Tutorial - soluții și solubilitate
--PAGE_BREAK - Dizolvarea ca un proces fizico-chimic
Soluțiile formate prin interacțiunea unui solvent și solut. Procesul de interacțiune a Solvarea solvent și solutului numit (în cazul în care solventul este apa - hidratare).
Dizolvarea are loc pentru a forma diferite forme și produse Forța de aderență - hidrat. Atunci când această forță implicată atât de natură fizică și chimică. Procesul de dizolvare ca urmare a acestor componente interacțiuni însoțite de diferite fenomene termice.
dizolvare Energia caracteristică este obrazovaniyarastvora de căldură. considerate ca suma algebrică a efectelor termice ale pașilor endotermice și exotermice proces. Cele mai importante dintre acestea sunt:
- procesele de absorbție de căldură - distrugerea rețelei cristaline, rupe legaturile chimice din molecule;
- procese termice generatoare - formarea produselor de interacțiune a solutului cu solvent (hidrați) și altele.
Dacă energia de rupere a rețelei cristaline este mai mică decât energia de hidratare a solut, dizolvarea merge cu eliberarea de căldură (se observă încălzirea). Astfel, procesul de dizolvare este NaOH- exotermă: distrugerea rețelei cristaline este irosită 884 kJ / mol, iar formarea ionilor hidratați Na + și OH-alocate, respectiv 422 și 510kDzh / mol.
Dacă energia de cristal energie zabrele de hidratare mai mare, dizolvarea are loc cu absorbție de căldură (în prepararea apos NH4NO3nablyudaetsya scăderea temperaturii).
Noi spunem, „zahăr se dizolvă în apă bine“ sau „creta este slab solubil în apă.“ Dar este posibil să se cuantifice capacitatea unei substanțe de a dizolvării sau, cu alte cuvinte, solubilitatea substanței.
Dacă în 100 g de apă se dizolvă 10 g dintr-o substanță, substanța este numită horoshorastvorimym. Dacă mai puțin de 1 g de substanțe solubile - substanță puțin solubilă. În cele din urmă, substanța este considerată practic insolubilă. în cazul în care soluția devine mai mică de 0,01 g. Absolut substanțe insolubile nu există.
Solubilitatea exprimate folosind masa de material care poate fi dizolvat în 100 g apă la o temperatură dată, este numit coeficientul de solubilitate.
Ca un exemplu, solubilitatea (în grame de agent la 100 grame de apă la temperatura camerei) mai multe substanțe: solide, lichide și gazoase, dintre care multe au formule chimice similare (Tabelul 7-2).
7- Tabelul 2. Solubilitatea anumitor substanțe în apă la temperatura camerei, solubilitatea majorității (dar nu toate) solide crește cu creșterea temperaturii, iar solubilitatea gazelor, dimpotrivă, scade. Acest lucru se datorează în primul rând faptului că moleculele de gaz din mișcarea termică a soluției poate lăsa mult mai ușor decât molecula de solide.
** Solubilitatea măsurată a substanțelor la temperaturi diferite, se constată că unele substanțe modifică semnificativ solubilitatea lor în funcție de temperatură, altele - nu atât de mult (a se vedea tabelul 7-3 ..).
Solubilitate (g / 100 g apă)
Tabelul 7-3. Efectul temperaturii asupra solubilității anumitor solide. Tabelul prezintă solubilitatea în g / 100 g apă
Fig. 7-3. Curbele de solubilitate solide (a) și (b) substanțele gazoase.
Prin astfel de operațiuni purificate substanță. Faptul că soluția saturată formată când răcirea soluție nesaturate, dar saturate la materialul de bază. care cele mai multe, dar nu și impuritățile. Prin urmare, numai substanța pură scade sub răcire, pentru a precipita și impuritățile (împreună cu o porțiune de material) rămân în soluție.
Cristalele pure se filtrează de o soluție contaminata răcită. Această metodă de curățare se numește recristalizare. Astfel purificat, de exemplu, multe medicamente.
Rezerva de solubilitate a multor substanțe în apă (sau alți solvenți) reprezintă o valoare constantă care corespunde concentrației unei soluții saturate la o temperatură dată. Este o solubilitate caracteristică calitativă și în referințele conținute în grame per 100 g de solvent (în anumite condiții).
Solubilitatea depinde de natura solutului și solventului, temperatura și presiunea.
Natura solutului. substanțele cristaline sunt împărțite în:
extensie
--PAGE_BREAK - P- foarte solubil (mai mult de 1,0 g la 100 g de apă);
M - ușor solubil (0,1 g - 1,0 g la 100 g de apă);
H - insolubil (mai puțin de 0,1 g la 100 g de apă).
