Концентрация растворов, способы ее выражения. Массовая доля, молярная концентрация, моляльная концентрация, молярная концентрация эквивалента, молярная доля и титр

Важной характеристикой раствора является концентрация:

Концентрация – величина, показывающая отношение количества растворенного вещества к объему.

Выражение концентрации:

1) молярная концентрация – отношение массы вещества к общей массе раствора. Выражают в единицах, процентах, промилле (тысячная чать %/%)

2) молярная концентрация – количество молей растворенного вещества в единице объема раствора (моль \ м³, моль \ дм³, моль \ см³, моль \ л)

3) молярная концентрация эквивалента растворенного вещества – отношение количества вещества эквивалента к объему раствора (моль \ м³, моль \ дм³, моль \ см³, моль \ л).

Эквивалент – реальная или условная частица вещества Х, которая в кислотно-основной реакции эквивалента одному иону водорода или в ОВР 1 электрону.

Z – основность кислоты или кислотность основания кислотно–основной реакции или число электронов, присоединяемых или теряемых в ОВР.

4) моляльная концентрация – отношение количества вещества в молях к массе растворителя (моль \ кг)

 

5) молярная доля растворенного вещества – отношение количества данного компонента (моль) к сумме количеств всех компонентов (в единицах или %)

n (Xi) – количество вещества данного компонента, моль

∑ n(р-ра) – суммарное количество всех компонентов раствора, моль

6) титр – отношение массы вещества к объему раствора

21. механизм и термодинамика процесса растворения. Растворение в жидкостях твердых, жидких и газообразных веществ, термодинамика растворения. Характер изменения энтальпии и энтропии в процессе растворения твердых, жидких и газообразных веществ.

Растворение – физико-химический процесс, в котором играют роль как химические, так и физические процессы.

Это было доказано гидратной теорией Менделеева:

При растворении вещества происходит разрушение структуры растворенного вещества и распределение его частиц между молекулами растворителя – физический процесс

∆H>0 (поглощение энергии)

Одновременно происходит взаимодействие молекул растворителя с частицами растворенного вещества, при этом образуются гидраты, если растворитель – вода, или сальваты. Сальватизация является экзотермическим процессом, ∆H<0.

Согласно 2 закону ТД растворение протекает самопроизвольно, если изменение энергии Гиббса системы <0.

∆G⁰ = ∆H⁰ - Т∆S⁰, ∆G⁰<0

∆H⁰р = ∆H⁰крист. + ∆H⁰сольват.

∆H – теплота реакции, может иметь различные знаки, в зависимости от преобладания физической или химической стадии. Она представляет сумму теплового эффекта разрушения кристаллической решетки и теплового эффекта сальватизации.

При растворении веществ происходит изменение энтропии:

- повышение для твердых веществ и жидкостей

- понижение для газов

Самопроизвольное растворение веществ.

1) при растворении твердых веществ с ионной кристаллической решеткой (NaCl, KCl)

∆H⁰р > 0, так как ∆H⁰кр > ∆H⁰сольв

∆S > 0, тогда T∆S > ∆H⁰

∆G < 0, растворы охлаждаются

2) при растворении твердых веществ с ковалентной связью (сахар) и жидкостей

∆H⁰р < 0, так как ∆H⁰кр < ∆H⁰сольв, ∆S > 0, теплота выделяется (экзотермическая реакция)

Для жидкостей ∆H⁰кр = 0, ∆H⁰кр < ∆H⁰сольв, поэтому ∆H⁰р < 0, ∆S > 0

3) для газов ∆H⁰кр = 0, тогда ∆H⁰растворения = ∆H⁰сольв,

∆H⁰раств < 0, ∆S < 0, тогда T∆S < ∆H⁰ при низких температурах