Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Понятие о растворах. Процесс растворения. Растворимость веществ




В аналитической химии качественное и количественное определение веществ проводится преимущественно в рас­творах. Растворами называются гомогенные системы, со­стоящие из двух или более компонентов, состав которых может непрерывно меняться в определенных пределах. Компоненты растворов подразделяют на растворитель и растворенные вещества. Обычно растворителем считают то вещество, которое в чистом виде существует в том же аг­регатном состоянии, что и образовавшийся раствор. Если до образования раствора оба вещества находились в одном и том же агрегатном состоянии, растворителем считается то вещество, которое находится в большем количестве.

Растворы бывают жидкими, твердыми и газообразными.

Жидкие растворы — это растворы солей, сахара, спирта в воде. Кровь, лимфа, моча — тоже жидкие растворы. Жидкие растворы могут быть водными и неводными. Вод­ные растворы — это растворы, в которых растворителем является вода. Неводные растворы — это растворы, в которых растворителями являются органические жидкости (бензол, спирт, эфир и т.д.).

Твердые растворы - сплавы металлов.

Газообразные растворы - воздух и другие смеси газов.

Процесс растворения. Растворение — это сложный фи­зико-химический процесс. При физическом процессе про­исходит разрушение структуры растворяемого вещества и распределение его частиц между молекулами растворите­ля. Химический процесс - это взаимодействие молекул растворителя с частицами растворенного вещества. В ре­зультате этого взаимодействия образуются солъваты. Ес­ли растворителем является вода, то образующиеся сольваты называются гидратами. Процесс образования сольватов называется сольватацией, процесс образования гид­ратов — гидратацией. При упаривании водных растворов образуются кристаллогидраты - это кристаллические ве­щества, в состав которых входит определенное число мо­лекул воды (кристаллизационная вода). Примеры крис­таллогидратов:

CuSO4 • 5Н2О - пентагидрат сульфата ме­ди (II); FeSO4 • 7Н2О - гептагидрат сульфата железа (II).

Физический процесс идет с поглощением энергии, хи­мический — с выделением. Если в результате гидратации (сольватации) выделяется больше энергии, чем ее погло­щается при разрушении структуры вещества, то растворе­ние - экзотермический процесс. Выделение энергии про­исходит при растворении NaOH, H2SO4, Na2CO3, ZnSO4 и других веществ. Если для разрушения структуры вещест­ва надо больше энергии, чем ее выделяется при гидрата­ции, то растворение - эндотермический процесс. Погло­щение энергии происходит при растворении в воде NaNO3, КС1, NH4NO3, K2SO4, KNO2, NH4C1 и других веществ.

Количество энергии, которое выделяется или погло­щается при растворении, называется тепловым эффек­том растворения.

Растворимость веществ. Способность вещества раство­ряться в воде или другом растворителе называется рас­творимостью. Количественной характеристикой раство­римости является коэффициент растворимости, который показывает, какая максимальная масса вещества может раствориться в 1000 или 100 г воды при данной темпера­туре. Растворимость вещества зависит от природы раство­рителя и вещества, от температуры и давления (для га­зов). Растворимость твердых веществ в основном увеличивается при повышении температуры. Растворимость газов с повышением температуры уменьшается, но при повы­шении давления увеличивается.

По растворимости в воде вещества делят на три группы:

1. Хорошо растворимые (р.). Растворимость веществ больше 10 г в 1000 г воды. Например, 2000 г сахара рас­творяется в 1000 г воды, или в 1 л воды.

2. Малорастворимые (м.). Растворимость веществ от 0,01 г до 10 г вещества в 1000 г воды. Например, 2 г гипса (CaSO4 • 2Н2О) растворяется в 1000 г воды.

3. Практически нерастворимые (н.). Растворимость ве­ществ меньше 0,01 г вещества в 1000 г воды. Например, в 1000 г воды растворяется 1,5 • 10-3 г AgCl.

При растворении веществ могут образоваться насы­щенные, ненасыщенные и пересыщенные растворы.

Насыщенный раствор - это раствор, который содер­жит максимальное количество растворяемого вещества при данных условиях. При добавлении вещества в такой раствор вещество больше не растворяется.

Ненасыщенный раствор — это раствор, который содер­жит меньше растворяемого вещества, чем насыщенный при данных условиях. При добавлении вещества в такой раствор вещество еще растворяется.

Иногда удается получить раствор, в котором растворен­ного вещества содержится больше, чем в насыщенном рас­творе при данной температуре. Такой раствор называется пересыщенным. Этот раствор получают при осторожном охлаждении насыщенного раствора до комнатной темпера­туры. Пересыщенные растворы очень неустойчивы. Крис­таллизацию вещества в таком растворе можно вызвать пу­тем потирания стеклянной палочкой стенок сосуда, в кото­ром находится данный раствор. Этот способ применяется при выполнении некоторых качественных реакций.

Растворимость вещества может выражаться и моляр­ной концентрацией его насыщенного раствора.

Молярная концентрация вещества С(Х) - это количе­ство вещества (моль), которое содержится в 1 л раствора. Рассчитывается как отношение количества вещества v(X), содержащегося в растворе, к объему этого раствора V:

С(Х) =ν(Х)/V=m(X)/M(X)•V, (1.1)

 

где т(Х) — масса растворенного вещества, г; М(Х) — молярная масса растворенного вещества, г/моль. Молярную концентрацию выражают в моль/дм3 (моль/л). Чаще все­го применяется единица измерения моль/л. Если в 1 л раствора содержится 1 моль растворенного вещества, то раствор называется молярным (1 М). Если в 1 л раствора со­держится 0,1 моль или 0,01 моль растворенного вещества, то раствор соответственно называется децимолярным (0,1 М), сантимолярным (0,01 М).







Дата добавления: 2014-10-22; просмотров: 5103. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2020 год . (0.002 сек.) русская версия | украинская версия