32. Растворы (разбавленные, концентрированные, насыщенные, перенасыщенные).
Р-р: гомогенная система, в которой 1 в-во равномерно распределяется в среде другого или других веществ. Понятие р-р может относиться к любому агрегатному состоянию. Р-р: гомогенная система, состоящая из 2 или более самостоятельных веществ/компонетнов. Различают истинные и каллоидные растворы. В истинных растворенное в-во раздроблено до молекулярного состояния. В каллоидных р-рах раситворенное в-во представляет собой агрегаты, состоящие из десятков и тысяч молекул. В растворе различают растворитель и растворяемое в-во. Если 1 компонент - жидкость, а второй - твердой в-во или газ, то жидкость является растворителем, а тв. в-во или газ считается растворенным в-вом. Растворы газа в газе или жидкости в жидкости называются не раствором, а смесью. Разбавленный(разведенный) р-р. Р-р в котором содержание 1 из компонентов намного меньше содержания другого компонента. Концентрированный р-р. Такой р-р в котором содержатся компоненты ~1 порядка. Насыщенный р-р. В котором растворенное в-во при данных условиях более не растворяется, даже при продолжительном перемешивании. Концентрация насыщенного р-ра - мера растворимости в-ва при данных условиях.
Пересыщенный р-р. В котором содержание растворенного в-ва значительно превышает предел насыщения данного раствора. 2 примера: 1) t=20 0C 20% р-р KNO3 (конц)- насыщ 31.5% 2) t=20 0C 0.21% р-р CaSO4 (разбавл) - насыщ 0.21%
33. Физические и химические процессы при растворении. Растворимость твердых тел и жидкостей в жидкостях.
Растворам присущи признаки как хим. соединений и признаки механической смеси. Какие признаки относят его к хим. соед - однородность р-ра, наличие энергетических эффектов при растворении (поглощение/выделение теплоты). Изменение объема при растворении (объем или больше или меньше суммарного объема растворимого и растворителя) - перестройка на молекулярном уровне. Признаки мех. смеси - широкий диапазон изменения состава р-ра (не характерен для хим. соед) Возможность обнаружения в в-вах р-ра свойства отдельных его составляющих компонентов.2 теории растворов. Физическая (Вант-Гофф). Химическая (Менделеев). Согласно физической теории р-ров р-ритель является индифферентной средой в которой равномерно размешаны молекулы растворенного в-ва. Взаимодействия между молекулами нет. (Оправдывается для разбавленных р-ров не электролитов). Согласно теории Менделеева молекулы р-рителя и р-ренного в-ва образуют связи. Молекулы сольватов (гидратов) образуют смеси. Сольваты - непрочные соединения разрушающиеся при небольшом нагреве. Донорно-акцепторные связи, ион-диполь взаимодействие, водородные связи. Тепловые эффекты при растворении. Теплота р-рения в-ва: выделяющееся или поглощающееся кол-во теплоты, при расторении 1 моля в-ва (в почти насыщенном р-ре)
Формула: Теплота р-рения(Q)=Энергия сольватации(Q1)+(-)Энергия разрушения крист. решетки(Q2) + (-) Затраты энергии на диффузию сульватированных молекул вглубь раствора (можно пренебречь)(Q3).
Если (Q1)> (Q2), то (Q)>0, теплота выделяется.Если (Q1)< (Q2), то (Q)<0, теплота поглощается
Растворимость твердых веществ и жидкостей в жидкостях. Растворимость большинства тв. в-в с ростом температуры увеличивается от 0 до 100 гр. Цельсия р-римость NaCl увеличивается на 12%, от 0 до 100 гр. Цельсия р-римость NaNO3 увеличивается в 19 раз. Т.к. теплоты р-рения большинства крист вществ отрицательна (прочная решетка) поэтому с ростом температуры в соответствие принципу Ле-Шателье р-римость должна увеличиваться, дабы скомпенсировать увеличение температуры. Давление практически не влияет на р-рение тв. тел в жидкостях. Т.к. идеальная р-римость передается уравнением Шредера.
Производная >0, т.к. процесс р-рения можно взять как 2 стадии: плавление - смешение расплавленного в-ва и р-рителя
,
т.к. р-р идеален, взаимодействие между
р-рителем и р-ренным в-вом нет, сл ∆Н=0
,
Т.к. с ростом температуры р-римость увелич., то с уменьшением температуры должен идти обратный процесс кристаллизации. Если оч. медленно охлаждать р-р, то можно привести его в пересыщенное состояние, причем р-р будет находиться в нем бесконечно долгое время: (примеры: Na2S2O3, Na2SO4, CH3COONa) Для кристаллов должен быть толчок крупинка в-ва иил встряхивание или пылинка.
Растворимость жидкостей в жидкостях.Обычно при оценке растворов жидкостей применяют следующие правила: 1. Полярная жидкость р-ряется в полярной жидкости. Неполярная жидкость р-ряется в неполярной жидк. 2. Возможны полная и частичная взаиморастворимость. (Частичная - расслаиваемость) C6H5NH2/H2O - 2 слоя Т(крист)=168 град Цельсия Если систему нагревать, то при определенной температуре расслаиваемость исчезает. Давление не оказывает влияния (при давлении в несколько десятков или тысяч атмосфер оказывает).