Контрольные вопросы

1. Как называются системы, которые состоят: а) из од-

2. ной фазы; б) из двух и нескольких фаз?

3. Дайте понятие скорости в гомогенной и гетерогенной

4. реакций.

5. 3. Перечислите факторы, влияющие на скорость химической реакции.

6. Сформулируйте закон действующих масс и запишите его математическое выражение.

7. Чему равна константа скорости химической реакции?

8. Как формулируется правило Вант-Гоффа?

9. Какие молекулы называются активными?

10. Для чего необходима энергия активации?

11. Какие реакции называются необратимыми, а какие обратимыми? Приведите примеры

12. Что называется химическим равновесием?

13. Что такое константа равновесия?

14. Как формулируется принцип подвижного равновесия Ле-Шателье?

15. Как влияет давление на состояние химического равновесия? Приведите пример.

16. Как влияют температура и концентрация на состояние химического равновесия? Приведите пример.

17. Что такое фазовое равновесие?

18. 16.Сформулируйте правило фаз.

19. Дайте определение скорости химической реакции.

20. Как влияет концентрация исходных веществ и образующихся продуктов на скорость прямой реакции.

21.  Сформулируйте правило Вант-Гоффа. Какое ограничение существует при использовании этого правила для оценки влияния температуры на скорость химической реакции?

22. Объясните физический смысл энергии активации.

23.  В чем заключается сущность действия катализатора на скорость химической реакции?

7. Растворы

7.1. Общие свойства растворов

Раствор это гомогенная система, состоящая из растворителя и растворенного вещества (веществ), содержание которых можно изменять в некоторых пределах не нарушая однородности Растворитель – это вещество, агрегатное состояние которого принимает раствор.

7.1.1. Классификации растворов

Существует большое количество классификаций растворов. Ниже приведены наиболее распространенные из них.

1. По агрегатному состояниюрастворы делят на жидкие, твердые и газообразные. Если растворитель и растворенное вещество находится в одном агрегатном состоянии, то растворителем считают тот компонент, которого больше.

В соответствии с этой классификацией можно выделить следующие типы растворов: твердое вещество в жидкости; газ в жидкости; жидкость в жидкости; твердое в твердом (твердые растворы) и т.д

2. По размеру частиц (растворитель – жидкость, газ) растворы делят на коллоидные – если размеры частиц больше 1 нм и меньше 100 нм (например, молоко) и истинные – если размеры растворенного вещества меньше 1 нм = 10^-9 м. Истинные растворы, в свою очередь делят на молекулярные (раствор сахара в воде) и ионные (раствор хлорида калия в воде).

3. По количеству компонентов растворенного вещества и растворителя: бинарные, тройные и т.д.

4. Важной характеристикой жидких растворов является проводимость (проводят ли электрический ток, содержат ли компоненты, которые способны переносить электричество). Это определяет многие свойства растворов, и, соответственно, дает нам ответ на вопрос какими законами необходимо пользоваться при описании раствора.

С позиции проводимости растворы можно разделить на электролиты и неэлектролиты.

Электролиты – вещества, растворы которых проводят электрический ток и растворенное вещество, преимущественно находится в виде ионов:

АВ +nS ⇄ АВnS ⇄ А⁺xS + В^– (n – x)S,

где S – молекулы растворителя.

Неэлектролиты – вещества, растворы которых не проводят электрический ток и растворимое вещество находится в виде молекул, т.е. не распадается на ионы.

АВ +nS ⇄ АВnS

Для характеристики процесса растворения твердого вещества в жидкости вводят величину коэффициента растворимости (растворимость) – количество вещества (г), растворяющееся в 100 г растворителя.

Если коэффициент растворимости при 25 ºС менее 0,01, то вещество считается нерастворимым. Если коэффициент растворимости менее 1, но более 0,01, то вещество считается малорастворимым. Если коэффициент растворимости более 1, то вещество считается растворимым.

Растворение твердого вещества в жидкости можно представить следующим уравнением:

В_тв. ⇄ В_р-р

Если υ_пр > υ_обр, то преобладает процесс перехода твердого вещества в раствор. Такой раствор содержит растворенного вещества меньше, чем величина его растворимости и называется ненасыщенным. Если υ_пр < υ_обр, то преобладает процесс выпадения твердого вещества в осадок. Такой раствор содержит растворенного вещества больше, чем величина его растворимости и называется пересыщенным. Если υ_пр = υ_обр, то система находится в равновесии и такой раствор называется насыщенным.

Растворимостьвещества измеряется его содержанием в насыщенном растворе.

Как и всякое физико-химическое равновесие, растворимость зависит от температуры.

Таблица 7.1.1

Способы выражения концентраций растворов

Название и обозначение	Определение	Формула	Единицы измерения
Массовая концентрация ω, %	Число граммов (единиц массы) вещества, содержащееся в 100 г (единиц массы) раствора
Молярная концентрация СM	Число молей растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора		моль/л
Молярная концентрация эквивалента (нормальность) Сн	Число эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора
Моляльная концентрация (моляльность) Сm	Число молей растворенного вещества, содержащееся в 1000 г растворителя	;	моль/кг
Титр Т	Число граммов растворенного вещества в 1 см3 (мл) раствора		г/см3
Молярная доля N	Число молей растворенного вещества, отнесенное к общему числу молей		-

Процесс растворимости состоит из двух стадий: разрушение кристаллической решетки твердого вещества и процесс взаимодействия растворителя с частицами растворенного вещества (сольватация). Разрушение кристаллической решетки процесс эндотермический (Δ_RH > 0, Q < 0); а процесс сольватации экзотермический (Δ_solvH < 0, Q > 0). Соответственно, в зависимости от того, изменении энтальпии какой реакции – разрушения кристалла или сольватации – имеет большее значение и будет определяться энтальпия реакции сольватации.

Если | Δ_RH | > | Δ_solvH |, то процесс растворения является эндотермическим, и при повышении температуры растворимость будет увеличиваться.

Например, Δ_раств.Н ⁰₂₉₈(KNO₃) = 35,6 кДж/моль.

Если | Δ_RH | < | Δ_solvH |, то процесс растворения является экзотермическим, и при повышении температуры растворимость будет уменьшаться.

Например, Δ_раств.Н ⁰₂₉₈(КОН) =–55 кДж/моль.

Основной характеристикой растворов является концентрация: это отношение количества растворенного вещества к массе или объему растворителя.

В таблице 8.1.1. приведены наиболее распространенные способы выражения концентраций растворов.

В современных лабораториях такие обозначения концентаций не применяют. Все концентрации обозначаются буквой С и отличаются друг от друга единицами измерения.