Mieszaniny. Roztwory. mieszaniny jednorodne. rozdzielanie mieszanin. mieszaniny niejednorodne

Transkrypt

1 Roztwory Mieszaniny mieszaniny niejednorodne (heterogenizne) mieszaniny jednorodne (homogenizne) podział roztworów i harakterystyka roztworów wodnyh sposoby wyrażania stężeń Mieszaniny występują we wszystkih stanah skupienia, zawierają dwie lub więej substanji wymieszanyh ze sobą mehaniznie. Ze względu na to, zy składniki mieszaniny można odróżnić od siebie gołym okiem, zy też nie mieszaniny dzielimy na jednorodne i niejednorodne. Zbiór ząstek substanji rozproszonej nosi nazwę fazy rozproszonej. Substanja, w której te ząstki są rozproszone, fazy rozpraszająej (dyspersyjnej). mieszaniny niejednorodne rozdzielanie mieszanin woda z olejem woda ze sproszkowaną kredą od razu widać składniki dwie ieze nie mieszająe się ze sobą (np. woda i olej) możemy użyć tzw. rozdzielaza mieszanina ukierków owoowyh o różnyh smakah odparować iez (odfiltrowanie) wody odsązenie mieszaniny jednorodne składników tyh mieszanin nie da się odróżnić gołym okiem woda z kranu powietrze jest mieszaniną gazów, tabletki pasta do zębów 5 6

2 Roztworem nazywamy substanje rozpuszzone w rozpuszzalniku (np. woda). Roztwory są to mieszaniny jednorodne (homogenizne). roztwór nasyony który w danej temperaturze osiągnął stężenie substanji rozpuszzonej równe jej rozpuszzalnośi Roztworami nazywamy mieszaniny jednorodne pod względem fizyznym. Zawartość poszzególnyh składników mieszaniny możemy wyrażać za pomoą stężenia proentowego lub za pomoą stężenia molowego. 7 roztwór nienasyony roztwór, w którym w danej temperaturze stężenie substanji rozpuszzonej jest mniejsze niż to wynika z jej rozpuszzalnośi roztwór przesyony roztwór, który w danej temperaturze osiągnął stężenie substanji rozpuszzonej większe od jej rozpuszzalnośi. 8 maksymalna lizba gramów substanji, jaką w danyh warunkah iśnienia i temperatury można rozpuśić w 00 g rozpuszzalnika tworzą roztwór nasyony AgNO I [g/00g] 50 rozpuszzalność CHARATERYSTYA ROZTWORÓW WODNYCH roztwór jednorodna mieszanina substanji faza dyspersyjna (faza rozpraszająa), druga faza zdyspergowana (faza rozpraszalna) stan skupienia roztworu określony jest przez rozpuszzalnik będąy dominująym składnikiem NaNO podział roztworów NaCl zmiana rozpuszzalnośi soli w wodzie wraz z temperaturą roztwory rzezywiste (właśiwe) roztwory koloidalne zawiesiny temp. o C 9 0 roztwory właśiwe ząstki rozproszone d 0 7 m średnia ząstezek substanji rozproszonej w ośrodku rozpraszająym jest w przybliżeniu równa średniy ośrodka rozpraszająego i wynosi od 0 0 m do 0 9 m roztwory właśiwe stanowią układy homogenizne, w któryh nie można wyodrębnić składników np. mieszanina wody i ukru rozpuszzanie oddziaływanie H O > działanie sił krystaliznyh NaCl Na Cl

3 roztwory koloidalne koloidy średnia ząstezek substanji rozproszonej jest większa od średniy ząstezek ośrodka rozpraszająego; jej wielkość waha się w graniah od 0 9 m do 0 6 m (nmµm) układy rozproszone o rozmiarah ząstek fazy rozproszonej od nm do 500nm (5*0 5 m) Zol iało stałe w iezy iało stałe w iele stałym Aerozol iez w gazie iało stałe w gazie Emulsja iez w iezy akwajony jony zhydratyzowane 5 6 NO Zwarta zęść elektryznej NO warstwy podwójnej NO NO NO I I NO I AgI Rozmyta zęść elektryznej I I AgI I AgI warstwy podwójnej AgI I NO NO NO I AgI AgI I NO I I I NO NO NO NO NO ziarno AgI elektryzna warstwa podwójna Potenjał ξ ξ ± 70 mv koloidy stabilne ξ ± 0 mv koagulaja ξ 0 zanik warstwy dyfuzyjnej 7 Jedną z głównyh eh zoli jest zdolność do koagulaji. Proes łązenia się ząstezek zolu w większe zespoły, tworząe nieregularną sieć z liznymi porami i przestrzeniami pustymi. 8

