Сущность процесса растворения.





Практическое занятие № 23

Основные понятия о растворах и растворимости.
Вопросы:

1. Виды дисперсных систем.

2. Сущность процесса растворения.

3. Выражение концентрации растворов.

Виды дисперсных систем.

Если одно вещество мелко раздроблено и равномерно распределено в другом веществе, возникает дисперсная система. Раздробленное вещество называется дисперсной фазой, а вещество, в котором распределена дисперсная фаза, - дисперсионной средой.

Дисперсные системы могут быть различными по агрегатному состоянию. Воздух, например, является типичной газообразной дисперсной системой, состоящей из газообразного кислорода, азота, оксида углерода (IV) и др. Сплавы металлов - типичные твердые дисперсные системы. Жидкие дисперсные системы образуются в жидкой дисперсной среде.

Мы будем заниматься в основном жидкими дисперсными системами. Дисперсионной средой в таких системах могут быть вода, спирт, керосин, бензол и другие жидкости. Дисперсной фазой могут быть как твердые вещества, так и жидкости и газы.

Дисперсные системы можно разделить на грубодисперсные системы (взвеси), коллоидные растворы и истинные растворы. Это зависит от размеров частиц дисперсной фазы. Если их размер превышает 100 нм, образуются грубодисперсные системы - суспензии или эмульсии.

Суспензии получаются, если дисперсная фаза твердая, а эмульсии - если она жидкая. Например, если взболтать в воде глину или сильно измельченный мел, то получается мутная смесь, которая очень медленно отстаивается. Это и есть суспензия.

Примером эмульсии может служить молоко, где дисперсной фазой являются капельки жира. Следует заметить, что образование эмульсии имеет определенное физиологическое значение, так как жир в виде эмульсии легче усваивается организмом. Этим объясняется эмульгирующая функция желчи, выделяемой печенью.

Грубодисперсные системы не пропускают лучи света, частицы их достаточно крупны, их можно увидеть в микроскоп. Суспензии можно фильтровать через бумажный фильтр.

Как суспензии, так и эмульсии обычно более или менее быстро расслаиваются при хранении. В отличие от них коллоидные растворы значительно более устойчивы. В них размер частиц дисперсной фазы колеблется в пределах от 1 до 10 нм.


Наиболее устойчивыми среди дисперсных систем являются так называемые истинные, или молекулярные, растворы, в которых размер частиц дисперсной фазы не превышает 1 нм. Как правило, в таких растворах дисперсная фаза раздроблена до молекул или до ионов.

Сущность процесса растворения.

Обязательными компонентами любого раствора являются растворитель и растворенное вещество. Растворителем обычно называют компонент, агрегатное состояние которого такое же, как у раствора в целом. В практике чаще пользуются растворами, в которых растворителя гораздо больше, чем растворенного вещества. Растворенные вещества могут быть взяты в любом агрегатном состоянии. Кроме того, в одном растворе может быть растворено несколько веществ. Типичным примером такого раствора служит морская вода. В настоящем курсе рассматриваются только такие растворы, в которых растворителем является вода.

Если поваренную соль, сахар или перманганат калия поместить в воду, то мы заметим, как количество твердой соли (или другого вещества) постепенно уменьшается — идет растворение; при этом вода, в которой растворилось вещество, изменяет свои свойства: она приобретает вкус, окраску, изменяются температура ее кипения, замерзания, плотность, электрическая проводимость и т. д. Изменяют свойства и растворяемые вещества. Они уже не твердые. Сухая поваренная соль не проводит

электрический ток, дистиллированная вода гоже не проводит ток, а водный раствор поваренной соли электропроводен. При растворении очень часто наблюдается выделение или поглощение теплоты. Причиной этого являются различные физические и химические процессы, происходящие при растворении. Однако если выпарить из раствора воду, то можно опять получить поваренную соль, причем в том же количестве, что и до раство­рения.

Возникает вопрос: можно ли рассматривать растворы как механические смеси? В механических смесях каждый компонент сохраняет свои свойства, а в растворах свойства компонентов меняются. Исходя из этого, а также из того, что в растворе могут происходить химические реакции, Д. И. Менделеев предложил рассматривать растворы «... как жидкие, непрочные, определенные химические соединения в состоянии диссоциации».Вместе с тем растворы нельзя считать химическими соединениями в полном смысле этого слова, так как раствор одного и того же вещества может иметь разный количественный состав, а у химического соединения состав постоянный. Другими словами, количества растворенного вещества и растворителя в растворе могут быть различными.Таким образом, растворами можно назвать физико-химические дисперсные системы, состоящие из двух или нескольких веществ и их непрочных химических соединений.

 

 


При растворении частицы растворяемого вещества со всех сторон окружаются молекулами растворителя и начинают активно действовать силы межмолекулярного притяжения, которые в конце концов преодолевают силы сцепления между частицами растворяемого вещества и отрывают их друг от друга. Вследствие диффузии частицы растворяемого вещества постепенно равномерно распределяются по всему объему раствора. Такова сущность процесса растворения в простейшем случае, если бы между растворителем и растворенным веществом не происходило химических процессов.

При растворении твердых веществ разрушение кристаллической решетки растворяемого вещества и распределение его частиц в большом объеме всегда сопровождаются поглощением теплоты и влекут за собой охлаждение раствора. Если, например, поместить в стакан с водой кристаллы нитрата аммония NH4NO3 и поставить стакан на кусочек влажного картона, то картон примерзнет к стакану, так как температура раствора падает ниже 0°С.

С другой стороны, при растворении в воде серной кислоты или щелочи раствор очень сильно разогревается и может далее закипеть. Выделение теплоты нельзя объяснить, если рассматривать растворение как простое смешивание. Объяснение этому явлению дает гидратная теория растворов Д. И.Менделеева.

Изучая свойства водных растворов серной кислоты, спирта и ряда других веществ, Д. И. Менделеев пришел к выводу, что растворы представляют собой системы, состоящие не только из растворителя ирастворенного вещества, но и из продуктов их взаимодействия - гидратных соединений различного состава - гидратов.

Объясняя это явление, Д. И. Менделеев предположил, что в растворе
между молекулами растворяемого вещества и растворителя возникают силы
межмолекулярного притяжения, в результате чего происходит растворение
и молекулы растворенного вещества оказываются окруженными

оболочкой из молекул растворителя. Такая оболочка называется
сольватной. Если растворителем является вода, то оболочка

называется гидратной.

Гидратная оболочка иногда настолько прочно удерживается молекулой растворенного вещества, что не разрушается даже при выпаривании раствора, а образует химические соединения - кристаллогидраты, например CuS0420. Процесс обещания гидратов - химический процесс, сопровождающийся выделением теплоты. В уже упомянутом примере с растворением нитрата аммония также происходит процесс гидратации, ноэндотермические процессы преобладают.





Читайте также:
Новые русские слова в современном русском языке и их значения: Менсплейнинг – это когда мужчина что-то объясняет...
Социальное обеспечение и социальная защита в РФ: Понятие социального обеспечения тесно увязывается с понятием ...
Русский классицизм в XIX веке: Художественная культура XIX в. развивалась под воздействием ...
Этапы развития человечества: В последние годы определенную известность приобрели попытки...

Рекомендуемые страницы:


Поиск по сайту

©2015-2020 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2018-01-08 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту:

Обратная связь
0.012 с.