Впервые данное положение было сформулировано Бертол-
ле:
Если в обратимой реакции образуются легко летучие, мало растворимые или мало диссоциирующие химические соединения, то равновесие смещается в сторону их образования.
Для равновесных процессов ΔG = 0
Из термодинамики известно, что ΔG = – RT • lnK, где К – константа химического равновесия.
Данное уравнение устанавливает связь между изменением свободной энергии Гибса и константой химического равнове-сия. При расчетах используется следующее уравнение:
ΔG = ΔH – TΔS = 0
ΔH = TΔS
TРАВН = ΔH/ΔS
Девиз: РАСТВОР – ХИМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
ЛЕКЦИЯ 8
ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ И СВОЙСТВА
РАСТВОРОВ НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ
План лекции:
Теории растворов.
Свойства растворов неэлектролитов.
Способы выражения концентрации растворов.
В зависимости от агрегатного состояния вещества различают так называемые 9 дисперсных систем. Если в каком-нибудь веществе (среде) распределяется другое вещество, то такая сис
тема называется дисперсной.
I.
1) Т-Т
2) Т-Ж
3) Т-Г
II.
4)
Ж-Г
5)
Ж-Т
6)
Ж-Ж
III. 7)
Г-Т
8)
Г-Г
9)
Г-Ж
Наиболее важное значение в химии приобретают системы I и II группы т.е. твердые и жидкие растворы. Условно жидкие растворы разделяют на:
1) взвеси (Ø частиц > ммк) : а) суспензия, 6) эмульсия; 2) одно-родные (Ø частиц < 1 мм) (истинные, молекулярные растворы); 3) промежуток между 1) и 2) занимают коллоидные растворы.
Таким образом, растворы представляют собой гомогенную систему переменного состава, находящегося в состоянии подвижного динамического равновесия.
1.Теории растворов
Растворы представляют собой сложную систему, образовавшуюся в результате распределения между молекулами растворителя молекул растворенного вещества.
К концу XIX века при объяснении строения растворов существовали 2 теории:
1) физическая (Аррениуса), 2) химическая (Менделеева).
В соответствии с физической теорией предположим, что молекулы растворяемого вещества и растворителя представляют собой однородную механическую смесь; предполагается что между молекулами растворителя и растворяемого вещества отсутствуют какие-либо взаимодействия.
Однако, многочисленные эксперименты противоречили основным положениям этой теории. Как известно, процесс растворения жидкости, твердого и газообразного вещества сопровождается тепловыми эффектами (H2SO4 + Н2О, KOH+H2O + Q
и др.), а также изменением их общего объема (C2H5OH + H2O). Кроме того, при растворении веществ изменяются физические и химические свойства молекул и ионов растворимого вещества (CuSO4 + H2O). Происходит изменение окраски и для многих соединений известны кристаллические вещества, содержащие в своем составе молекулы растворителя. Для воды – кристаллогидраты, причем многие кристаллогидраты являются устойчивыми соединениями. Поэтому важнейшим в химической теории является то положение, что молекулы растворимого вещества и растворителя взаимодействуют между собой с образованием ассоциатов, представляя собой соединения
переменного состава.
Этот процесс взаимодействия между молекулами раство-римого вещества и растворителя носит название сольвата-ции и если растворитель – это вода, то гидратации, т.е каж-дая молекула или ион окружены сольватной или гидратной оболочкой.
В дальнейшем, химическая теория растворов была усовершенствована в работах Каблукова и Кистяковского.
2. Способы выражения концентрации растворов
Важной характеристикой любого раствора является его состав раствора, который выражается в его концентрации. Количество растворенного вещества, содержащегося в определенном количестве растворителя или раствора, называется концентрацией. В химии условно считают, что концентрированным является такой раствор, когда концентрация растворенного вещества примерного одного порядка с концентрацией растворителя. Разбавленный раствор – когда концентрация растворимого вещества значительно меньше концентрации растворителя.
Кроме того, в химии различаются насыщенные, ненасыщенные и пересыщенные растворы. Насыщенным раствором называется такой раствор, в котором между твердым компонентом и раствором соблюдается состояние динамического равновесия, т.е. число молекул, перешедших из кристаллического 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 раствора. 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
