ROZTWORY. Mieszaniny heterogeniczne homogeniczne Roztwory - jednorodne mieszaniny dwóch lub wi cej składników gazowe ciekłe stałe

Transkrypt

1 ROZTWORY Mieszaniny heterogeniczne homogeniczne Roztwory - jednorodne mieszaniny dwóch lub wi cej składników gazowe ciekłe stałe roztwór nienasycony - roztwór, w którym st enie substancji rozpuszczonej jest mniejsze ni wynika to z jej rozpuszczalno ci w danych warunkach roztwór nasycony - roztwór b d cy w równowadze z nadmiarem substancji rozpuszczonej w danych warunkach zewn trznych (temperatury) rozpuszczalnik - substancja ciekła maj ca zdolno rozpuszczania innych substancji rozpuszczalno - zdolno substancji (stałej, ciekłej, gazowej) do tworzenia z innymi substancjami mieszanin jednorodnych pod wzgl dem fizycznym i chemicznym (st enie substancji rozpuszczonej w nasyconym roztworze w danej temperaturze)

2 St enia: C p C m r = m s + m o V r = V s + V o Przykładowy podział rozpuszczalników 1) nieorganiczne 2) organiczne ze wzgl du na wzgl dn stał dielektryczn (ε) 1) polarne 2) niepolarne Rozpuszczalnik ε Rozpuszczalnik ε Woda 78,38 Octan etylu CH 3 COOC 2 H 5 6,02 Metanol CH 3 OH 32,62 Chloroform CHCl 3 4,72 Etanol C 2 H 5 OH 24,55 Toluen C 6 H 5 CH 3 2,38 Aceton CH 3 COCH 3 20,70 Heksan C 6 H 14 1,88 Pirydyna C 5 H 5 N 12,30

3 - rozpuszczalno gazów w cieczach: m = k p (prawo Henry ego) m - masa gazu rozpuszczonego w danej obj to ci cieczy k - współczynnik proporcjonalno ci; zale ny od temperatury, rodzaju gazu i rozpuszczalnika p - ci nienie Gaz S [dm 3 /dm 3 ] Gaz S [dm 3 /dm 3 ] O 2 0,031 Cl 2 2,26 N 2 0,016 HCl 430,4 CH 4 0,035 H 2 S 2,40 C 2 H 2 1,02 NH CO 0,024 SO 2 33,3 CO 2 0,827 S rozpuszczalno gazu w wodzie, w temp. 25 o C pod ci n. gazu 1 atm. - rozpuszczalno cieczy w cieczach - zale y od temperatury - na ogół ro nie ze wzrostem temperatury - kontrakcja obj to ci - zmiana obj to ci podczas mieszania dwóch cieczy rozpuszczaj cych si wzajemnie Rozpuszczalno cieczy organicznych w wodzie (t. pok.) Ciecz rozpuszczana Rozpuszczalno Aceton CH 3 COCH 3 Etanol C 2 H 5 OH Metanol CH 3 OH Octan etylu CH 3 COOC 2 H 5 8,6 % Eter dietylowy (C 2 H 5 ) 2 O 7,4 % Chloroform CHCl 3 1 %

4 - rozpuszczalno ciał stałych w cieczach substancja stała + ciecz, np. H 2 O roztwory nieelektrolitów roztwory elektrolitów roztwory koloidowe Solwatacja - przył czanie cz steczek rozpuszczalnika przez cz stki ciała rozpuszczonego Hydratacja - otaczanie cz stek substancji rozpuszczanej przez cz steczki wody (szczególny przypadek solwatacji) EFEKT CIEPLNY ROZPUSZCZANIA jest rezultatem rozerwania wi za mi dzydrobinowych w fazie rozpuszczanej i powstaniem nowych oddziaływa mi dzy cz stkami chemicznymi substancji rozpuszczonej i cz stkami rozpuszczalnika zale y od: - rodzaju substancji rozpuszczanej - rodzaju rozpuszczalnika - temperatury - stosunku ilo ci substancji rozpuszczanej do ilo ci rozpuszczalnika efekt cieplny: - mieszanie gazów - nieznaczny, 0 - rozpuszczanie cieczy w cieczy - mo e by do znaczny, np. rozp. H 2 SO 4 w H 2 O H = - 92 kj/mol - rozpuszczalno ciał stałych w cieczy: zniszczenie sieci krystalicznej (proces endotermiczny), energia sieciowa U o solwatacja uwolnionych drobin przez cz steczki rozpuszczalnika (proces egzotermiczny) H h < 0

