1 Растворы. «Способы выражения концентраций. Сильные и слабые — презентация

1 Растворы. «Способы выражения концентраций. Сильные и слабые электролиты. Закон разведения Оствальда» Кафедра общей и медицинской химии

Изображение слайда

2 Граф структуры

Изображение слайда

3 Растворы - гомогенные термодинамически устойчивые системы, состоящие из двух и большего числа компонентов, состав которых изменяться в пределах, допустимых растворимостью. Точка зрения Менделеева: Раствор - это сложная равновесная химическая система, образованная растворителем, растворенным веществом и продуктами их взаимодействия. Д. И. Менделеев (8.02.1834 – 02.02.1907) NB! Гидратная теория Менделеева стала o дной из основ современной теории растворов. «В растворе при обычной температуре происходит образование и разрушение ассоциатов (соединениий) – частиц растворителя – гидратов - с частицами растворенного вещества»

Изображение слайда

4 Раствор может иметь любое агрегатное состояние: жидкое газообразное (газовая смесь). твердое

Изображение слайда

5 Агрегатные состояния растворов, применяемых в медицине: а) закись азота и эфир в кислороде (газовый наркоз); б) натрий хлорид в воде (физиологический раствор); в) хром, в никеле (зубной протез)

Изображение слайда

6 Характеризуются гомогенностью состава и отсутствием поверхности раздела между растворенным веществом и растворителем. Размер растворенных частиц (ионов и молекул) меньше 10 -9 м. Классификация 1. По молярной массе растворенного вещества ВМС - полимеры, макромолекулы которых состоят мономерных звеньев, соединенных между собой химическими связями. Растворы полиэлектролитов - растворы ВМС, в состав которых входят функциональные группы, способные к ионизации. а) М < 5000 г/моль - истинные растворы – растворы низкомолекулярных соединений. б) М > 5000 г/моль - растворы высокомолекулярных соединений (ВМС).

Изображение слайда

7 2. По наличию или отсутствию электролитической диссоциации Растворы электролитов — в которых вещества диссоциируют на ионы (соли, кислоты и гидроксиды - КNО 3, НС l, КОН). Растворы неэлектролитов – в которых вещества практически не диссоциируют в воде( растворы сахарозы, глюкозы, мочевины. ) Растворы амфолитов - веществ, которые могут диссоциировать и по кислотному, и по основному типу: А l( ОН) 3,глицин. 3. По концентрации а) разбавленные растворы ~ до 10 %; в) средней концентрации ~ 10 - 30% б) концентрированные ~ 30 % и выше;

Изображение слайда

8 а) Ненасыщенный - раствор, в котором еще можно растворить добавочное количество данного вещества. б) Насыщенный - раствор, в котором данное вещество при данной температуре больше не растворяется, т. е. раствор, находящийся в равновесии с растворяемым веществом. 4. По равновесному состоянию

Изображение слайда

9 б) насыщенные а) ненасыщенные

Изображение слайда

10 в) пересыщенные – содержащие значительно больше растворенного вещества чем его требуется для насыщения при данной температуре Пересыщенные растворы являются неустойчивыми системами, способными к существованию только при отсутствии в системе твердых частиц растворенного вещества. Возможность длительного существования таких растворов объясняется трудностью первоначального возникновения мельчайших «зародышевых» кристалликов-центров кристаллизации.

Изображение слайда

11 Растворимость Растворимость – способность вещества растворяться в том или ином растворителе. Мерой растворимости вещества при данных условиях является его содержание в насыщенном растворе. S – растворимость - масса вещества, способная растворяться в 100 г растворителя (воды).

Изображение слайда

12 Зависимость растворимости от температуры

Изображение слайда

13 Растворение кристалла NaCl в воде: Δ Н крист. - изменение энтальпии при разрушении кристаллической решетки; Δ Н сольв. – изменение энтальпии за счет гидратации ионов С l - и Na + ;

Изображение слайда

14 Процентная – масса вещества в 100 г раствора Процентная концентрация выражается числом, граммов растворенного вещества, содержащимся в 100 граммах раствора 95 г Н 2 О + 5 г NaCl = 100 г 5 %-ного раствора NaCl Способы выражения концентраций растворов

Изображение слайда

15 «% - сотая часть » 2 мл 3% раствора – 60 мг 7 мл 4% раствора – 280 мг 25 мл 25% раствора - ? мг m мг = V мл ∙ ω %∙10

Изображение слайда

16 2. Молярная концентрация – число моль вещества в 1 л раствора Задача: Рассчитать молярность 0.9% раствора NaCI.

Изображение слайда

17 3. Нормальная концентрация – число моль-экв вещества в 1 л раствора

Изображение слайда

18 Фактор эквивалентности – f экв (Х) – число, обозначающее, какая доля реальной частицы вещества Х эквивалентна одному иону водорода в данной кислотно-основной реакции или одному электрону в данной окислительно-восстановительной реакции. z – основность кислоты или кислотность основания данной кислотно-основной реакции, или число электронов, присоединяемых или теряемых частицей в данной окислительно-восстановительной реакции. Эквивалент - реальная или условная частица вещества Х, которая в данной кислотно-основной реакции эквивалентна одному иону водорода или в данной окислительно-восстановительной реакции – одному электрону.

