Презентация Гетерогенные реакции в растворах электролитов онлайн

Содержание слайда: ГЕТЕРОГЕННЫЕ РЕАКЦИИ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

Содержание слайда: Системы Гомогенные – системы, представленные одной фазой (истинные растворы: раствор поваренной соли в воде) Гетерогенные – системы, представленные несколькими фазами (две несмешивающиеся жидкости: масло и вода, осадок и раствор над ним)

Содержание слайда: Гетерогенное равновесие Равновесие, устанавливающееся на границе раздела фаз Смещением химического равновесия называется процесс, возникающий в равновесной системе в результате внешнего воздействия

Содержание слайда: Процесс растворения Межмолекулярные взаимодействия между растворителем и веществом с образованием сольватов (ассоциатов из молекул вещества и растворителя) «Подобное в подобном»

Содержание слайда: Растворимость Концентрация насыщенного раствора данного вещества при определенной температуре Молярная концентрация вещества – количество растворенного вещества (число молей вещества), содержащееся в одном литре его насыщенного раствора m СM = -----, моль/л MV

Содержание слайда: Вещества Неограниченно растворимые – смешиваются с растворителем в любом соотношении Хорошо растворимые Малорастворимые Часть малорастворимого вещества электролита, которая растворилась, практически нацело диссоциирует

Содержание слайда: Растворимость малорастворимого сильного электролита Зависит от: Природы вещества и растворителя Температуры Давления Присутствия других электролитов в растворе Присутствия различных веществ (в том числе нейтральных молекул), способных образовывать комплексные соединения с данным малорастворимым электролитом или вступающих с ним в другие химические реакции

Содержание слайда: Классификация растворов Насыщенный – термодинамически устойчивая равновесная система, в которой скорость растворения вещества равна скорости его выделения из раствора Ненасыщенный – термодинамически устойчивая неравновесная система, в которой концентрация вещества меньше, чем в насыщенном растворе Пересыщенный – термодинамически неустойчивая псевдоравновесная система, в которой концентрация вещества больше, чем в насыщенном растворе Могут самопроизвольно выделять вещество, превращаясь в гетерогенные системы

Содержание слайда: Получение пересыщенного раствора Из насыщенных растворов, изменяя какие-либо условия: температуру, давление или концентрацию растворенных веществ Растворы твердых и жидких веществ: растворимость вещества  с  температуры – необходимо охладить насыщенный раствор Растворы газов: растворимость вещества  с  температуры – необходимо нагреть насыщенный раствор

Содержание слайда: Растворение малорастворимых электролитов При растворении кристаллов в воде протекают два процесса: Ионы соли переходят в раствор Ионы соли из раствора переходят на поверхность осадка AgCl  Ag+ + Cl-

Содержание слайда: Константа растворимости КР (произведение растворимости ПР) Характеризует растворимость электролита при данной температуре и зависит от природы малорастворимого электролита и растворителя Чем меньше произведение растворимости, тем соль меньше растворяется

Содержание слайда: Произведение растворимости Величина, равная произведению равновесных концентраций ионов данного электролита в его насыщенном растворе в степенях, равных соответствующим стехиометрическим коэффициентам ПР Ca3(PO4)2 = [Ca2+]3[PO43-]2 Произведение растворимости есть постоянная величина при постоянной температуре для любого малорастворимого сильного электролита

Содержание слайда: ПР позволяет вычислить концентрацию (растворимость) насыщенного раствора малорастворимого или практически нерастворимого электролита ПР позволяет вычислить концентрацию (растворимость) насыщенного раствора малорастворимого или практически нерастворимого электролита Пример для AgCl [Ag+] = [Cl-] P = ПР для PbCl2 P = 3ПР/4 для Ca3(PO4)2 P = 5ПР/108