4 Stężenie roztworów: proentowe masa/objętość (mg/dm ; ppm itp.) molowe normalne mieszanie roztworów zawartość substanji rozpuszzonej jest jednakowa w roztworah wyjśiowym i końowym, zyli: m A m B (m m )C zol koagulaja peptyzaja koagulat żel 9 m, m zęśi wagowe lub objętośiowe roztworów A, B, C roztwory o odpowiednih stężeniah 0 Dysojaja elektrolityzna Substanje, które rozpuszzają się w wodzie lub innyh rozpuszzalnikah i rozpadają się przy tym na jony dodatnie (kationy) i ujemne (aniony), zyli ulegają dysojaji, nazywamy elektrolitami. Lizbę, która określa, jaka zęść elektrolitu ulega dysojaji, nazywamy stopniem dysojaji i oznazamy symbolem α. α stężenie ząstezek, które uległy dysojaji [mol/dm ] ogólne stężenie elektrolitu [mol/dm ] Elektrolity ulęgająe ałkowitej albo prawie ałkowitej dysojaji nazywamy monymi (np. HCl; HNO ; H SO ; NaOH; NaCl itp.). Ih stopień dysojaji wynosi lub jest bliski jednośi. Elektrolity, które tylko w małej zęśi ulegają dysojaji, a wię takie, dla któryh α jest znaznie mniejsze od, noszą nazwę elektrolitów słabyh (np. NH OH; H CO itp.) Mimo ałkowitej dysojaji roztwory monyh elektrolitów zahowują się tak, jak gdyby nie wszystkie jony miały taka samą aktywność. a f * Wartość współzynnika aktywność zmienia się wraz ze zmiana stężenia elektrolitu. W miarę rozieńzania wartość f zbliżają się do jednośi, tak iż dla roztworów silnie rozieńzonyh aktywność jonów jest prawie równa ih stężeniu. Współzynnik aktywnośi jonów danego elektrolitu jest wielkośią zależną od wszystkih jonów obenyh w roztworze (siły jonowej roztworu).

5 Stała dysojaji Indywidualne właśiwośi kwasów i zasad harakteryzowane są zęsto wielkośią zwaną stałą dysojaji. HA H O H O A ' a H O H O A HA H O onst 5 a H O HA Podobnie dla zasady B otrzymujemy: B H O BH OH b BH B OH A 6 was a p a HF 7, * 0, HCl * HBr * 0 9 9,5 HJ * HJO,67 * 0 0,8 H CO ), * 0 7 ), * 0 6,0 0, H PO ) 7,5 * 0 ) 6, * 0 8 ),8 * 0, 7,, H CO was węglowy H CO H HCO HCO H CO 7 8 H PO was ortofosforowy H PO H H PO H PO H HPO HPO H PO 9 H O H OH H O H O OH stopień dysojaji α, 0 9 Κ ([Η ] [ΟΗ ]) / [Η Ο] dla T o C,8 * 0 6 (stała dysojaji) [H O] onst [Η ] [ΟΗ ] Κ [Η Ο] onst (przy danej T) [Η Ο] 000 [g/dm ] / 8 [g/mol] 55,56 mol/dm [Η ] [ΟΗ ],8 * 0 6 * 55,56 0 [Η ] [ΟΗ ] [Η ] 0 [Η ] 0 7 ph 7 0

6 Przykład Obliz stężenie jonów wodorowyh (ph) w roztworze wodnym kwasu solnego 0, m. Obliz stężenie jonów wodorowyh (ph) w roztworze wodnym kwasu otowego 0, m wiedzą, że stała dysojaji a,75*0 5. CH COOH H O CH COO H O a H O CH COO CH COOH H O CH COO CH COOH x [ mol / ] x dm a x x [ mol / dm ] HO CH COOH H O CH COO H O < 0 x x a x a CHCOO, , ph log,, ( 0 ), 88, 0 [ mol / dm ] Ilozyn rozpuszzalnośi Jeżeli do zystej wody wprowadzimy w dostateznej ilośi trudno rozpuszzalną sól (np. AgCl) to po pewnym zasie wytworzy się roztwór nasyony tej soli i ustali się równowaga pomiędzy jonami w roztworze i fazie stałej. AgCl Ag Cl L AgCl Ag Cl Ilozyn stężeń jonów jest wartośią stałą w niezmiennej temperaturze i nosi nazwę ilozynu rozpuszzalnośi (L) danego elektrolitu CaF Ca F L L CaF Ca F Ca (PO ) Ca PO Ca ( ) PO Ca PO 5 t An nan m n n m L ( a ) ( k ) An t mt ( a) ( k ) Związek Ilozyn rozpuszzalnośi CaSO 6, * 0 5 BaSO,08 * 0 0 CaCO 8,7 * 0 9 Ag CO 6,5 * 0 AgCl,56 * 0 0 AgBr 7,7 * 0 AgJ,5 * 0 6 6

7 Przykład W temperaturze 5 0 C ilozyn rozpuszzalnośi hlorku srebra wynosi,56 * 0 0, a hromianu srebra,05 * 0. tóra z tyh soli lepiej rozpuszza się w wodzie? AgCl Ag Cl s rozpuszzalność hlorku srebra w mol/dm s Ag Cl L AgCl s s s s s L AgCl [ mol ] 0 5,56 0,5 0 / dm n m L ( a ) ( k ) An t M AgCl,5g / mol s dm,79mg / 7 8 Ag CrO Ag CrO s rozpuszzalność hromianu srebra w mol/dm s s ( s ) CrO Ag L Ag CrO,05 0 [ mol dm ],00 0 / s ( s ) s L Ag s CrO n m L ( a ) ( k ) An t M Ag CrO g / mol s,mg / dm 9 Hydroliza soli Hydrolizą nazywamy proes rozkładu substanji pod wpływem wody. Hydrolizie ulegają sole słabyh kwasów i monyh zasad, sole monyh kwasów i słabyh zasad oraz sole słabyh kwasów i słabyh zasad. W rezultaie proesu hydrolizy roztwór przybiera odzyn kwaśny lub zasadowy. 0 sól słabego kwasu i monej zasady CH COONa CH COO Na H O H OH sól słabego kwasu i słabej zasady CH COONH CH COO NH CH COO H CH COOH H O H OH sól monego kwasu i słabej zasady NH Cl NH Cl H O H OH CH COO H NH OH CH COOH NH OH NH OH NH OH