Основи хімії (стр. 9 из 21)
Коли сили взаємодії між молекулами речовини, що розчиняємо, і розчинником більші, ніж сили взаємодії між молекулами розчиненої речовини, то відбувається розчинення.
Наприклад, розглянемо процес розчинення . Між іонами і СІ діють сили
електростатичного тяжіння. Між молекулами води існує водневий зв„язок. Саме молекула води полярна, тому вона буде орієнтуватися своїми полюсами так, щоб негативний обволікав іони натрію , а позитивний – іон хлору СІ . Тобто, йде зруйнування кристалічної решітки і гідратовані іони виходять у розчинник, утворюючи однорідну систему – розчин.
→
Схема розчинення кристалів NaCI
Таким чином, розчинення кристалічної речовини можна уявити як подвійний процес:
1. Гідратація частинок (молекул, атомів, іонів).
2. Зруйнування кристалічної решітки.
Як і кожний процес, процес розчинення проходить з виділенням або поглинанням енергії.
Загальний тепловий ефект розчинення буде складатися із алгебраїчної суми енергії гідратації (+, завжди екзотермічна) і енергії кристалічної решітки завжди ендотермічна); теплота розчинення.
тобто;
Коли с, то , виділяється тепло,
Коли с, то , поглинається тепло,
Наприклад, розбавляємо Н Коли лити кислоту у воду, температура розчину буде С, а коли навпаки 180 С (небезпечно).
Коли розчиняти – температура знижується до – С.
Способи вираження концентрації розчинів.
Концентрація – це кількість речовини розчиненої в якій-то визначеній кількості
розчину або розчинника.
Концентрації бувають: Масова частка
(Процентна,відсоткова концентрація)
Процентнаконцентрація показує скільки грамів речовини знаходиться в 100 г
розчину.
m
С % = *100, де m m1– маса розчиненої речовини,
– маса розчинника;
це 5г г Н О
Молярна частка
(Молярна концентрація) Молярна концентрація виражається числом молей розчиненої речовини в 1 л розчину.
n
См V , де
– число г моль розчиненої речовини.
–
об„єм розчину у літрах. mn
M , де
– маса розчиненої речовини. М – її молярна маса.
m C Тоді: M M VНаприклад, треба приготувати 2 М розчин
Мол. маса 98, а
г моль = 98 г
2 М = 2 х 98 = 196 г.
Таким чином треба відважити 196 г і вилити її у воду, потім довести до 1 л. Все це робиться у мірному посуді.
Моляльність
(Моляльна концентрація)
Моляльна концентрація виражається числом г молей речовини розчиненої у 1000 г розчинника.
С ; де
– число г молей.
Наприклад, треба приготувати 1 м Н РО
Мол.маса = 98.
г моль = 98 г.
Для цього треба взяти 98 г кислоти і 1000 г води.
Молярна концентрація еквівалентнів (Нормальна або еквівалентна концентрація)
Нормальна концентрація показує скільки г-екв розчиненої речовини знаходиться в 1 л
розчину.
C H *V ; деЭ
– вага розчиненої речовини.
Э – еквівалент розчиненої речовини.
обєм розчину.
Наприклад, треба приготувати 1н розчин . М.в = 98 в.о. 1ГМ = 98 г. 1г екв = 98 : 2 = 49 г. Тобто, треба взяти 49 г кислоти вилити у воду і довести до 1 л. Це робиться у мірному посуді.
Визначення еквіваленту
А ( атомна вага)
1. Еквівалент будь якого елемента
В (валентність)
Молекулярна вага кислоти
2. Еквівалент кислоти
основність
Молекулярна вага основи 3. Еквівалент основи
кислотність
Молекулярна вага солі
4. Еквівалент солі = кількість атомів метала х на його валентність
Молекулярна вага оксиду
Еквівалент оксиду =
кількість атомів елемента х на його валентність
Титр – це кількість грамів розчиненої речовини в 1 см3, або 1 мл розчину.
N*Э
Т 1000 ; де
Т – титр.
нормальність розчиненої речовини. Э еквівалент „
Титр 0,1 н НСІ = 3,65 мг/мл.
Концентрація титрованого розчину виражається числом грам – еквівалентів, які містяться в 1 л розчину (нормальні розчини) або числом молекул розчиненої речовини, яка міститься в 1 л розчину (молярні розчини).
Формули перерахунку процентної концентрації в молярну або нормальну.
