Тема 7 растворы

Смеси веществ по степени дисперсности, т.е. по степени раздробленности вещества, представляют собой либо гомогенную систему(истинные ра-ры), либо гетерогенную систему (различные дисперсные системы). Дисперсные системы- гетерогенные системы из 2-х (и более) фаз, характеризующиеся сильно развитой поверхностью раздела между ними. Все дисперсные системы состоят из сплошной фазы- дисперсной среды, и прерывистой фазы- дисперсная фаза. Классификации: а) грубодисперсные (взвеси) –неустойчивые гетерогенные системы с размером частиц в пределах 10˘(-7) ÷ 10˘(-5) м.б)тонкодисперсные(коллоидные системы)-довольно устойчивые микрогетерогенные системы с размером частиц в пределах 10˘(-9) ÷ 5*10˘(-7)м... По агрегатным состояниям дисперсной фазы и дисперсной среды выделяют типы дисп.систем:1.Суспензии-взвеси частиц одного или нескольких твердых веществ в жидкой среде(дисп.фаза-тверд, дисп. среда-жид).Пр: глина в воде. Устойчивые суспензии образуются когда плотность твердой и жидкой фаз почти не различаются, или тверд частицы адсорбируются поля..молекулы жидкой фазы или ионы растворенных веществ.2.Эмульсии-взвеси капель одной или нескольких жидких фаз в среде другой по составу жидкой фазы (дисп фаза жид., дисп среда жид ).Молоко и майонез. Все эмульсии со времен разрушаются, капли при соприкосновении друг с другом сливаются, и система постепенно расслаивается на несмешивающиеся жидкости. 3.Аэрозоли – взвеси жид и тверд частиц в газообразной среде. Туман.(дисп фаза жид, дисп среда газ).4.Пены-взвеси газообразных веществ в жид фазе (дисп фаза –газ, дисп среда-жид).5.Коллоидные Ра-ры (золи)-коллоидные системы, содержащие частицы тверд веществ в жид среде (дисп фаза ТВ, дисп среда жид).Частицы оч мелкие, они участвуют в интенсивном броуновском движении. Частицы дисп фазы золей вместе с окружающей их сольватной оболочкой из молекул(или ионов) дисп среды – мицеллы. Мицелла имеет сложное строение, она состоит из коллоидной частицы, имеющей на своей поверх-ти заряд, обусловленный избирательной адсорбцией ионов, и диффуз алоя ионов, заряд кот-х равен и противоположен по знаку коллоидной частицы.Коллоидная частица включает ядро.Мицелла – электронейтральна,так как заряд коллоидной частицы равен и противоположен по знаку заряда диффуз слоя. Сущ-т лиофильные( гидрофильные, если Ра-ль вода) коллоидные Ра-ры, в кот-х Ра-ль взаимодействует с ядрами коллоидных частиц, и лиофобные(гидрофобные, если Ра-ль вода) коллоидные Ра-ры, в кот-х Ра-ль не взаимоднйствует с ядрами частиц. Ра-ль входит в состав лиофобных частиц лишь как сольватная оболочка адсорбированных ионов или при наличии стабилизаторов, имеющих лиофобную и лиофильную части. По электрической проводимости жидкие Ра-ры делят тоже на 2 вида: Ра-ры неэлектролитов, не способные проводить электр-й ток (к ним относятся молекулярные Ра-ры), а Ра-ры электролитов, способные проводить электрический ток(ионные Ра-ры).По свой-м истинные Ра-ры занимают промежуточное положение между грубодисперсными системами и хим элементами.Ра- как физико-хим процесс...