Экзаменационный билет № 24

1. Гидролиз солей. Простой (обратимый) и сложный (необратимый) гидролиз (примеры).

2. Понятие о. Свободная поверхностная энергия.

Ответ:

Гидролиз солей.

Взаимодействие ионов соли с водой, приводящее к образованию молекул слабого электролита, называют гидролизом солей.

Различают несколько вариантов гидролиза солей:

• 1. Гидролиз соли слабой кислоты и сильного основания:

Na₂CO₃ + Н₂О = NaHCO₃ + NaOH

CO₃^2- + H₂O = HCO₃^- + OН^-

(раствор имеет щелочную среду, реакция протекает обратимо)

• 2. Гидролиз соли сильной кислоты и слабого основания:

СuСl₂ + Н₂О = CuOHCl + HCl

Cu²⁺ + Н₂О = CuOH⁺ + Н⁺

(раствор имеет кислую среду, реакция протекает обратимо)

• 3. Гидролиз соли слабой кислоты и слабого основания:

Al₂S₃ + 6H₂O = 2Al(OН)₃ + 3H₂S

2Аl³⁺ + 3S^2- + 6Н₂О = 2Аl(OН)₃(осадок) + ЗН₂S(газ)

(Гидролиз в этом случае протекает практически полностью, так как оба продукта гидролиза уходят из сферы реакции в виде осадка или газа).

Соль сильной кислоты и сильного основания не подвергается гидролизу, и имеет нейтральную среду.

Коллоидные системы (коллоиды, др.-греч. κόλλα — клей и εἶδος — вид) — дисперсные системы, промежуточные между истинными растворами и грубодисперсными системами — взвесями и эмульсиями.

Размеры коллоидных частиц варьируются в пределах от 10^-7 до 10^-5 см. В свободнодисперсных коллоидных системах (дымы, золи) частицы не выпадают в осадок.

Основные свойства

• Коллоидные частицы не препятствуют прохождению света.

• В прозрачных коллоидах наблюдается рассеивание светового луча (эффект Тиндаля).

• Дисперсные частицы не выпадают в осадок за счёт броуновского движения.

Основные виды

• дым — взвесь твёрдых частиц в газе.

• туман — взвесь жидких частиц в газе.

• суспензия — взвесь твёрдых частиц в жидкости.

• эмульсия — раствор жидкости в жидкости.

• пена — раствор газа в жидкости или твёрдом теле.

• гель — раствор жидкости в твёрдом теле.

• сплав — раствор твёрдого тела в твёрдом теле.

Коллоидные системы, применяемые в химическом анализе

Из коллоидных систем наибольшее значение для химического анализа имеют гидрозоли — двухфазные микрогетерогенные дисперсные системы, характеризующиеся предельно высокой дисперсностью, в которых дисперсионной средой является вода — наиболее часто применяемый в аналитической практике растворитель. Встречаются также органозоли, в которых дисперсионной средой являются неводные (органические) растворители. В результате молекулярного сцепления частиц дисперсной фазы из золей при их коагуляции образуются гели. При этом не происходит разделения фаз; другими словами, переход золей в гель не является фазовым превращением.

При образовании геля вся дисперсионная среда (например, вода в гидрозоле) прочно связывается поверхностью частиц дисперсной фазы и в ячейках пространственной структуры геля. Гели способны обратимо восстанавливать свою пространственную структуру во времени, но после высушивания наступает разрушение их структуры и они теряют эту способность.

Поверхностная энергия

ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ

энергия, сосредоточенная на границе раздела фаз, избыточная по сравнению с энергией в объеме

Поверхностная энергия связана с межмолекулярным взаимодействием, т.к. состояние частиц (атомов, молекул) на границе раздела фаз отличается от состояния в объеме фаз вследствие нескомпен-сированности силовых полей частиц на пов-сти раздела. 

Обычно, говоря о поверхностной энергии, имеют в виду уд. свободную поверхностную энергию s. С ростом т-ры вдали от критич. точки s линейно уменых ается, тогда как e практически от т-ры не зависит. При приближении к критич. точке различие в св-вах контактирующих фаз сглаживается и поверхностная энергия обращается в нуль

ΔG – свободная поверхностная энергия (энергия Гиббса образования поверхности, Дж)

S – площадь поверхности раздела фаз (м²)

σ – удельная поверхностная энергия (Дж/м²)