Содержание слайда: По значениям ПР можно определять направление протекания ионнообменных реакций в растворах в тех случаях, когда и в левой, и в правой частях уравнения реакции находятся малорастворимые или практически нерастворимые вещества По значениям ПР можно определять направление протекания ионнообменных реакций в растворах в тех случаях, когда и в левой, и в правой частях уравнения реакции находятся малорастворимые или практически нерастворимые вещества Пример AgBr + KI = KBr + AgI ПР 5,3·10-13 ПР 8,3·10-17 Реакция протекает в прямом направлении AgBr + KCl = KBr + AgCl ПР 5,3·10-13 ПР 1,8·10-10 Реакция протекает в обратном направлении (в сторону менее растворимых веществ)

Содержание слайда: Условия смещения ионного гетерогенного равновесия Подчиняется принципу Ле Шателье Принцип позволяет сделать лишь качественное заключение о том, в какую сторону смещается равновесие при введении одноименных ионов в раствор Использование ПР и концентраций ионов дает возможность определить вероятность процессов Растворение осадка Образование осадка Последовательность осаждения ионов

Содержание слайда: Растворение осадка Осадок малорастворимого сильного электролита растворяется, если его ионное произведение в растворе станет меньше величины ПР [Ag+][Cl-] < ПР

Содержание слайда: Условия растворения осадка Связывание ионов в слабый электролит, газ, или комплексное соединение Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 + H2O AgCl + 2NH4OH = [Ag(NH3)2]Cl + 2H2O

Содержание слайда: Образование осадка Осадок малорастворимого сильного электролита образуется, если его ионное произведение в растворе станет больше величины ПР [Ag+][Cl-] > ПР

Содержание слайда: Условия образования осадка Введение в раствор одноименных ионов Пример AgCl  Ag+(р) + Cl-(р) добавить HCl (количество ионов Cl- ) AgCl Ag+(р) + Cl-(р) Величина ПР постоянна, но изменятся равновесные концентрации: концентрация ионов Ag+  концентрация ионов Cl-  по сравнению с прежним состоянием равновесия

Содержание слайда: Последовательность осаждения ионов Если к раствору, содержащему смесь ионов, добавить ион, который осаждает каждый из них, то образование осадков малорастворимых электролитов происходит ступенчато (дробное осаждение) Первым осаждается тот электролит, для достижения ПР которого требуется наименьшая концентрация ионов осадителя

Содержание слайда: Пример Если к раствору, содержащему анионы Cl-, Br-, I-, добавить ион-осадитель – Ag+, осадки будут выпадать в следующем порядке: AgI AgBr AgCl ПР: 8,3·10-17 5,0·10-13 1,8·10-10

Содержание слайда: Достижение полноты осаждения ионов Для достижения полноты осаждения одного вида ионов малорастворимого сильного электролита из его насыщенного раствора следует увеличить в растворе концентрацию другого вида ионов этого электролита CaHPO4  Ca2+(р) + HPO42-(р) добавить Ca2+ + 2Cl- CaHPO4 Ca2+(р) + HPO42-(р) Растворимость электролитов в воде уменьшается, если к их раствору добавить хорошо растворимые вещества (соли, спирт, ацетон) вследствие их гидратации

Содержание слайда: Влияние различных факторов на полноту осаждения осадков и их растворение Природа осаждаемого вещества, осадителя, растворителя Концентрация реагентов рН среды Температура Присутствие посторонних веществ Условия осаждения (быстрое или медленное, из разбавленных или концентрированных растворов, при перемешивании или без) Характер образующегося осадка (аморфный, кристаллический, рыхлый, плотный, крупно или мелкозернистый) Возможность протекания побочных реакций

Содержание слайда: Влияние температуры Процесс электролитической диссоциации – эндотермический, т.к. для разрыва молекулы (или кристалла) необходимо затратить энергию Ионы, на которые распадается молекула электролита, в растворе сольватируются (гидратируются). Сольватация – процесс экзотермический Суммарно растворимость электролита, как правило, увеличивается с ростом температуры

Содержание слайда: Расслоение Характерно для пересыщенных водных растворов ограниченно растворимых органических веществ: большинство спиртов, кетонов, карбоновых кислот, эфиров и ВМС Для пересыщенных водных растворов этих веществ характерны гетерогенные равновесия, сопровождающиеся выделением твердого вещества или расслоением системы на 2 несмешивающиеся жидкости

