1. Загальні поняття про розчини

ЛК №3. Тема: Розчини

План:

1. Загальні поняття про розчини

2. Розчинність газів у рідинах

3. Закони Рауля

4. Ізотонічний коефіцієнт

5. Дифузія

6. Осмос та осмотичний тиск

7. Закон розподілу. Екстракція

8. Контрольні питання

1. Загальні поняття про розчини

Розчини – це фізико-хімічні системи, що складаються з двох і більше компонентів. А саме з розчинника та однієї або багатьох розчинених речовин. Розчинник – зберігає свій агрегатний стан, розчинника як правило більше. В залежності від агрегатного стану розчинника розчини бувають газуваті, рідкі та тверді.

Розчини займають проміжне становище між сумішами та хімічними сполуками, а розчинення це фізико-хімічний процес. Він супроводиться виділенням або поглинанням теплоти, при цьому можуть утворюватись гідрати (для водних розчинів) або сольвати. Обем розчину може не співпадати з сумою об’ємів розчинника та розчинених речовин.

За розмірами розчинених частинок розрізняють:

- справжні розчини (розмір розчинених частинок до 1 нм),

- колоїдні розчини (розмір розчинених частинок від 1 нм до 100 нм),

- механічні суміші та суспензії (розмір розчинених частинок більше 100 нм).

2. Розчинність газів у рідинах.

Закон Генрі. Розчинність газу в рідині при постійній температурі пропорційна тиску над рідиною. Для суміші газів розчинність кожного газу в рідині при постійній температурі пропорційна його парціальному тиску над рідиною.

С = кР

З підвищенням температури розчинність газів зменшується. Цю властивість використовують наприклад для видалення розчинених газів з води при кипятінні.

Правило Сеченова. Розчинність газів та неполярних рідин у рідинах зменшується при додаванні електроліту.

3. Закони Рауля

Над розчинником завжди знаходиться тиск пари цього розчинника. В розчинах тиск пари розчинника завжди менший. Тому розчин завжди кипить при більшій температурі, ніж чистий розчинник.

Відносне зниження тиску пари розчинника над розчином дорівнює мольній частці розчиненої речовини.

або

Зменшення температури замерзання розчину відносно температури замерзання чистого розчинника пропорційне моляльній концентрації цього розчину.

Збільшення температури кипіння розчину відносно температури кипіння чистого розчинника пропорційне моляльній концентрації цього розчину.

Моляльна концентрація розраховується за формулою:

4. Ізотонічний коефіцієнт.

В розчинах електролітів за рахунок процесу електролітичної дисоціації збільшується число часток в розчині (молекул та іонів). Це впливає на властивості розчинів.

Ізотонічний коефіцієнт показує у скільки разів збільшується число частинок в розчині електроліту в порівнянні з неелектролітом.

i = 1 + a (n-1)

або

де:

a- ступінь електролітичної дисоціації

n – число частинок що утворюються при повній дисоціації.

Наприклад для хлориду алюмінію який дисоціює за схемою:

AlCl₃ = Al³⁺ + 3 Cl^-

n = 4

Розрахуємо для прикладу ізотонічний коефіцієнт в розчині хлориду алюмінію якщо a=0,86.

i = 1+0,86(4-1) = 3,58

5. Дифузія

6. Осмос та осмотичний тиск

розчинник

розчин

Осмос – одностороння дифузія розчинника через напівпроникнену мембрану що відділяє розчин від чистого розчинника або розчину з меншою концентрацією.

Закон Вант-Гоффа.

Осмотичний тиск пропорційний молярній концентрації та абсолютній температурі.

Для розчинів електролітів враховується також ізотонічний коефіцієнт.

Розчини що мають однаковий осмотичний тиск називаються ізотонічними.

7. Закон розподілу. Екстракція

Розглянемо систему що складається з двох рідин, що не змішуються одна з одною. Наприклад вода та гексан. Якщо в цю систему ввести третій компонент наприклад йод то через деякий час настане рівновага при цьому виконується закон Нернста-Шилова:

Відношення концентрації третього компонента в обох фазах при сталій температурі є величина стала Яка не залежить від концентрації третього компонента.

Цей закон лежить в основі екстракції.

Екстракція – процес виділення розчиненої речовини з розчину за допомогою розчинника (екстрагенту), який не змішується з розчином, але розчинена речовина в екстрагенті розчиняється значно краще.

8. Контрольні питання

9.

Дата добавления: 2015-09-30