контакте с кварцем вода приобретает положительный заряд. Электроосмос – это явление переноса диспесионной среды через неподвижную капиллярно- пористую перегородку под действием электрического поля.Далее Рейс поставил следующий опыт. Он погрузил во влажную глину две стеклянные трубки, заполнил их водой, в трубки ввел электроды и подал на них постоянное напряжение. Он обнаружил, что вода перемещается к отрицательному электроду (как в предыдущем опыте), и одновременно частицы глины перемещаются к положительному электроду (вода в трубке помутнела). Это явление получило название электрофореза. Электрофорез – это явление переноса частиц дисперсной фазы под действием внешнего электрического тока. Данные явления называют – электрокинетическими. Причина электрокинетических явлений заключена в противоположности знаков зарядов твердой частицы и жидкой дисперсионной среды. Это объясняется тем, что на поверхности твердой частицы существует двойной электрический слой (ДЭС). Образование ДЭС. Возможны два способа образования ДЭС- избирательная адсорбция поверхностью твердой частицы из ДС и ионизация поверхностных молекул твердой частицы (см. «Электрохимия»). Избирательная адсорбция. Избирательная адсорбция ионов, способных достраивать кристаллическую решетку частицы ДФ, происходит в соответствии с правилом Панета- Фаянса. Правило Панета – Фаянса: на поверхности твердой частицы избирательно адсорбируются только те ионы, которые способны достраивать ее кристаллическую решетку. Предположим, что твердые частицы хлорида серебра диспергированы в водном растворе хлорида калия. В данном случае на поверхности будут сорбироваться ионы хлора, так как они входят в состав кристаллической решетки и будут придавать частице отрицательный заряд, одновременно прилегающая к частице жидкая среда приобретает положительный заряд, т.е. возникает ДЭС. Ионы хлора называются - потенциалопределяющими ионами (т.к. они придают заряд частице), а ионы калия - противоионами. Строение ДЭС. Мицелла. Рассмотрим строение ДЭС на следующем примере: AgNO3 (изб) + KI = AgI↓ + KNO3 Строение ДЭС (рисунок ): 1)ДЭС образован потенциалопределяющими ионами, находящимися на поверхности твердой частицы и эквивалентным количеством противоионов. 2)Потенциалопределяющие ионы прочно связаны с твердой частицей хемосорбционными силами и равномерно распределены по поверхности. Образуют ядро.3)Слой противоионов имеет сложное строение и состоит из 2-х частей: плотного слоя (адсорбционного) и диффузионного слоя. 4)Адсорбционный слой противоионов примыкает к заряженной поверхности твердой частицы и связан с ней адсорбционными и электростатическими силами. Эта связь настолько прочная, что противоионы адсорбционного слоя перемещаются вместе с твердой частицей, образуя с ней единое целое – коллоидную частицу. Образуют гранулу. 5)Диффузионный слой образуют частицы, которые находятся от поверхности заряженной частицы на большем расстоянии, чем адсорбционные противоионы. Они притягиваются только электростатическими силами, а следовательно, менее прочно, чем адсорбционные противоионы. При движении твердой частицы они от нее отрываются. 6)Электрически нейтральную коллоидную частицу называют мицеллой (рисунок).