Раствор-ть-способность вещества переходить в раствор. Неограниченная раствор-ть – в системах Ра-ль и Ра-ое вещ-во в 1 фазе. Ра-ть ограниченна- в системах Ра-ль и Ра-ое вещ-во в разных фазах,Ра-ть ограниченна пределом. По мнению Вант-Гоффа: отсутствие взаимод-я Ра-го вещ-ва с Ра-лем. А Ра-ль рассм-я как индифферентная среда.. Химический подход(Менделеев):взаимодействие есть. Современная теория Ра-ров:синтез хим и физ рассм-т процесс Ра-я как физ-хим, а Ра-ры как физ-хим-е системы. Процесс Ра-я состоит из ряда взаимод-й:-разрушение собственной фазы растворЯемого вещ-ва(∆Н1 >0),-разрыв связей между молекулами Ра-ля(∆Н2 >0),-распределение частиц растворЯемого вещ-ва среди молекул Ра-ля (∆Н3 >0),-взаимодействие частиц растворЕнного вещ-ва с мол-ми Ра-ля и образование новых связей между ними(∆Н4 <0)-сольватация. Взаимодействие между частицами Ра-ля и растворенного вещ-ва происходит за счет более слабых, доп-х связей-универсальных мигимолек-х связей(физ-х сил или сил Ван-дер-Вальса) и спец-х мегимол-х связей(хим-е силы). Силы Ван-дер-Вальса-ориентационные, индукционные и дисперсные связи.Ориентационные связи-между полярными мол-ми, индукционные связи-возникают вследствие поляризуемости мол-л, т.е. потому что вызвать увеличение Эл-х дипольных моментов у полярных мол-л растворяемых вещ-в. Дисперсные связи-силы взаимод-я мгновенных Эл-х дипольных моментов, возник-х в сосед-х атомов вследствии движения электронов.Хим-е силы, приводящие к образованию Ра-ов-это водородная связь и ион-дипольное взаимод-е.Водород-я связь возникает между мол-ми имеющими водородосодержащие группировки сильноотриц-х элементов:азота,кислорода,фтора.Ра-ры с сильно выраженными водородными связями образуются водой, жидким аммиаком,кис-тами типа уксусной, спиртами, аминокислотами и тд.Ион-дипольное взаимод-е проявляется при Ра-рении электролитов в полярных Ра-лях….С термодинам-й точки зрения Ра-рение всегда сопровождается убылью энергии Гиббса(∆G<0).При этом не зависимо от знака энтальпии при Ра-рении (∆Н <0, ∆ Н >о) всегда ∆G<0, т.к переход вещ-ва в Ра-р всегда сопровождается стремительным возростанием энтропии(∆S >о). растворяемое вещ-во(фаза)→(вверху:раствор-е)←(образование фазы).Насыщенный Ра-р-ра-р, в котором при данных условиях устанавливается равновесие между раств-ем и образованием. Ненасыщенный Ра-р-ра-р в кот-м при данных условиях предел раствор-ти не достигнут.Концентрация-относительное содержание в Ра-ре раствор-о вещ-ва и Ра-ля.Ра-ры делятся по качеству на разбавленные, в кот-х рстворенного вещ-ва мало, и концентрированные, в кот-х Ра-го вещ-ва много.И те и другие явл ненасыщенными.Растворимость-концентрация насыщенного Ра-ра.Выраж-я в граммах на 100 грамм Ра-ля, эту величину называют коэффициентом раствор-ти или раствор-ю вещ-ва.При увелечении температуры раствор-ть твердых тел и жидкостей в газах всегда увеличивается.Раствор-ть твердых тел в жид-ях в большинстве случаев увеличивается.Ра-ть жид-й в жид-х обычно при увелич-и темпер-ы увеличив-я и выше некот-й температ-ы,кот-я назыв-я критической темп-й Ра-рения, станов-я неограниченной.Раствор-ть газов в жид-х всегда уменьшается (∆Н проц.раствор-я<0) при увелич-и температ-ы. Давление мало сказывается на Ра-ти твердых тел и жид , но сущ-о влияет на Ра-ть газов.Зависим-ть Ра-ти газа от давления определяется законом Генри :при данной температ-ре концентрация раствор-го газа пропорциональна его парциальному давлению Сi=ki*Pi, где Сi-концентрац-я газа в Ра-ре(раствор-ть газа в жид-ти), Pi-парциальное давление газа, ki-константа Генри,к оторая зависит от природы газа и Ра-ля, а ее численное знач-е определ-я выбором единиц давления и концентрации.Для газов, взаимод-х с Ра-лем, а так же при высоких давлениях, наблюдаются отклонения от закона Генри.Для орган=х соединений вещ-во лучше Раствор-я в таких Ра-лях,которые хим-и ему подобны.Пр:углеводороды в углеводородных Ра-лях Закон Рауля относительное понижение давления насыщенного пара Ра-ля над Ра-ром равно мольной доле растворенного вещ-ва……. ...…………………………………………………………………………………..