Изображение слайда

19 4. Мольная доля N A – отношение числа молей вещества к общему числу молей в растворе.

Изображение слайда

20 5. Моляльность m - число моль вещества в 1000 г растворителя (не зависит от температуры, поэтому применяется в клинической практике!)

Изображение слайда

21 6. Титр раствора Т – число грамм вещества в 1 мл раствора (г/мл). С м = 1000 Т/ М ω% = 100 Т 7. Миллиграмм процент мг % - масса вещества в миллиграммах на 100 мл раствора (мг/ 100 мл – при пл.=1)

Изображение слайда

22 Осмолярная концентрация - суммарное молярное количество всех кинетически активных частиц, содержащихся в 1 литре раствора, независимо от их формы, размера и природы. В организме человека осмолярность составляет примерно 290-300 мОсм/л ( ~ 0.29-0.30 Осм/л) Осмолярность (осмолярная концентрация) Концентрационный гомеостаз – постоянство кислотности, концентраций солей и органических веществ в жидких средах организма

Изображение слайда

23 Растворы электролитов Электролиты – вещества, растворы и расплавы которых проводят электрический ток вследствие диссоциации на ионы. 1. Сильные электролиты диссоциируют полностью, необратимо, в одну ступень. a – активность иона f – коэффициент активности, учитывающий межионное взаимодействие

Изображение слайда

24

Изображение слайда

25 Ионная сила растворов Ионная сила растворов - величина, измеряемая полусуммой произведений концентраций всех находящихся в растворе ионов на квадрат их заряда (понятие введено Г. Льюисом ) Ионная сила – удобная характеристика раствора, учитывающая взаимодействие ионов, что важно для изучения биологических систем и физиологических растворов, ионная сила которых, в том числе и 0.9% (0.15м) NaCI равна, как правило, 0.15. Ионная сила характеризует общее число ионных зарядов в единице объема, независимо от их знаков. Размерность - обратна размерности объема.

Изображение слайда

26 Уравнение Дебая-Хюккеля Дебай Петер (24.III.1884–2.XI.1966) Йозеф Хюккель (9.09.1896— 16.021980)

Изображение слайда

27 NB! При добавлении к насыщенному раствору малорастворимого электролита раствора сильного электролита, не имеющего с ним общих ионов, повышается ионная сила раствора, понижается коэффициент активности f, следовательно, произведение активностей ионов становится меньше ПР, т.е. раствор становится ненасыщенным, происходит растворение осадка. Это явление называется солевым эффектом. ПР Ва SO4 = [ Ba 2+ ] [SO 4 2- ] Добавление NaNO 3 в насыщенный раствор AgCl : 1) способствует образованию осадка 2) препятствует образованию осадка 3) на образование осадка не влияет 4) зависит от формы сосуда 5) зависит от объема сосуда

Изображение слайда

28 NB! При добавлении к насыщенному раствору малорастворимого электролита ( BaSO 4 ) раствора сильного электролита ( Na 2 SO 4 ), содержащего одноименный ион ( SO 4 2- ), концентрация второго иона ( Ba 2+ ) в растворе уменьшается!!! ПР Ва SO4 = [ Ba 2+ ] [SO 4 2- ] Для полноты осаждения ионов Са 2+ из насыщенного раствора СаСО 3 необходимо добавить: 1) Ca ( NO 3 ) 2 2) NaCl 3) Na 2 CO 3 4) NaHCO 3 5) зависит от объема раствора

Изображение слайда

29 2. Слабые электролиты диссоциируют обратимо, ступенчато. α – степень диссоциации К д – константа диссоциации Степень диссоциации (ионизации) - отношение числа молекул, распавшихся на ионы, к общему числу молекул в растворе. α зависит от: Природы вещества и растворителя; Концентрации; Температуры; Присутствия одноименного иона.

Изображение слайда

30 Закон разбавления Оствальда Нобелевская премия (1909г) « в знак признания работ по катализу, а также за исследования основных принципов управления химическим равновесием и скоростями реакций» С 1887 года работал в одной лаборатории с Вант-Гоффом, Аррениусом и Нернстом. (02.09.1853 – 4.06.1932) О нем говорили: «Потолкуй с Оствальдом полчаса, и ты будешь иметь работу на полгода»

Изображение слайда

31 При  <<1 Вывод закона разведения Оствальда

Изображение слайда

32 2. Степень диссоциации кислоты HX равна 0,25. Какое суммарное число ионов H + и X - приходится в ее растворе на каждые 100 нераспавшихся молекул (ответ округлите до целого числа)? 1) 16 2) 33 3) 67 4) 85 1. На каждые 20 нераспавшихся молекул кислоты HX приходится 5 ионов H + и 5 ионов X -. Укажите степень диссоциации кислоты: 1) 0,05 2) 0,10 3) 0,15 4) 0,20

Изображение слайда

33 Задача: Рассчитать концентрацию ионов водорода [ Н + ] в 9% растворе уксуса (пл.=1), К д =1.75 ∙10 -5.

Изображение слайда

34 Задача: Рассчитать концентрацию ионов водорода [ Н+ ] в 9% растворе уксуса (пл.=1) Ответ: [ Н+ ]= 5.12 ∙10 -3 моль-экв/л

Изображение слайда

35 Спасибо за внимание!

Изображение слайда