Вчення про розчини. Кислотно-основна рівновага біологічних рідин в організмі

Розчин – це гомогенна (однорідна) система, яка складається з розчинника, розчинених речовин і продуктів їх взаємодії.

За агрегатним станом розчини поділяються на рідкі і тверді (деякі мінерали, металічні сплави, пластмаси). За співвідношенням між розчинником і розчиненою речовиною розрізняють розчини ненасичені, насичені і перенасичені, а також розведені та концентровані.

Розчин у якому речовина більше не розчиняється за даної температури, називається насиченим. Наприклад у воді масою 100 г при t=20 ⁰С розчиняється хлорид натрію масою 36 г. Більше хлориду натрію в цьому розчині розчинитися не може, тобто маємо насичений розчин.

Розчин у якому речовина ще може розчинитися за даної температури називається ненасиченим.

Пересичені розчини – це нестабільні системи. Їх одержують шляхом повільного охолоджування насичених при більш високій температурі розчинів.

Здатність речовин, змішуючись з іншою речовиною, утворювати гомогенні системи називається розчинністю.

Основні поняття:

Моль (ν) - кількість речовини, що містить стільки певних структурних частинок, скільки атомів міститься в 12 г С¹² (Це число 6,02 • 10²³).

Молярна маса (М)- це маса 1 моля речовини.

,

ν - кількість молів речовини, m – маса речовини.

На практиці молярну масу визначають виходячи із молекулярної формули речовини, як суму мас всіх атомів, які входять до складу молекули. Наприклад М(H₂SO₄) = 2*1+32+4*16=98 г/моль.

Еквівалент (Е) в кислотно-основних реакціях - це умовна частина, яка може приєднати, заміщати чи якимось іншим способом взаємодіяти з одним молем йонів водню. Еквівалент в реакціях окиснення - відновлення - умовна частина, яка може приєднати чи віддавати один електрон.

Число еквівалентності (z) - число, яке показує з кількома йонами водню може взаємодіяти дана речовина в кислотно-основних реакціях; або кількість прийнятих чи відданих електронів в окисно-відновних реакціях.

Фактор еквівалентності (f) - число, яке показує, яка частка умовної частини речовини еквівалентна або реагує з одним йоном водню в даній кислотно- оcновній реакції чи з одним електроном в даній окисно-відновній реакції.

Молярна маса еквівалента (М _E ) - це маса одного моля еквівалентів даної речовини яку можна визначити як добуток фактора еквівалентності на молярну масу.

[ г/моль ]

Для елементів z - валентність елементу

M _E = f ^.M = . М

Наприклад для А1: M ( _Аl)= = =9 г/моль

Для кислот: z - основність кислоти (кількість Н⁺, які заміщуються в даній реакції)

Для Н₂SO₄: М (

Для основ: z - кислотність основи (кількість ОН^-)

Для Са(ОН)₂: М( Са(ОН)₂)= = =37 г/моль

Для солей: z - добуток кількості атомів металу на їх валентність

Для Al₂ (SO₄)₃: = 57 г/моль

Концентрації розчинів можна виражати як через масу, так і за кількістю молів розчиненої речовини. Розрізняють такі основні способи вираження концентрації:

1). Масова частка (ω) - величина, що показує скільки грам розчиненої речовини міститься в 100 г розчину і виражається як відношення маси розчиненої речовини до маси розчину:

m _{розчину} = m _{розч.реч}. + m _{розчинника}

Виражають в безрозмірних одиницях, частках одиниці або у відсотках:

Для розчинів, які містять дуже мало розчиненої речовини можна виразити масову частку в проміле (‰) - тисячна частка цілого 1 ‰ = 0,1%

2). Молярна концентрація (С_м) – величина, що показує скільки молів розчиненої речовини знаходиться в 1 л розчину. Визначається як відношення кількості речовини (ν) до об’єму розчину:

визначається в моль/л чи моль/дм³ (в системі СI використовують розмірність моль/м³) враховуючичи, що можна записати:

або якщо V вимірюється в мл, то

3). В об’ємних методах аналізу при титруванні, а також в науковій літературі використовують спосіб вираження концентрації – молярна концентрація еквівалентів, який в застарілій літературі зустрічається як нормальність (N).

Молярна концентрація еквівалентів (С_Е) - це величина, що показує скільки еквівалентів розчиненої речовини міститься в 1 л розчину. Визначається як відношення кількості еквівалентів речовини до об’єму розчину.

або

де M(x) - молярна маса еквівалентів речовини х

V - об’єм розчину, мл

m - маса розчиненої речовини, г.

Виражають молярну концентрацію еквівалентів розчину в моль-екв./л, або в моль/л чи моль/дм³ .