Курс «Общая химия»
Лектор: проф. Боева Майсара Каримовна
Башкирский государственный университет Кафедра неорганической химии
1
Лекция № 6 ХИМИЯ РАСТВОРОВ
(Коллигативные свойства растворов)
2
Раствор - однородная многокомпонентная система, состоящая из растворителя, растворённых веществ и продуктов их взаимодействия.
Растворение — переход молекул вещества из одной фазы в другую (раствор, растворенное состояние). 3
Системы
Гомогенные |
|
|
|
|
Гетерогенные |
Микрогетерогенные |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
10 |
|
7 |
Размер |
|
10 10 |
10 |
9 |
8 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
частиц, м |
|
Истинные |
|
|
Коллоиды |
Суспензии и |
||||||
растворы |
|
|
|
|
эмульсии |
|||||
Классификация физико-химических систем по размерам частиц
4
По агрегатному состоянию растворы могут быть жидкими (морская вода), газообразными (воздух) или твёрдыми (сплавы металлов). Размеры частиц в истинных растворах - менее 10-9 м.
Если молекулы или ионы в растворе присутствуют в таком количестве, что не происходит дальнейшего растворения вещества, раствор называется насыщенным. Иначе говоря, насыщенным называет-ся раствор, который находится в динамическом равновесии с осадком растворенного вещества.
Если насыщенный раствор осторожно охладить, то избыточное количество растворенного вещества не всегда выпадает в осадок. В этом случае мы имеем пересыщенный раствор. Пересыщенные растворы неустойчивы. Помешивание, встряхивание, добавление крупинок соли может вызвать выпадение вещества в осадок и переход раствора в насыщенное устойчивое состояние.
Ненасыщенный раствор - раствор, содержащий меньше растворен- ного вещества, чем насыщенный.
Пересыщенный раствор - раствор, содержащий больше растворен- ного вещества, чем насыщенный.
5
Способы выражения концентраций растворов
Массовая доля растворённого вещества (w) - безразмерная величина, равная отношению массы растворённого вещества к общей массе раствора:
w mв-ва mр-ра
Молярная концентрация (CM) – число молей растворённого вещества в 1 литре раствора:
СM |
nв-ва |
|
mв-ва |
, моль/л |
|
Mв-ваVр-ра |
|||
|
Vр-ра |
|
||
Нормальная концентрация (CN) – число моль-эквивалентов вещества в 1 литре раствора
СN nг-э. в-ва |
mв-ва |
, г - экв/л |
|
Эв-ваVр-ра |
|||
Vр-ра |
6 |
Процентная концентрация (Р) – число граммов растворенного вещества в 100 г раствора:
Pmв-ва 100, %
mр-ра
Моляльная концентрация (m) – число молей растворённого вещества в 1 кг растворителя:
m mр-ля |
Mв-ва |
Vр-раρр-ра mв-ва , моль/кг |
||
|
nв-ва |
|
|
mв-ва |
Мольная доля (N) – безразмерная величина, равная отношению числа молей растворённого вещества к общему числу молей раствора:
N nв-ва nв-ва nр-ля
7
Условие самопроизвольности образования растворовGp < 0, Hp - T Sp < 0, Sp > Hp/T
Газовые смеси – идеальные растворы
μг μг0 RTlnpH2O
Жидкие растворы – растворитель + растворенное вещество
μж μ0ж RTlnxр-ля |
Xi – мольная доля |
|
растворителя |
μгi μiж - равновесияусловие
8
Рассмотрим равновесие
H2Oж H2Oпар
При равновесии
μпар μж 0
H2O H2O
μг0 RTlnpH2O μ0ж RTlnxр-ля
μ0ж - μг0 RTlnpH2O RTlnxр-ля
Учитывая, что |
μ0ж - μг0 RTlnp0H2O |
|
где р0 – давление пара над чистым растворителем, р – давление пара растворителя над раствором
RTlnp0H2O RTlnpH2O RTlnxр-ля |
|
RTlnxр-ля RTlnpH2O RTlnp0H2O |
9 |
RTlnxр-ля RTlnpH2O RTlnp0H2O
xр-ля 1 xв-ва
1 - xв-ва pp0H2O
H2O
xв-ва |
p0 |
- p |
H2O |
H2O |
|
||
p0H2O |
|
||
|
|
||
Это первый закон Рауля – относительное понижение давления пара растворителя над раствором равно мольной доле раст- воренного вещества
10