(A se vedea tabelul de solubilitate)
Natura solventului. Când formarea legăturii dintre particulele din soluția fiecărei componente sunt înlocuite cu legături între particule de diferite componente. Pentru noi conexiuni pot fi formate, componentele de soluție trebuie să aibă același tip de conexiune, și anume, să fie de aceeași natură. substanțe ionice De aceea solubili în solvenți polari, și slab în nepolară și substanțele moleculare - vice-versa.
Efectul temperaturii. Dacă solutului este un proces exoterm, apoi cu creșterea temperaturii solubilitatea scade (de exemplu, Ca (OH) apă 2c) și vice-versa. Pentru majoritatea sărurilor caracterizate printr-o creștere a solubilității atunci când este încălzit.
Practic toate gazele sunt dizolvate exoterm. Solubilitatea gazelor în lichide scade odată cu creșterea temperaturii și cu creșteri descrescătoare.
Efectul presiunii. Odată cu creșterea presiunii solubilitatea gazelor în lichide crește și scade odată cu scăderea.
concentrația soluției
Metode de concentrare a soluțiilor de exprimare
Există diferite moduri de exprimare a compoziției soluției. Cele mai frecvent utilizate fracția greutate solutului și concentrația molară normală.
fracție de masă de w solut (B) - este o cantitate adimensională egală cu greutatea relativă a solutului la m masa totală a soluției:
Molar concentrația C (B) arată cât de multe moli de solut conținută într-un litru de soluție.
C (B) = n (B) / V = m (B) / (M (B) • V),
unde M (B) - masa molară a solutului g / mol.
Concentrația soluției poate fi exprimată prin numărul de moli de solut în 1000 g de solvent. O astfel de expresie se numește concentrația molal a soluției.
Normalitatea soluției indică numărul de echivalenți gram dintr-o anumită substanță pe litru de soluție sau numărul miligram echivalenți per mililitru de soluție.
Grame - echivalentul unei substanțe este cantitatea de grame de substanță este numeric egală cu echivalentul său. Pentru compușii - este cantitatea de substanță care corespunde în mod direct sau indirect, cu transformările chimice 1 gram de hidrogen sau 8 grame de oxigen.
Eosnovaniya = Mosnovaniya / numărul de grupări hidroxil substituibile în reacția
Ekisloty = Mkisloty / număr de atomi de hidrogen substituibile reacția
Esoli = Msoli / produs al numărului de cationi pe sarcina sa
Valorile normalitatea desemnat prin litera „H“. De exemplu, o soluție de acid sulfuric decinormal desemnat „soluție de H2SO4» 0,1 N. Deoarece normalitatea poate fi determinată doar pentru acea reacție, în diferite reacții de valoare normalității una și aceeași soluție pot fi inegale. Astfel, soluția molară H2SO4budet odnonormalnym când se intenționează să reacționeze cu alcalii pentru a forma NaHSO4 hidrogen și dvuhnormalnym reacționat pentru a forma Na2SO4.
Concentrațiile recalculării soluții de la o unitate la alta,
Atunci când convertit la concentrația molară de interes, și, dimpotrivă, trebuie amintit că concentrația procentuală este calculată pe o greutate specifică a soluției, și molar și normal - pe volum, astfel încât pentru a converti trebuie să știți densitatea soluției. Dacă notăm: c concentrație procentuală; concentrația molară M; concentrație normală N-; e- greutate echivalentă, - densitatea soluției; masa molară m-, formula pentru conversia concentrație procentuală va fi după cum urmează:
Aceeași formulă poate fi utilizată, dacă este necesar să se recalculeze normal sau concentrația molară a interesului.
Uneori este necesar să se recalculeze concentrația molară în normal și vice-versa în laborator. Dacă greutatea echivalentă este egală cu masa molară a substanței (de exemplu, HCI, KCl, KOH), apoi concentrația normală concentrația molară egală. Astfel, 1N. soluție de acid clorhidric este 1 Mrastvorom simultan. Cu toate acestea, pentru cei mai mulți compuși, greutatea echivalentă nu este egală cu concentrația molară și, prin urmare, normală a soluțiilor acestor substanțe nu este concentrația molară egală.
Pentru a converti de la o concentrație de la o altă formulă poate fi utilizată:
solide Solubilitatea cont
--PAGE_BREAK--
Solubilitatea substanțelor care sunt solide la temperatura de dizolvare, exprimată în termenii unui coeficient de solubilitate k masa (în grame de substanță uscată la 100 g de apă). De regulă, solubilitatea este prezentată în apă rece (20 ° C) și fierbinte (80 ° C), o altă temperatură este indicată de SuperScript și pictograma * corespunde temperaturii camerei intervalului (18-25 ° C). O liniuță corespunde descompunerii completă a substanței cu apă. Elipsă este o lipsă de date.