01. Растворы. Коллигативные свойства растворов

Растворы.
Коллигативные свойства
растворов
асис. М.В. Чорная


Растворы однородная
многокомпонентная
система, состоящая из
растворителя,
растворённых веществ
и продуктов их
взаимодействия.
Любой раствор
состоит из
растворителя и
растворенного
вещества.
Классификация растворов
По агрегатному состоянию растворы
могут быть:
 жидкими (морская вода)
 газообразными (воздух)
 твёрдыми (многие сплавы металлов).
По концентрации растворы делятся на:
 Ненасыщенные
 Насыщенные
 Перенасыщенные
Растворение как физико-химический
процесс

Растворы образуются при взаимодействии
растворителя и растворённого вещества. Процесс
взаимодействия растворителя и растворённого
вещества называется сольватацией (если
растворителем является вода - гидратацией).
 NaCl состоит из ионов Na+ и ClПопадая в воду находящиеся на
поверхности кристаллов соли
ионы, образуют с молекулами
воды донорно-акцепторные
(водородные) связи. При этом с
одним ионом связывается
несколько молекул воды.
Тепловое движение молекул
воды заставляет связанные с
ними ионы соли отрываться от
кристалла и переходить в толщу
молекул растворителя
Растворимость
РАСТВОРИМОСТЬЮ называется способность
вещества растворяться в том или ином
растворителе. Мерой растворимости вещества
при данных условиях является его содержание в
насыщенном растворе.
Растворимость, выраженная при помощи массы
вещества, которое может раствориться в 100 г
воды при данной температуре, называют также
коэффициентом растворимости.
 P - хорошо растворимые (более 1,0 г на 100 г
воды);
 M - малорастворимые (0,1 г - 1,0 г на 100 г
воды);
 Н - нерастворимые (менее 0,1 г на 100 г воды).
Влияние температуры и давления на
растворимость твердых веществ


Для большинства
твердых веществ
характерно увеличение
растворимости при
нагревании.
Давление не оказывает
заметного влияния на
растворимость твердых
веществ, потому что при
растворении не
происходит заметного
изменения объема
системы.
Растворимость газов


С повышением давления
растворимость газов в жидкостях
увеличивается, а с понижением
уменьшается.
Растворимость газов с
увеличением температуры
уменьшается. Это связано прежде
всего с тем, что молекулы газов
при тепловом движении способны
покидать раствор гораздо легче,
чем молекулы твердых веществ.
Взаимная растворимость
жидкостей


В зависимости от природы жидкости могут
смешиваться в любых соотношениях (в
этом случае говорят о неограниченной
взаимной растворимости), быть
практически нерастворимыми друг в
друге либо обладать ограниченной
растворимостью.
Повышение температуры приводит к
увеличению взаимной растворимости и
при некоторой температуре, называемой
критической температурой растворения,
взаимная растворимость ограничено
растворимых жидкостей становится
неограниченной.
Способы выражения концентрации
растворов
Обозначение
Название и определение
W
Массовая доля - число граммов растворённого вещества,
содержащееся в 100g раствора.
C
Молярная объёмная концентрация (молярность) - число
молей растворённого вещества, содержащееся в 1 литре
раствора.
N
Нормальность - число грамм-эквивалентов растворённого
вещества, содержащееся в 1 литре раствора.
В
Моляльная концентрация - число молей растворённого
вещества, приходящееся на 1000g растворителя.
Wυ
Мольная (или молярная) доля - число молей растворённого
вещества, приходящееся на 1 моль раствора.
Wv
Объемная доля – количество объема растворенного
вещества в объеме раствора
Т
Титр - число граммов растворённого вещества,
содержащееся в 1ml раствора.
Массовая доля


где m(B) и m(A) – масса растворенного вещества
B и масса растворителя A.
Массовую долю растворённого вещества w(B)
обычно выражают в долях единицы или в
процентах.
Молярная концентрация C(B)
где μ(B) – молярная масса B, V – объем раствора.
 Молярная концентрация показывает, сколько моль
растворённого вещества содержится в 1 литре
раствора.
 Раствор концентрации 0,1 М содержит 0,1 моль
вещества на литр раствора и называется
ДЕЦИМОЛЯРНЫМ.
 Растворы концентрации 0,01 М (или 0,01 моль на
литр) иногда называют САНТИМОЛЯРНЫМИ.
Мерные колбы
Цилиндры и пипетки
Коллигативные свойства растворов
Свойства растворов которые не зависят от
природы компонентов, а зависят от
количества частиц в системе называются
коллигативными.
К ним принадлежат:
 Диффузия
 Осмотическое давление
 Понижение упругости пара растворителя
над раствором
 Повышение температуры кипения растворов
 Понижение температуры замерзания
растворов
Диффузия

Диффузия – это
самопроизвольный процесс
выравнивания концентрации
растворенного вещества в
результате хаотического
теплового движения частичек
раствора
Осмотическое давление


Односторонняя диффузия молекул
растворителя через
полупроницаемую мембрану в
сторону более концентрированного
раствора называется осмосом.
Сила, заставляющая растворитель
переходить через
полупроницаемую мембрану в
раствор называется осмотическим
давлением.
Прибор
для
определения
осмотического давления:
1 – сосуд с раствором;
2 – полупроницаемая
перегородка;
3 – сосуд с
растворителем
Закон Вант-Гоффа

Осмотическое давление идеального
раствора равно тому давлению, которое
оказывало бы растворенное вещество,
если бы оно, находясь в газообразном
состоянии при той же температуре,
занимало бы тот же объем, который
занимает раствор.
pосм  CRT



Где С – молярная концентрация раствора
R – универсальная газовая постоянная
T – абсолютная температура
Давление насыщенного пара
разбавленных растворов

Давление насыщенного пара
растворителя над раствором всегда
ниже, чем над чистым
растворителем
Первый закон Рауля

Парциальное давление насыщенного пара
компонента раствора прямо пропорционально
его мольной доле в растворе, причем
коэффициент пропорциональности равен
давлению насыщенного пара над чистым
компонентом.
po  p
 NB
po

Относительное понижение давления пара
растворителя над раствором равно мольной доле
растворенного вещества и не зависит от природы
растворенного вещества.
Температура кипения разбавленных
растворов


Температура кипения растворов нелетучего вещества
всегда выше, чем температура кипения чистого
растворителя при том же давлении.
Повышение температуры кипения растворов веществ
Δtк = tк – t°к пропорционально понижению давления
насыщенного пара и, следовательно, прямо
пропорционально моляльной концентрации раствора.
t k  EB
t k  E 

B
m p.в.  1000
M р.в.  m раств орител я
m р.в. 1000
M р.в.  m раств орител я
Коэффициент пропорциональности E есть
эбулиоскопическая постоянная
растворителя, не зависящая от природы
растворенного вещества.
Повышение температуры кипения
разбавленных растворов
Температура кристаллизации
разбавленных растворов
Замерзание растворов можно охарактеризовать
величиной понижения температуры замерзания
Δtзам, равной разности между температурой
замерзания чистого растворителя T°зам и
температурой начала кристаллизации раствора
tзам:
t зам  KB
t зам  K 
m р.в. 1000
M р.в.  m раств орител я
Коэффициент пропорциональности K –
криоскопическая постоянная растворителя
– определяется природой растворителя.
Второй закон Рауля

Понижение температуры
замерзания и повышение
температуры кипения
разбавленного раствора
нелетучего вещества прямо
пропорционально моляльной
концентрации раствора и не
зависит от природы
растворенного вещества.
СПАСИБО
ЗА
ВНИМАНИЕ!