Часто на практиці приходиться зустрічатися з розчинами концентрація яких не відповідає заданій. Тому, приводяться формули перерахунку концентрацій.
; де
Эх
масова доля розчиненої речовини, в %.
маса)
р щільність розчину, в г/см ; (р =
(обєм) Мх молярна маса, в г/моль.
См молярна концентрація , в моль/л нормальна концентрація г экв/л
Эх еквівалентна масса (див. визначення еквіваленту).
Виправлення концентрацій
1. Коли розчин слабіший, ніж потрібно (а – в)
, де
с а
а – необхідна концентрація.
в концентрація Вашого розчину.
с розчин або речовина, яку повині добавить. (Береться 100% розчин або суха речовина). Наприклад, із 45% розчину треба зробити 48%.
–
= 5,77 г на 100 мл 45% розчину. –
а (с в)
2. Коли розчин міцніший, ніж потрібно , де в
а кількість розчину. в потрібна концентрація. с концентрація Вашого розчину.
Наприклад, із 23% розчину треба зробити 20%, 120 мл
–
= 18 мл, це треба добавити води.
Правила змішування розчинів
Для приготування розчинів потрібної концентрації, часто приходиться використовувати розчини другої концентрації. Для цього користуються „правилом змішування”, „діагоналі” або „хреста”. Наприклад, треба із 50% та 20% розчинів приготовить 30%.
Концентрація одного розчину 50% необхідна конц. Концентрація другого розчину
Дізнаємося відносну вагову кількість обох розчинів. Для цього від більшої концентрації віднімаємо потрібну (50 – 30 = 20 ), а потім від потрібної віднімаємо більш низьку (30 –
результат другого віднімання результат першого віднімання усього 30% розчину
Тобто, на 10 вагових частин 50% розчину треба взяти 20 частин 20% розчину. Користуючись правилом змішування, можна:
змішувати розчини, концентрації яких виражені в процентах.
розбавляти розчини заданої концентрації водою.
змішувати розчини, концентрації яких виражені в щільності. розбавляти розчини заданої концентрації водою.
збільшувати концентрацію розчину шляхом змішування останнього з твердою речовиною.
При цьому треба ураховувати: коли концентрація розчину дається у вагових процентах, то відповідь одержують в вагових одиницях (г, кг, і т. д .).
коли концентрації виражаються в щільності розчинів, то відповідь одержують в обємних одиницях (мл, л, і т. д.).
Розчин з великою концентрацією розчиненої речовини називається концентрований або кріпкий (міцний). З малою концентрацією – розведеним або слабим.
Не треба змішувати поняття концентрований з насиченим. Концентрований не завжди може бути насиченим.
Насичений розчин – це коли наступає рівновага між розчиненою речовиною і осадом.
Коли речовина добре розчиняється у розчиннику, тоді розчин може бути концентрований але не насичений. Наприклад, 20% – цей розчин концентрований але не насичений. Для його насичення треба розчинити 31,5г в 100 г Н О.
Насичений розчин може бути дуже розведений – це коли речовина погано розчиняється у розчиннику. Наприклад, гіпс 0,21 г в 100 г Н О. Цей розчин насичений але розведений.
Розчинність твердих речовин, рідин та газів
Мірою розчинності, при даних умовах, є концентрація насиченого розчину Тому вона виражається тими самими величинами, що й концентрація.
Розчинність коливається у широких межах.
Коли в 100г Н О розчиняється 10г речовини, то така речовина називається легкорозчинна до 1г – трудно розчинна; менше 0,01 г – нерозчинна.
Абсолютно нерозчинних речовин нема.
Р о
Т е м п е р а т у р а підвищенням температури усі
тверді речовини збільшують свою розчинність.
Розчинність спочатку підвищується, а потім з витраченням Н О розчинність зменшується.
Тиск практично не впливає на розчинність твердих речовин у рідинах, тому що об,єм системи із зміню тиску майже не змінюється.
Рідини також можуть розчинятися в рідинах: спирт – вода, вода ацетон.
Розчинність газів із підвищенням температури зменшується, а з підвищенням тиску – збільшується.
Тому щоб позбавитися неприємного запаху у воді її треба прокип‟ятити.
Залежність розчинності газу від тиску виражається правилом Генрі
Розчинність газу прямо пропорційна його парціальному тиску (t0-const).
Парціальний тиск – тиск компонента ідеального газової суміші, який він дав би один займаючи об‘єм усієї суміші).