Физическая теория образования растворов

Общая характеристика растворов

- определение и особенности образования растворов;

- классификация растворов по фазовому состоянию компонентов;

- особые свойства воды;

- современное состояние теорий о растворах;

-Раствор - однофазная гомогенная система, образованная не менее чем двумя компонентами.

-Растворитель и растворённое вещество- понятие условное, однако, в случае систем газ-жидкость, твёрдое - жидкость, растворителем принято считать жидкое вещество

-Основные параметры, используемые для описания растворов это Т, Р и С.

-Отличие от коллоидных растворов и механических смесей - гомогенность системы.

-Отличие от химических соединений- переменный состав, не подчиняются закону постоянства состава.

-Молекулы жидкости не совершают колебания только около одного положения, но и не могут перемещаться как в газах.

-По мере нагревания жидкостей, сходство их с кристаллами уменьшается и увеличивается сходство с газами.

-газовые растворы (газ + газ);

-растворы газов и жидкостях (газ +жидкость);

- жидкие растворы (жидкость + жидкость); -наиболее распространенное состояние.

-твёрдые растворы (твёрдое + твёрдое);

Химическая теория образования растворов

Одним из наиболее сильных сторонников химической теории являлся Дмитрий Иванович Менделеев.

В 1870-1880гг. он рассмотрел растворение как химический процесс (это подтверждается наличием тепловых эффектов, неравноценным изменением объёма, образованием сольватов).

Физическая теория образования растворов

Алексеев Владимир Фёдорович (сторонник физической теории) рассчитал растворение кК процесс молекулярного броуновского движения и взаимного смещения молекул. Он считал химическое взаимодействие важным, но не обязательным.

В настоящее время признана важность как физического, так и химического факторов.

Образование растворов – физико-химический процесс.

Теория растворов - труднейшая проблема в учении о химической связях и молекулярной физики.

Почему вода- наиболее распространённый растворитель?

- аномальная плотность (большинство жидкостей менее плотно, чем твёрдое состояние), максимальная же плотность воды при +3,98®С (в жидком состоянии);

- очень высокая теплоёмкость;

- высокая величина поверхностного натяжения (сигма);

- высокая диэлектрическая проницаемость;

- высокая теплопроводность;

- высокие температуры плавления и кипения;

Вода может быть переохлаждена до -33®С и перегрета до 200®С.

Химические аналоги воды обладают плотной упаковкой, а вода является жидкостью с пространственным каркасом, благодаря наличием водородных связей, это свойство ещё называется ажурностью воды. Некоторые молекулы воды находятся в узлах каркаса, другие в пустотах, в результате образуется кластерная структура со своеобразными свойствами.

- главная особенность структуры воды – ее ажурность.

Взаимодействие между молекулами в чистых жидкостях является в основном Ван-дер-Вальсовым взаимодействием

Частный случай электростатических сил:

-ориентационное взаимодействие- притяжение между молекулами с постоянным диполем;

- индукционное взаимодействие - между молекулами с постоянным и наведенным диполями;

- дисперсионное взаимодействие - между взаимонаводящимися диполями молекул, момент которых колеблется около 0.

Взаимодействия в растворах многообразны, но определяющими являются короткодействующие силы химического типа, которые быстро убывают с расстоянием. С помощью этих сил в растворе между частицами осуществляется слабые химические взаимодействия, которые оказывают определяющие влияние на все структурные особенности.

Наиболее изученными из таких слабых взаимодействий являются водородные связи, которые играют очень важную роль в теории растворов.

Принято считать, что в любом растворе существует набор ассоциатов и комплексов, знать точное строение которых затруднительно.

- Теория растворов - труднейшая проблема в учении о химической связях и молекулярной физики;

- Нет универсальной теории растворов по концентрационной шкале с учётом физико–химической спецификации взаимодействия ионов, молекул, атомов.

В настоящее время разработаны следующие теории:

- теория предельно разбавленных растворов (идеальных);

- теория растворов не электролитов;

- теория растворов слабых электролитов;

- теория растворов сильных электролитов;

Используется термодинамическая активность (А), дающая возможность применить некоторые закономерности идеальных растворов для реальных.

Дата добавления: 2015-07-11