Презентация Химия. Дисперсные системы. Растворы онлайн

Содержание слайда: Химия Дисперсные системы. Растворы.

Содержание слайда: Дисперсные системы Системы, в которых одно или несколько веществ в виде мелких частиц распределены в другом веществе, называют дисперсными. Дисперсионная среда – вещество, образующее сплошную непрерывную фазу, в которой происходит распределение другого вещества в виде раздробленных частиц того или иного размера. Вещество, которое распределяется в дисперсионной среде, называется дисперсной фазой.

Содержание слайда: Классификация дисперсных систем По размеру дисперсной фазы: 1. Истинные растворы. Размер частиц меньше 10-9 м (ионная или молекулярная степень раздробленности, гомогенная система). В истинных растворах степень «дробления» вещества соответствует размерам молекул (ионов), следовательно, исчезает поверхность раздела и система становится гомогенной (однородной). 2. Коллоидные растворы. Размер частиц составляет 10-7 - 10-9 м (микрогетерогенные, тонкодисперсные системы, довольно устойчивы). 3. Грубодисперсные системы (суспензии, взвеси, эмульсии). Размер частиц больше 10-7 м. Для грубодисперсных систем размер частиц дисперсной фазы значительный, что позволяет им сохранять все свойства фазы, поэтому такие системы и рассматриваются как гетерогенные (гетерогенные системы неустойчивы, ΔG>0).

Содержание слайда: Классификация дисперсных систем

Содержание слайда: Растворы Раствор – многокомпонентная, однофазная, равновесная система переменного состава. Компонентами раствора являются растворитель (среда) и растворенное вещество (или несколько веществ), равномерно распределенные в растворителе в виде молекул, атомов или ионов. Растворителем принято считать вещество, агрегатное состояние которого в процессе образования раствора не меняется. При одинаковом агрегатном состоянии всех компонентов раствора растворителем считают то вещество, концентрация которого выше.

Содержание слайда: Типы растворов Растворы делятся по концентрации на: Неконцентрированные (менее 1 моль/л) Концентрированные (1 моль/л и более) Растворы делятся по степени насыщения на: Ненасыщенные Насыщенные Пересыщенные Растворы делятся по результату взаимодействия между растворяемым веществом и растворителем на: Молекулярные растворы (вещество не диссоциирует на ионы) Ионные (вещество диссоциирует на ионы)

Содержание слайда: Способы выражения концентрации раствора Массовая доля Молярная доля Объемная доля Молярная концентрация Молярная концентрация эквивалента (нормальность) Моляльность Титр

Содержание слайда: Массовая доля. Молярная доля. Объемная доля. Массовая доля (w)– отношение массы вещества к массе раствора: W = 100%*mвещ/mр-ра Молярная доля (N)– отношение количества моль вещества к сумме количества моль всех компонентов раствора: N = 100%*nвещ/nр-ра Объемная доля (ϕ) – отношение объема вещества к объему всего раствора: ϕ = 100%*Vвещ/Vр-ра

Содержание слайда: Молярная концентрация. Молярная концентрация эквивалента. Молярная концентрация (С) – показывает сколько моль вещества содержится в определенном объеме раствора(1л): С=nвещ/Vр-ра Молярная концентрация эквивалента (Н) показывает сколько моль эквивалента вещества содержится определенном объеме раствора(1л): Н=nэкв/Vр-ра

Содержание слайда: Моляльность. Титр. Моляльность (Cm) – показывает количество моль растворенного вещества в определенной массе растворителя(1кг): Cm = nвещ/mр-ля Титр(Т) – показывает массу вещества, растворенную в определенном объеме раствора(1л): Т = mвещ/Vр-ра

Содержание слайда: Задание Рассчитать молярную долю, молярную концентрацию, молярную концентрацию эквивалента, моляльность и титр 20% по массе водного раствора NaOH. Плотность для простоты расчетов принять равной 1 г/см3.

Содержание слайда: Растворимость Способность одного вещества растворяться в другом при заданных условиях имеет количественное выражение, называемое растворимостью. Растворимость данного вещества равна его концентрации в насыщенном растворе при данной температуре. По содержанию растворенного вещества растворы делятся на: Ненасыщенные Насыщенные Пересыщенные

Содержание слайда: Ненасыщенные растворы Если концентрация вещества в растворе при заданных условиях меньше его растворимости, то раствор является ненасыщенным: nКА(т) + (k+a)P ↔ n[K*kP]++n[A*aP]- В случае с ненасыщенным раствором равновесие смещено вправо, добавляемое вещества KA полностью растворяется.

Содержание слайда: Насыщенные растворы Насыщенным раствором называется такой раствор, который находится в динамическом равновесии с избытком растворяемого вещества: nКА(т) + (k+a)P ↔ n[K*kP]++ n[A*aP]- Скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции. Константа равновесия для этого выражения будет равна: K = ([K*kP]n*[A*aP]n)/([KA]n*[P](k+a)) Поскольку сольватацией пренебрегают, а равновесная концентрация растворителя и твердой фазы равна 1, то это выражение упрощается: K = [K]n[A]n Произведение равновесных концентраций катиона и аниона в соответствующих степенях называется произведением растворимости. Если в растворе имеется две соли с общим катионом, или анионом, то их растворимость будет определятся равновесной концентрацией общего иона и произведениями растворимости соответствующих солей.

