Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«Ярославский государственный технический университет»

Кафедра «Общей и физической химии»

Реферат принят

с оценкой

Преподаватель,

Е. А. Смирнова

19.11.12

Реферат на тему

“ТЕОРИИ РАСТВОРОВ”

Реферат выполнила

студентка гр. ХТХ-19

Н. А. Горголь

19.11.12

2012

Содержание

1. Введение

2. Основная часть

2.1. Гидратная теория растворов Д. И. Менделеева

2.2. Электролитическая теория растворов

3. Заключение

4. Список источников

1. Вступление

Растворы играют ключевую роль в природе, науке и технике. Вода – основа жизни, всегда содержит растворенные вещества. Пресная вода рек и озер содержит мало растворенных веществ, в то время как морская вода содержит около 3,5% растворенных солей.

Первичный океан по предположениям, содержал всего 1% растворенных солей. «Именно в этой среде впервые развивались живые организмы, из этого раствора они черпали ионы и молекулы, которые необходимы для их дальнейшего роста и развития… Со временем живые организмы развивались и преображались, поэтому они смогли оставить водную среду и перебраться на сушу и затем подняться в воздух. Они получили эти способности, сохранив в своих организмах водный раствор в виде жидкостей, которые содержат жизненно важный запас ионов и молекул» – именно такими словами описывает роль растворов в природе знаменитый американский химик, лауреат Нобелевской премии Лайнус Полинг. Внутри каждого из нас, в каждой клетке нашего организма – содержатся воспоминания о первичном океане, месте в котором зародилась жизнь, - водном растворе, обеспечивающем саму жизнь.

В любом живом организме постоянно течет по сосудам – артериям, венам и капиллярам – необычный раствор, который составляет основу крови, массовая доля солей в нем такая же, как в первичном океане, – 0,9%. Сложные физико-химические процессы, протекающие в организме человека и животного, также взаимодействуют в растворах. Процесс усвоения пищи связан с переводом высокопитательных веществ в раствор. Природные водные растворы напрямую связаны с процессами почвообразования, снабжением растений питательными веществами. Такие технологические процессы в химической и многих других отраслях промышленности, например производство удобрений, металлов, кислот, бумаги, происходят в растворах. Современная наука занимается изучением свойств растворов. Растворы отличаются от других смесей тем, что частицы составных частей располагаются в них равномерно, и в любом микрообъеме подобной смеси состав будет одинаков.

Именно поэтому под растворами понимали однородные смеси, которые состоят из двух или более однородных частей. Такое представление исходило из физической теории растворов.

Приверженцы физической теории растворов, которой занимались Вант-Гофф, Аррениус и Оствальд, считали, что процесс растворения является результатом диффузии.

Д. И. Менделеев и сторонники химической теории считали, что растворение является результатом химического взаимодействия растворенного вещества с молекулами воды. Химическое взаимодействие обычно сопровождается тепловыми явлениями. К примеру, растворение серной кислоты в воде проходит с выделением такого колоссального количества тепла, что раствор может закипеть, именно поэтому кислоту льют в воду, а не наоборот. Растворение таких веществ как хлорид натрия, нитрат аммония, сопровождается поглощением тепла.

М. В. Ломоносов доказал, что растворы превращаются в лед при более низкой температуре, чем растворитель.[1]

2.1. ГИДРАТНАЯ ТЕОРИЯ РАСТВОРОВ Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА

В 1905 году Д. И. Менделеев скажет: «Всего четыре предмета составили моё имя, периодический закон, исследование упругости газов, понимание растворов как ассоциации и „Основы химии“. Тут моё богатство. Оно не отнято у кого-нибудь, а произведено мною…».

На протяжении всей своей научной жизни у Д. И. Менделеева не ослабевал интерес к «растворной» тематике. Наиболее значительные его исследования в этой области относятся к середине 1860-х, а важнейшие — к 1880-м годам.

Работы Д.И.Менделеева по теории растворов далеко не так известны, как открытый им Периодический закон. А ведь именно этими трудами он заложил основы такой современной науки, как физическая химия растворов.

В 1864 году Д.И.Менделеев защитил диссертацию «Рассуждение о соединении спирта с водою». В этом исследовании он отмечал сжатие раствора при смешивании спирта с водой, которое максимально проявлялось при 0оС для 46% раствора спирта. Это была его первая серьезная работа по растворам, и именно она явилась основой для создания гидратной теории растворов. В гидратной теории растворы рассматривались как системы, в которых происходит взаимодействие растворенного вещества с молекулами растворителя.

7 мая 1887 года в Русском физико-химическом обществе Д. И. Менделеев сделал доклад, посвященный вопросу о существовании гидратов определенного состава в растворе спирта в воде. В этом докладе, основываясь на своих данных и результатах, полученных рядом исследователей, он утверждал, что в растворе образуются три гидрата спирта, а именно: одна молекула спирта с двенадцатью, тремя и одной молекулой воды. В дальнейшем в своих работах по растворам Менделеев сформулировал теорию, согласно которой в растворе происходит не механическое распределение частиц, а химическое взаимодействие, в результате которого образуются соединения неопределенного состава – гидраты. Для окончательного доказательства наличия гидратов в растворах Менделеев провел новое обширное исследование. В 1887 году из печати вышла его монография «Исследование водных растворов по удельному весу», в которой с большой тщательностью исследованы все факторы, влияющие на плотность водно-спиртовых растворов – содержание спирта, температура, сжатие при смешивании спирта с водой.

«Гидратная» теория Менделеева, по существу явилась историческим предшественником теории электролитической диссоциации С.Аррениуса, а в дальнейшем – переросла в более общую теорию, в соответствии с которой первоначальная гидратация ионов является непременным условием диссоциации.[2]

Менделеев действительно использовал в своей работе водно-спиртовые смеси, но не как прообраз современной водки, а как идеальные «модели», с помощью которых можно было изучать многие физико-химические явления, связанные с процессами растворения. [3]