5 ROZTWORY ELEKTROLITÓW Elektrolity - to substancje, które po rozpuszczeniu w wodzie lub innym rozpuszczalniku polarnym dysocjuj na jony (kationy i aniony). Elektrolitami s sole, zasady i kwasy, zarówno nieorganiczne, jak i organiczne). teoria dysocjacji elektrolitycznej (1887 r.) Przewodnictwo roztworów elektrolitów spowodowane jest obecno ci jonów powstałych w wyniku dysocjacji elektrolitycznej. Dysocjacja elektrolityczna - rozpad substancji na jony w wyniku jej oddziaływania z cz steczkami rozpuszczalnika. Stopie dysocjacji elektrolitycznej - stosunek liczby moli elektrolitu zdysocjowanego do liczby moli elektrolitu wprowadzonego do roztworu. Stopie dysocjacji elektrolitycznej - to stosunek st enia elektrolitu, który uległ dysocjacji do ogólnego st enia elektrolitu. Svante August Arrhenius ( ) Nagroda Nobla w 1903 r. 0 < α 1 lub 0 < α 100% elektrolit binarny AB: AB A + + B stan równowagi opisuje stała dysocjacji elektrolitu AB: [A + ] i [B - ] - st enia jonów [AB] - st enie niezdysocjowanego elektrolitu w stanie równowagi [A + ] = [B ] = α c [AB] = c [A + ] = c c α = c (1 - α) prawo rozcie cze Ostwalda: Wilhelm Ostwald ( ) Nagroda Nobla w 1909 r. je eli α 0,05 czyli α 5% to: wi c

6 1) rodzaju substancji rozpuszczonej, stopie dysocjacji α zale y od: np. 0,01M HClwH 2 O, α=100% 0,01M HF wh 2 O, α=22% 0,01M HNO 2 wh 2 O, α=18% 0,01M CH 3 COOHwH 2 O, α=4,3% 2) rodzaju rozpuszczalnika, np. HCl w wodzie (H 2 O), α = 100 % HCl w metanolu (CH 3 OH), α << 100 % HCl w toluenie (C 6 H 5 CH 3 ), α = 0 3) st enia, np. je eli c to α CH 3 COOH c α (%) 1 0,4 0,1 1,3 0,01 4,3 0, , ROZTWORY KOLOIDALNE układ (roztwór) układy o dyspersji molekularnej układy koloidalne układy grubodyspersyjne (zawiesiny) rozmiary cz steczek < 10 Å 10 Å 5000 Å > 5000 Å Roztworykoloidalne-układynajcz ciejdwufazowenierozpuszczalnych wsobiesubstancji,wktórychjednazfaznazywasi faz rozproszon adrugarozpraszaj c. O rodek dyspersyjny Gaz Ciecz Ciało stałe Faza rozproszona gaz ciecz ciało stałe gaz ciecz ciało stałe gaz ciecz ciało stałe Nazwa - mgły gazozole piany emulsje liozole piany stałe piany stałe zole stałe Przykłady - mgła, chmury kurz, dym piana mydlana, bita mietana mleko, białka, majonez zole metali, siarczków, tlenków pumeks kwarc mleczny szkło rubinowe, perły fosforowe

7 WŁA CIWO CI ROZTWORÓW KOLOIDALNYCH koloid ZOL koagulacja peptyzacja EL koagulat denaturacja to nieodwracalny proces przechodzenia zolu w el koagulacj mo na spowodowa przez: 1) ogrzanie lub ochłodzenie roztworu koloidalnego 2) wysalanie, np. dodanie MgSO 4, Na 2 SO 4 3) zmian ph roztworu 4) dodanie rodka odwadniaj cego, np. alkoholu lub acetonu