Растворы. Термодинамика процесса растворения.
Способы выражения концентрации растворов. Коллигативные свойства разбавленных растворов неэлектролитов и электролитов
Лектор: Задорожная А.Н.
Раствор – однофазная система переменного состава, состоящая из двух и более компонентов.
Истинные растворы – термодинамически устойчивая гомогенная система с размером частиц 10-10 – 10-9 м.
Коллоидные растворы – неоднородные гетерогенные системы с размером частиц 10-9 – 10-6 м.
Истинные растворы
|
Неэлектролиты |
Электролиты |
амфолиты |
|
сахароза, глюкоза, |
|
мочевина |
KNO3 K |
|
|
|
Al(OH )3 Al3 3OH |
||
|
NO3 |
H AlO 3H |
AlO3 |
|||
HCl H |
|
Cl |
|
|||
|
|
3 3 |
3 |
|||
3
Процесс растворения
• Физическая модель
Сванте Август Аррениус |
Якоб Хендрик Вант-Гофф |
Вильгельм-Фридрих Оствальд |
(1859-1927) |
(1852-1911) |
(1853-1932) |
Растворение – процесс диффузии.
Растворы – однородные смеси. |
4 |
Процесс растворения
• Химическая модель
Дмитрий Иванович Менделеев |
Иван Алексеевич Каблуков |
Николай Семенович Курнаков |
(1834-1907) |
(1857-1942) |
(1860-1941) |
Растворение – это процесс химического взаимодействия растворяемого вещества с водой – процесс гидратации.
Растворы – это соединения-гидраты. |
5 |
1. Тепловые явления
экзотермические эндотермические
KOH + xH O KOH(H O) |
x |
- 55 кДЖ/моль |
NaOH + xH2O NaOH(H2O)x + 3.8 кДЖ/моль |
|
2 |
2 |
|
|
|
2. Изменение цвета
Белые кристаллы CuSO4 |
выпаривание |
Синие кристаллы |
|
|
|
||
|
|
||
(безводного) |
|
|
CuSO4 · 5 H2O, |
|
|
|
раствор голубого цвета |
Приливание воды |
6 |
Процесс растворения
•Современная (физико-химическая) модель
1.Разрушение структуры исходного вещества
2.Сольватация (гидратация)
3.Диффузия
Растворение – это физико-химический процесс.
Растворы – это однородные (гомогенные) системы, состоящие из частиц растворенного вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия – гидратов.
7
Разрушение структуры исходного вещества
NaCl + nH2O Na+xH2O + Cl-(n-x)H2O
KA+ nH2O K+xH2O + A-(n-x)H2O |
8 |
Термодинамика процесса растворения
G H T S
При растворение жидкостей и твердых веществ S 0
Тепловой эффект растворения ∆H раств
Эндотермический процесс разрушения кристаллической решетки (∆H разр.кр.реш >0).
Экзотермического процесса гидратации переходящих в раствор ионов или молекул (∆H гидр <0).
∆Hраств. = ∆Hразр.кр.реш. + ∆Hгидр.
9
Растворимость
Ненасыщенный раствор – раствор, в котором возможно дальнейшее растворение вещества, без изменения условий
Перенасыщенный раствор – раствор, в котором при данных условиях содержится большее количество растворенного вещества, чем в насыщенном растворе.
Насыщенный раствор – раствор, который содержит максимально возможное количество растворенного вещества, и находится в равновесии с твердой фазой растворенного вещества.
10