Содержание слайда: Пересыщенные растворы Пересыщенным раствором называют раствор, концентрация которого больше растворимости. Получают такие растворы медленным и осторожным охлаждением насыщенного раствора. Такие растворы крайне нестабильны. Механическое воздействие, или добавление небольшого кристалла может вернуть систему в состояние насыщенного раствора. Избыток вещества образует новую фазу (выпадет в осадок).

Содержание слайда: Факторы, влияющие на растворимость. Природа веществ – подобное растворяется в подобном: Полярные вещества хорошо растворяются в полярных растворителях и плохо в неполярных. Неполярные вещества хорошо растворяются в неполярных растворителях и плохо в полярных. Внешние условия: температура и давление Влияние температуры и давления определяется принципом Ле Шателье – Брауна.

Содержание слайда: Физико-химическая природа процесса растворения. В процессе растворения происходит не только гомогенизация системы и разрушение связей в растворяемом веществе. Растворители взаимодействуют с растворяемым веществом, образуя вокруг частицы растворенного вещества сольватную оболочку. Этот процесс взаимодействия между растворителем и растворяемым веществом называется сольватизацией. Если растворителем является вода, то тогда говорят об образовании гидратной оболочки и процессе гидратации. Изменение энтальпии в процессе разрушения старых связей и процессе сольватации определяет тепловой эффект от растворения: ΔHраств = ΔHсв +ΔHсол Поскольку в результате растворения происходит перераспределение химических связей, то растворы можно было - бы считать продуктом химической реакции. Но состав раствора может меняться в очень широких пределах, поэтому раствор рассматривают как нечто среднее между химическим веществом и механической смесью.

Содержание слайда: Общие свойства растворов Вне зависимости от того, к какому типу принадлежит раствор, он всегда имеет так называемые коллигативные свойства: Изменяется давление пара над раствором. Изменяются температуры кипения и замерзания. Появляется явление осмоса. Эти свойства описываются двумя законами Рауля и законом Вант-Гоффа.

Содержание слайда: Понижение давления растворителя Во первых, молекулы растворенного вещества встраиваются в поверхность раздела фаз, в результате с той - же поверхности может испаряться меньшее количество молекул растворителя. Во вторых, из-за сольватации молекулы растворителя входят в сольватную оболочку, что снижает способность растворителя к испарению.

Содержание слайда: Первый закон Рауля Относительно понижение давления пара над растворителем равно молярной доли растворенного вещества. ΔP/P0 = Nвещ Если мы учтем, что Nр-ля = 1-Nвещ, а ΔP = P0 – Pр-ра, то закон Рауля можно переписать следующим образом: P = P0Nр-ля

Содержание слайда: Изменение температур кипения и замерзания

Содержание слайда: Второй закон Рауля Повышение температур кипения и кристаллизации растворов прямопропорционально моляльности растворов: ∆tкип = Кэб · Сm ∆tзам = Ккр ·Сm Кэб и Ккр- соотвественно, эбулиоскопическая и криоскопическая константы. Они показывают изменение соответствующих температур при увеличении концентрации раствора на 1 моль/кг. Для воды kэб=0,52°С, kкр=1,86°С.

Содержание слайда: Осмос Осмос – это явление движения частиц растворителя через полупроницаемую перегородку из раствора с меньшей концентрацией в раствор большей концентрацией. Осмос продолжается до тех пор, пока не выровняются концентрации растворов.

Содержание слайда: Осмотическое давление Осмотическое давление – это давление, которое необходимо приложить к системе, что бы осмос прекратился. Осмотическое давление зависит от температуры и концентрации растворенного вещества: Pосм = CRT – закон Вант-Гоффа С – молярная концентрация, моль/л, T –температура, К, R – универсальная газовая постоянная, Pосм – осмотическое давление, кПа.

Содержание слайда: Осмос в биологии и технологиях Стенки клеток обладают свойствами полупроницаемых мембран, поэтому в любой ситуации, когда клетка контактирует с раствором или водой наблюдается явление осмоса: Семена растений, находясь в воде набухают. Впитывание воды в кишечнике происходит благодаря явлению осмоса. Клетка, помещенная в раствор соли теряет воду – это явление называется плазмолизом. Например, в мёде погибает большая часть бактерий из – за того, что вода из клетки через клеточную оболочку переходит в мед. В регионах с недостатком пресной воды с помощью обратного осмоса опресняют морскую воду.

Содержание слайда: Изотонический коэффициент Коллигативные свойства определяются количеством растворенного вещества. В растворах электролитов (ионные растворы) из-за диссоциации вещества количество частиц увеличивается, поэтому при расчетах коллигативных свойств (I и II законы Рауля, закон Вант-Гоффа) вводится поправочный коэффициент (i), который называется изотоничеким.

Содержание слайда: Изотонический коэффициент ∆tкип =i Кэб·Сm ∆tзам =i Ккр·Сm

Содержание слайда: Изотонический коэффициент Изотонический коэффициент показывает, во сколько раз частиц в растворе электролита больше, чем в растворе неэлектролита той - же концентрации: i = 1+α(n-1) α – степень диссоциации электролита, n – количество ионов, на которые диссоциирует электролит.

Содержание слайда: Задание Рассчитать давление водяного пара, P0 = 3,17 кПа, температуры замерзания и кипения (kэб=0,52°С, kкр=1,86°С) и осмотическое давление(T=250C) 10% по массе раствора ацетона в воде, плотность раствора принять равной 1 г/см3. Ответ: 3,06 кПа, -3,56/100,990С, 825 кПа.