Содержание слайда:

Содержание слайда: Процессы расслоения Приводят к резкому изменению биологических функций клетки Анестетики – вещества, в присутствии которых происходит обратимое расслоение водной среды в биосистемах, которое исчезает при их удалении Анестезирующий эффект диэтиловый эфир (C2H5)2O хлороформ CHCl3 закись азота N2O фторотан CF3CBrClH ксенон

Содержание слайда: Процессы расслоения и выделения в медико-биологической практике Обратимые процессы выделения, при которых осаждаемые вещества не подвергаются глубоким изменениям Высаливание с помощью насыщенных растворов растворимых солей (Na2SO4, (NH4)2SO4, MgSO4, NaCl) Способ замены растворителя (добавление к водному раствору белка больших количеств спирта или ацетона)

Содержание слайда: Практически необратимые процессы выделения, когда наблюдаются глубокие изменения структуры Практически необратимые процессы выделения, когда наблюдаются глубокие изменения структуры Добавление солей тяжелых металлов (Cu, Ag, Hg, Zn, Pb) Действие концентрированных минеральных кислот (HNO3, HCl, H2SO4) и сильных органических кислот (трихлоруксусная, сульфосалициловая) Водные растворы фенола и формальдегида (формалин) Нагревание свыше 50ºС

Содержание слайда: Высаливание Уменьшение растворимости веществ в присутствии солей Высаливающее действие ионов тем больше, чем лучше они гидратируются

Содержание слайда: Гетерогенные равновесия в живых системах Формирование костной ткани и камней при почечной и желчнокаменной болезнях

Содержание слайда: Формирование костной ткани В клетках костной ткани остеобласты (рН = 8,3) минерализация 5Ca2+ + 3HPO42- + 4OH- Ca5(PO4)3OH + 3H2O деминерализация остеокласты В остеобластах – процесс кристаллизации гидроксилапатита из ионов Ca2+ и фосфатов В остеокластах – деминерализация в результате локального повышения кислотности среды

Содержание слайда: Костная ткань Полная перестройка костной ткани человека происходит каждые 10 лет Костная ткань – кальциевый буфер При  концентрации свободных Ca2+ в плазме крови – отложение кальция в костной ткани При  концентрации свободных Ca2+ в плазме крови – растворение минеральных компонентов костной ткани

Содержание слайда: Регуляторы кальций-фосфорного обмена в организме Витамин D – процессы всасывания ионов кальция и фосфатов из кишечника Гормоны паратирин и кальцитонин –процессы депонирования кальция и фосфатов в костной ткани и выведения через почки Благодаря взаимодействию регуляторов поддерживается постоянная концентрация этих ионов в сыворотке крови, межклеточной жидкости и тканях

Содержание слайда: Особенности процесса камнеобразования Камнеобразование – сложный физико-химический процесс, в основе которого лежит не только образование малорастворимых соединений, но и нарушение коллоидного равновесия в тканях организма Формирование камней происходит из коллоидных частиц в результате процесса коагуляции

Содержание слайда: В кислой среде мочи (рН < 5) образуются ураты кальция (соли мочевой кислоты) В кислой среде мочи (рН < 5) образуются ураты кальция (соли мочевой кислоты) В щелочной среде (рН > 7) могут образовываться малорастворимые фосфаты кальция Малорастворимые оксалаты кальция могут встречаться как в кислой, так и в щелочной моче

Содержание слайда: Принцип лечения почечнокаменной болезни Растворение камней за счет извлечения из них ионов кальция комплексообразователями (ЭДТА и ее солью трилоном Б, лимонной кислотой и ее солями) При уратных камнях назначают цитраты K или Na, молочно-растительную диету При фосфатных камнях – кислые минеральные воды и трилон Б При наличии камней из оксалата кальция – щелочные минеральные воды и трилон Б

Содержание слайда: Желчнокаменная болезнь Образование холестериновых камней, билирубината кальция и карбоната кальция

Содержание слайда: Кальциноз Отложение CaCO3 может происходить на стенках кровеносных сосудов