Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Как сдать ЕГЭ по химии?

  Все выпуски  

Как сдать ЕГЭ по химии? Лекция 9 (продолжение)


2. Способы выражения концентрации растворов
Важной характеристикой любого раствора является его
состав раствора, который выражается в его концентрации.
Количество растворенного вещества, содержащегося в опре-
деленном количестве растворителя или раствора, называется
концентрацией. В химии условно считают, что концентриро-
ванным является такой раствор, когда концентрация раство-
ренного вещества примерного одного порядка с концентраци-
ей растворителя. Разбавленный раствор – когда концентрация
растворимого вещества значительно меньше концентрации
растворителя.
Кроме того, в химии различаются насыщенные, ненасы-
щенные и пересыщенные растворы. Насыщенным раствором
называется такой раствор, в котором между твердым компо-
нентом и раствором соблюдается состояние динамического
равновесия, т.е. число молекул, перешедших из кристалли-
ческого состояния в раствор (процесс растворения) равно
числу молекул, перешедших из раствора в кристаллы (процесс
кристаллизации). Ненасыщенный - раствор, для которого
концентрация растворимого вещества меньше концентрации
насыщенного раствора при данном значении температуры.
Пересыщенный – раствор, для которого концентрация выше
концентрации растворимого вещества насыщенного раство-
ра. Состояние пересыщения является неустойчивым.
Массовая доля (процентная концентрация) показывает сколь-
ко граммов вещества растворено в 100 граммах раствора.
Пример: 100г. 5%-ного раствора = 5 г вещества + 95 г воды.
Моляльная концентрация – показывает количество молей
растворенного вещества в 1 кг растворителя.
Эквивалентная концентрация показывает – сколько экви-
валент растворимого вещества, находится в 1 литре раствора.
Мольная доля – отношение числа молей растворимого ве-
щества к общему числу молей в растворе: N1 = n1 /(n1 + n2), где
n1 – число молей растворенного вещества; n2 – число молей
растворителя.
Титр – показывает, сколько миллиграммов вещества, со-
держится в 1 мл раствора
N∙Э
Т = ——— , где N - нормальность раствора,
1000 Э - эквивалент вещества.
3. СВОЙСТВА РАСТВОРОВ НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ
3.1 ОСМОС. ОСМОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ
В том случае, когда при смешении растворов отсутствует по-
лупроницаемая мембрана (перегородка) наблюдается явление
двусторонней диффузии, т.е. молекулы растворителя проника-
ют в раствор, а молекулы растворимого вещества в раствори-
тель. Если на поверхности раздела 2-х жидкостей установить
полупроницаемую мембрану, пропускающую только лишь
молекулы растворителя, то наблюдается случай односторонней
диффузии (ОД). О.Д., происходящая через полупроницаемую
мембрану, получила название осмоса.
96 97
Во 2-м случае через полупроницаемую мембрану в раствор с
большим значением концентрации будет переходить больше
молекул растворителя. В этом случае произойдет увеличение
объема, сопровождающееся повышением давления на мембра-
ну. Мембрана прогнется вверх. 3-й случай является противопо-
ложным второму. Соответствующее давление, возникающее при
этом, носит название осмотического давления. Для измерения
О.Д. используют приборы, которые называются осмометрами.
Давление, равное атмосферному, представляет собой осмо-
тическое давление. О.Д. называется такое давление, которое
необходимо приложить к раствору, чтобы прекратить осмос.
Величина О.Д. зависит от концентрации раствора, от темпера-
туры, НО НЕ ЗАВИСИТ ОТ природы растворенного вещества
и растворителя.
Растворы с одинаковым осмотическом давлением получили
название изотонических растворов. Для определения осмо-
тического давления разбавленных растворов используют эм-
пирические уравнения Вант-Гоффа. Так как в разбавленных
растворах неэлектролитов межмолекулярное взаимодействие
между молекулами растворимого вещества мало, то для такой
системы можно использовать уравнение для идеальных газов
Менделеева-Клапейрона:
pосмV = nRT → pосм = (n/V)RT = cRT
Используя метод измерения осмотического давления можно
определить молекулярную массу растворимого вещества.
3.2 Давление насыщенного пара растворителя
на д раствором
Пар, находящийся в равновесии: со своим раствором, назы-
вается насыщенным. При определенном значении температу-
ры давление насыщенного пара растворителя над раствором
обозначим Р, чистого растворителя Р0
Таким образом, над раствором в соответствии с принципом
Ле-Шателье происходит понижение концентрации молекул
растворителя, т.е. давление насыщенного пара растворителя
над раствором меньше давления насыщенного пара над чистым
растворителем т.е. Р < Р0 Ро - Р – представляет собой пониже-
ние давления насыщенного пара растворителя над раствором,
(Р0 - Р)/Р0 – относительное понижение давления насыщенного
пара растворителя над раствором.
В результате многочисленных экспериментов удалось пока-
зать, что относительное понижение давления насыщенного пара
растворителя над раствором пропорционально мольной доле
растворенного вещества (1 закон Рауля).
(Р - Р0 )/Р0 = N2 = n2 /n1 + n2, где N2 -мольная доля раствори-
мого вещества, n1 - число молей растворителя, n2 - число молей
растворимого вещества.
1-й Закон Рауля используется для определения молекуляр-
ных масс растворимого вещества. Рассмотрим зависимость
давления насыщенного пара растворителя над раствором от
температуры.
98 99
Жидкость закипает, когда давление насыщенного пара ста-
новится равным атмосферному давлению. Жидкость затвер-
девает, когда давление насыщенного пара растворителя над
раствором становится равным давлению насыщенного пара
твердой фазы.
Следует отметить, что и температура затвердевания и тем-
пература кипения является индивидуальными характеристика-
ми растворителя.
Кривая зависимости для раствора идет ниже кривой раство-
рителя, т.е. раствор закипает при более высотой температуре и
затвердевает при более низкой температуре, чем чивстый раство-
ритель.
Экспериментально было показано, что повышение темпера-
туры кипения и понижение температуры затвердевания про-
порционально концентрации растворенного вещества, т.е.
Δtкип = E ∙ mв,
Δtзам = K ∙ mв,
где Е – эбулиоскопическая постоянная; К – криоскопичес-
кая постоянная; mв - концентрация растворимого вещества
(моляльность)
Их значение для разбавленных растворов получают для
одномоляльных растворов. Т.о. криоскопическя постоянная
показывает на сколько одномоляльный раствор затвердевает
ниже растворителя, а эбуллиоскопическая – на сколько рас-
твор кипит выше по сравнению с растворителем. Для каждого
растворителя определяется соответствующее значение крио-
скопической и эбуллиоскопической постоянной, которое за-
тем используется в расчетах. Е и К зависят только от природы
растворителя.
2-й закон Рауля
Повышение температуры кипения и понижение температу-
ры затвердевания раствора над чистым растворителем прямо
пропорционально моляльности раствора.
Таким образом, закипание раствора и кристаллизация рас-
твора происходит в определенном интервале температуры.

В избранное