Следствие из закона Рауля Повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания Ра-ра пропорционально его моляльной концентрации………………… Ра-ры электролитов. Электролиты-вещ-ва, Ра-ры, расплавы которых проводят Эл-й ток за счет присутствия электрически заряженных частиц-ионов. Впервые св-ва электролитов были объяснены Сванте Аррениусом на сонове теории электр диссоциации.Основные положения: 1)при раствор-и солей,кислот, оснований в воде происходит диссоциация этих вещ-в с образованием электрически заряженных частиц катионов и анионов.Катионы-положительнозаряженные частицы, Анионы – отрицательно заряженные частицы. 2) электрическая проводимость водных Ра-ров солей , кислот и оснований пропорциональна общей концентрации ионов в Ра-ре. Электролитическая диссоциация(те распад электролита на ионы)простых и комплексных кислот, оснований, солей.Она протекает обратимо в Раах слабых электролитов и практически необратимо-в Ра-ах сильных электролитов.Степень диссоциации электролита(d)-это отношение числа его молекул, распавшихся на ионы, к общему числу растворенных молекул. По степени электрической диссоциации электролиты условно делят на сильные, средней силы и слабые.

Гидролиз-реакции обменного разложения между водой и соответствующими соединениями.Гидролиз солей- взаимодействии ионов растворенной соли с водой, сопровождающейся разложением воды и приводящкее к образованию слабых электролитов (малодиссоциируемых соединений). Факторы, влияющие на гидролиз:а) температура Ра-ра, тк гидролиз процесс эндотермический,б)концентрация Ра-ра-разбовление Ра-ра-гидролиз усиливается,в)добавление щелочи-гидролиз по катиону усиливается. Для процессов обратимого гидролиза вычисляют константу гидролиза Кт, степень гидролиза h и равновесные концентрации продуктов гидролиза. Буферные Ра-ры-ра-ры с определенной концентрацией водородных ионов, незначительно меняющие значение ph при разбовлении. Концентрировании,а также при добавлении небольших количеств сильных кислот или оснований.Типы буферных Ра-ров:а)буферные Ра-ры состоящие из слабой и ее гидролитически щелочной соли (то есть соли образованной этой кислотой и сильным основанием, б) буферные Ра-ры состоящие из слабового основания( то есть соли образованной этим основанием и сильной кислотой).Буферным действием обладают так же смеси солей многосоновной кислоты константы диссоциации которой по разным стадиям сильно отличаются друг от друга.У буферных Ра-ров есть способнось сохранять ph при разбовлении или концентрировании Ра-ров.Гидролиз солей он протекает обратимо в случае гидролиза по катиону и в случае гидролиза по аниону.и необратимо практически-гидролиз и по катиону и по аниону. Реакции ионного обмена(без изменения степени окис-я) они протекают практически необратимо в случае образования малорастворимого соединения, оч слабого электролита и газообразного вещ-ва(при усл, что хим-я система открытая), те в случае уменьшения СM ионов. Окислительновосстановительные процессы (с изменением степени окисл-я элементов), в том числе и процессы с участием электролитов:катодные и анодные процессы в гальван-х элементах, при электрохим-й коррозии металлов, при электролизе.Электролиты различной силы приминительно к водным Ра-рам.

………таблица…….

К обратимым процессам, протекающим в Ра-рах электролитов, применим закон действующих масс. Константа равновесия устанавливающегося в рез-те того или иного обратимого, носит название константы этого процесса и хар-ет его. а)процесс диссоциации слабых кис-т и оснований Кgкисл….H2SeO3→←Н˘(+) HSeO3˘(-), Кg1=[ Н˘(+)][ HSeO3˘(-)]/[ HSeO3]=3, 5 *10