Презентация на тему Растворы. Классификация дисперсных систем

растворов
Растворимость веществ
Закон распределения. Экстракция
Модуль 2. Лекция 5. Растворы

2. Лекция 5. Растворы

растворенного вещества (mB) к массе раствора (mp)

Процентная концентрация – отношение массы растворенного вещества (mB) к массе раствора (mp), выраженное в процентах




– плотность раствора, г/мл
Vp – объем раствора, мл

Модуль 2. Лекция 5. Растворы

количества вещества В
к общему количеству веществ,

образующих раствор

i – число веществ в растворе

Молярная концентрация (молярность) – отношение количества растворенного вещества к объему раствора (Vp), выраженному
в литрах. Размерность молярной концентрации – моль/л




mB – масса растворенного вещества В, г
МB – молярная масса растворенного вещества В, г/моль

Модуль 2. Лекция 5. Растворы

Растворенное вещество:

твердое жидкое газообразное














● - частицы растворенного вещества
- частицы растворителя

Модуль 2. Лекция 5. Растворы

Кристаллы

Раствор

Жидкий
раствор

Жидкий
раствор

Газ

Раствор

равновесии с растворяемым веществом
Растворимость вещества (моль/л) при данных

температуре и давлении определяется концентрацией насыщенного раствора
Ненасыщенные растворы – в которых содержание растворенного вещества меньше, чем в насыщенном растворе этого же вещества при данных температуре и давлении
Пересыщенные растворы – в которых содержание растворенного вещества больше, чем в насыщенном растворе этого же вещества при данных температуре и давлении. Пересыщенные растворы неустойчивы

Модуль 2. Лекция 5. Растворы

процессов, среди которых выделяют три основных, протекающих одновременно:
разрыв внутри-

и межмолекулярных связей в растворяющемся веществе(в том числе, разрушение кристаллической решетки в твердых веществах)
частичный или полный разрыв связей между молекулами растворителя
образование связей между частицами растворенного вещества и молекулами растворителя - сольватация (или гидратация)

Модуль 2. Лекция 5. Растворы

Фаянса):


где ΔНK – энтальпия разрушения кристаллической решетки

растворяемого вещества (ΔНK>0)
ΔHP – энтальпия разрыва межмолекулярных связей
растворителя (ΔНP>0)
ΔНС – энтальпия сольватации (ΔНС<0).
При растворении газов или жидкостей
как правило, ΔH<0
Для большинства твердых веществ
ΔH>0

Пример: NH4NO3(к) = NH4NO3(раствор) , ΔH0 = 25,8 кДж

Модуль 2. Лекция 5. Растворы

Растворимость газов в жидкостях
С повышением температуры растворимость, как правило,

понижается
Закон Генри: растворимость газа в жидкости при постоянной температуре пропорциональна его давлению в газовой фазе
Взаимная растворимость жидкостей
В зависимости от природы веществ возможны три варианта растворимости: неограниченная (H2O - C2H5OH), ограниченная (H2O - анилин), практически полная нерастворимость (H2O - ртуть)
С повышением температуры растворимость в большинстве случаев увеличивается

Модуль 2. Лекция 5. Растворы

по растворимости
менее 0,001 моль/л – нерастворимые вещества
(0,001 ‑ 0,1) моль/л – малорастворимые

вещества
более 0,1 моль/л – растворимые вещества



1 – большинство веществ
2 – NaCl, LiOH, K2SO3
3 – MnSO4 , CaCrO4

Модуль 2. Лекция 5. Растворы

двумя несмешивающимися жидкостями происходит так, что отношение его равновесных

концентраций в этих фазах есть величина постоянная




где С1 и С2 – молярные концентрации растворенного
вещества в фазах 1 и 2 соответственно
К – коэффициент распределения
Величина К определяется природой растворенного вещества и несмешивающихся фаз, температурой, не зависит от общего количества растворенного вещества

Модуль 2. Лекция 5. Растворы

смеси) с помощью подходящего растворителя – экстрагента

Схема делительной воронки и последовательность действий:

Модуль 2. Лекция 5. Растворы

наливают экстрагент и исходный раствор, содержащий извлекаемый компонент

перемешивают жидкости

происходит расслоение, извлекаемый компонент в основном переходит в экстрагент, образуется экстракт

нижний слой жидкости сливают

состава раствора - концентрация растворенного вещества: массовая доля, процентная,

молярная концентрация и др.
Раствор, находящийся в фазовом равновесии с растворяемым веществом, называют насыщенным. Концентрация насыщенного раствора – мера растворимости вещества
Растворение может быть эндотермическим и экзотермическим процессом:
растворимость газов в жидкостях , как правило, уменьшается при нагревании, растворимость жидкостей – увеличивается;
растворение большинства твердых веществ в жидкостях процесс эндотермический – при нагревании растворимость увеличивается; если растворение процесс экзотермический ‑ растворимость уменьшается
Для любого растворенного вещества, распределяющегося между несмешивающимися жидкостями, справедлив закон распределения, на действии которого основаны методы экстракции ‑ избирательного извлечения веществ из смесей

Модуль 2. Лекция 5. Растворы