Классификация растворов по агрегатному состоянию, по размерам частиц и концентрации

Системы с газовой дисперсионной средой - аэрозоли, с жидкой – золи, эмульсии, суспензии, пены, с твердой – твердые тела. В зависимости от размера частиц дисперсной фазы системы подразделяются на грубодисперсные (частицы >10^-7м) и высокодисперсные (частицы 10^-9-10^-7м), или коллоидные растворы.

Существуют насыщенные, пересыщенные и ненасыщенные растворы. Насыщенный раствор – это такой раствор, который находится в динамическом равновесии с избытком растворенного вещества и количество растворенного вещества соответствует его мере растворимости. В пересыщенном растворе концентрация растворенного вещества выше, чем в насыщенном растворе и при добавлении одного кристалла соли и встряхивании раствора соль кристаллизуется. Ненасыщенные растворы сохраняют свою гомогенность при добавлении соли вплоть до достижения концентрации насыщенного раствора.

Способы выражения концентраций растворов

Концентрация вещества в растворе выражает его содержание в единице массы или объема растворителя или раствора. Существуют разные способы выражения концентрации всещества, наиболее важные из них: молярная (молярность), массовая доля, молярная доля, моляльная (моляльность), нормальность и титр.

Молярная концентрация или молярность равна отношению количества растворенного вещества в молях к объему раствора в литрах.

Массовая доля равна отношению массы растворенного вещества к массе раствора. Ее выражают в долях единицы или процентах.

Мольная доля равна отношению количества вещества растворенного вещества к сумме количеств вещества всех веществ, включая растворитель.

Моляльность равна отношению количества растворенного вещества в молях к массе растворителя в килограммах.

Нормальная концентрация равна отношению массы растворенного вещества в граммах к произведению эквивалента растворенного вещества на объем раствора в литрах.

Титр выражает число граммов растворенного вещества в 1 мл раствора.

 

Вода

Водя является одним из наиболее общих растворителей на Земле. Молекула воды имеет угловое строение: (105 градусов). Химическая связь О-Н ковалентная, но общая электронная пара оттянута к атому О. На каждом атоме Н появляется положительный заряд, а на О – отрицательный. Эти частичные заряды создают полярность молекулы, что придет воде как растворителю особые свойства. Чистая вода имеет низкую концентрацию О и ОН и плохо проводит электрический ток. Существенное влияние на свойства воды оказывают межмолекулярные водородные связи. Молекулы воды, связанные водородными связями, образуют ажурную пространственную сетку. Вода может находиться в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом (лед) или газообразном (пар). Испарение воды и сублимация льда происходят при любой температуре.

Ассоциация молекул воды

Молекулы воды, являющиеся постоянными диполями, могут за счет взаимного
притяжения противоположно заряженных полюсов комбинироваться по две, три и т. д.
Однако действующие при этом силы притяжения невелики, и в случае воды подобная
дипольная ассоциация играет лишь второстепенную роль.
Основное значение для ассоциации молекул воды имеет образование так
называемых водородный связей. Последние возникают за счет притяжения водорода
одной молекулы воды к кислороду другой по приводимой схеме:
Н
?
О-Н···О-Н
.

.

.
Н
Возможность такого притяжения согласуется с допущением о наличии значительных
эффективных зарядов и у водорода (?Н =?0,33), и у кислорода (?О =?0,66) в молекуле
воды.

Диаграмма состояния воды

Растворы неэлектролитов

Неэлектролиты - вещества, водные растворы и расплавы которых не проводят электрический ток, так как их молекулы не диссоциируют на ионы.

65. Первый и второй законы Рауля!

Первый закон Рауля связывает давление насыщенного пара над раствором с его составом; он формулируется следующим образом:

Парциальное давление насыщенного пара компонента раствора прямо пропорционально его мольной доле в растворе, причём коэффициент пропорциональности равен давлению насыщенного пара над чистым компонентом.

Книга 2 раздел 1.6

Криоскопическая и эбуллиоскопическая постоянная

Коэффициенты пропорциональности К и Е в приведённых выше уравнениях — соответственно криоскопическая и эбулиоскопическая постоянные растворителя, имеющие физический смысл понижения температуры кристаллизации и повышения температуры кипения раствора с концентрацией 1 моль/кг. Для воды они равны 1.86 и 0.52 K·моль⁻¹·кг соответственно. Поскольку одномоляльный раствор не является бесконечно разбавленным, второй закон Рауля для него в общем случае не выполняется, и величины этих констант получают экстраполяциейзависимости из области малых концентраций до m = 1 моль/кг.

Для водных растворов в уравнениях второго закона Рауля моляльную концентрацию иногда заменяют молярной. В общем случае такая замена неправомерна, и для растворов, плотностькоторых отличается от 1 г/см³, может привести к существенным ошибкам.

Второй закон Рауля даёт возможность экспериментально определять молекулярные массы соединений, неспособных к диссоциации в данном растворителе; его можно использовать также для определения степени диссоциации электролитов.