🗊Презентация Растворы. Классификация дисперсных систем

Содержание Классификация дисперсных систем Основные понятия Концентрация растворов Энергетические эффекты при образовании растворов Растворимость веществ Закон распределения. Экстракция

Дисперсные системы

Классификация дисперсных систем

Классификация растворов Раствор – многокомпонентная гомогенная система переменного состава

Способы выражения концентрации Массовая доля вещества – отношение массы растворенного вещества (mB) к массе раствора (mp) Процентная концентрация – отношение массы растворенного вещества (mB) к массе раствора (mp), выраженное в процентах – плотность раствора, г/мл Vp – объем раствора, мл

Способы выражения концентрации Молярная доля вещества В – отношение количества вещества В к общему количеству веществ, образующих раствор i – число веществ в растворе Молярная концентрация (молярность) – отношение количества растворенного вещества к объему раствора (Vp), выраженному в литрах. Размерность молярной концентрации – моль/л mB – масса растворенного вещества В, г МB – молярная масса растворенного вещества В, г/моль

Схемы фазового равновесия растворенное вещество раствор Растворенное вещество: твердое жидкое газообразное ● - частицы растворенного вещества - частицы растворителя

Насыщенные растворы. Растворимость Насыщенный раствор – находящийся в фазовом равновесии с растворяемым веществом Растворимость вещества (моль/л) при данных температуре и давлении определяется концентрацией насыщенного раствора Ненасыщенные растворы – в которых содержание растворенного вещества меньше, чем в насыщенном растворе этого же вещества при данных температуре и давлении Пересыщенные растворы – в которых содержание растворенного вещества больше, чем в насыщенном растворе этого же вещества при данных температуре и давлении. Пересыщенные растворы неустойчивы

Физико-химические процессы при растворении Растворение - совокупность физико-химических процессов, среди которых выделяют три основных, протекающих одновременно: разрыв внутри- и межмолекулярных связей в растворяющемся веществе(в том числе, разрушение кристаллической решетки в твердых веществах) частичный или полный разрыв связей между молекулами растворителя образование связей между частицами растворенного вещества и молекулами растворителя - сольватация (или гидратация)

Энергетические эффекты при образовании растворов Значение энтальпии растворения (уравнение Фаянса): где НK – энтальпия разрушения кристаллической решетки растворяемого вещества (НK>0) HP – энтальпия разрыва межмолекулярных связей растворителя (НP>0) НС – энтальпия сольватации (НС<0). При растворении газов или жидкостей как правило, H<0 Для большинства твердых веществ H>0 Пример: NH4NO3(к) = NH4NO3(раствор) , H0 = 25,8 кДж

Влияние различных факторов на растворимость газов и жидкостей Растворимость газов в жидкостях С повышением температуры растворимость, как правило, понижается Закон Генри: растворимость газа в жидкости при постоянной температуре пропорциональна его давлению в газовой фазе Взаимная растворимость жидкостей В зависимости от природы веществ возможны три варианта растворимости: неограниченная (H2O - C2H5OH), ограниченная (H2O - анилин), практически полная нерастворимость (H2O - ртуть) С повышением температуры растворимость в большинстве случаев увеличивается

Растворимость твердых веществ в жидкостях Условное деление веществ по растворимости менее 0,001 моль/л – нерастворимые вещества (0,001 ‑ 0,1) моль/л – малорастворимые вещества более 0,1 моль/л – растворимые вещества 1 – большинство веществ 2 – NaCl, LiOH, K2SO3 3 – MnSO4 , CaCrO4

Закон распределения Распределение растворяющегося вещества между двумя несмешивающимися жидкостями происходит так, что отношение его равновесных концентраций в этих фазах есть величина постоянная где С1 и С2 – молярные концентрации растворенного вещества в фазах 1 и 2 соответственно К – коэффициент распределения Величина К определяется природой растворенного вещества и несмешивающихся фаз, температурой, не зависит от общего количества растворенного вещества

Экстракция Метод избирательного извлечения вещества из раствора (или твердой смеси) с помощью подходящего растворителя – экстрагента Схема делительной воронки и последовательность действий:

Заключение Раствор представляет собой гомогенную систему переменного состава Количественная характеристика состава раствора - концентрация растворенного вещества: массовая доля, процентная, молярная концентрация и др. Раствор, находящийся в фазовом равновесии с растворяемым веществом, называют насыщенным. Концентрация насыщенного раствора – мера растворимости вещества Растворение может быть эндотермическим и экзотермическим процессом: растворимость газов в жидкостях , как правило, уменьшается при нагревании, растворимость жидкостей – увеличивается; растворение большинства твердых веществ в жидкостях процесс эндотермический – при нагревании растворимость увеличивается; если растворение процесс экзотермический ‑ растворимость уменьшается Для любого растворенного вещества, распределяющегося между несмешивающимися жидкостями, справедлив закон распределения, на действии которого основаны методы экстракции ‑ избирательного извлечения веществ из смесей

Рекомендуемая литература Никольский А.Б., Суворов А.В. Химия. - СПб: Химиздат, 2001 Степин Б.Д., Цветков А.А. Неорганическая химия. - М.: Высш. шк., 1994 Карапетьянц М.Х. Общая и неорганическая химия. - М.: Химия, 2000 Угай Я.А. Общая и неорганическая химия. - М.: Высш. шк., 2007 Неорганическая химия. В 3 т. Т. 1: Физико-химические основы неорганической химии. Под ред. Ю. Д. Третьякова. - М.: Академия, 2004 Гаршин А.П. Неорганическая химия в схемах, рисунках, таблицах, формулах, химических реакциях. - СПб.: Лань, 2000