Читайте также:
|
При растворении в воде твердых веществ теплота может и выделяться, и поглощаться, поэтому нагревание может как способствовать, так и препятствовать. Если растворение вещества сопровождается выделением теплоты, то при нагревании его растворимость падает, и наоборот.
Растворитель и растворяемое вещество
Растворитель – компонент, агрегатное состояние которого не изменяется при образовании раствора. В случае растворов растворителем считается компонент, количество которого в растворе преобладает.
Растворимость – свойство вещества растворяться в воде или в других растворителях. По растворимости в воде все вещества делятся на 3 группы: 1) хорошо растворимые; 2) малорастворимые; 3) нерастворимые.
Насыщенный раствор – раствор, который находится в динамичном равновесии с избытком растворяемого вещества. В ненасыщенном содержится меньше вещества, а в пересыщенном – больше, чем в насыщенном. Пересыщенные растворы весьма неустойчивы.
Концентрированный раствор содержит такие количества растворенного вещества, которые сравнимы с количеством растворителя. Разбавленный раствор содержит очень малое количество растворенного вещества по сравнению с количеством растворителя.
Массовая доля – безразмерная физическая величина, равная отношению массы растворенного вещества к массе раствора.
Объемная доля – безразмерная физическая величина, характеризующая состав смеси и равная отношению объема компонента смеси к объему смеси.
Мольная доля – безразмерная физическая величина, характеризующая концентрацию и равная отношению количества вещества компонента к общему количеству вещества смеси.
Моляльная концентрация – физическая величина, равная отношению количества вещества к объему раствора.
Мольная концентрация – отношение количества растворенного вещества к массе растворителя.
Нормальность – отношение количества вещества эквивалента в растворе к объему раствора.
Раствор, в 1 литре которого содержится моль эквивалентов вещества, называется нормальным.
Понятие идеального раствора. Растворимость газов в жидкостях. Зависимость растворимости газа от температуры и давления. Парциальное давление газообразного вещества. Закон Генри. Взаимная растворимость жидкостей. Влияние температуры на растворимость жидкостей и твердых веществ.
Давление и состав пара над раствором. Закон Рауля. Кристаллизация и кипение раствора. Сольватация. Представление об истинных и коллоидных растворах. Коллоидные растворы. Поверхностный слой и поверхностные явления. Устойчивость коллоидных растворов.
Закон Рауля: давление пара над раствором равно давлению пара чистого вещества, умноженного на его мольную долю.
Связь между составом жидкой и парообразной фазы определяется законами Коновалова.
1-й закон утверждал, что пар богаче тем компонентом раствора, добавление которого в жидкость приводит к увеличению общего давления пара.
2-й закон: в точках максимума/минимума общего давления пара составы обеих фаз одинаковы.
Общим свойством всех жидких систем является давление насыщенного пара жидкости. При растворении в жидкости какого-либо нелетучего вещества давление насыщенного пара этой жидкости понижается. При постоянной температуре величина давления насыщенного пара жидкости зависит от ее летучести и концентрации растворенного вещества.
Кристаллизация – фазовый переход вещества из газообразного/жидкого/твердого состояния в кристаллическое, а также из одного кристаллического состояния в другое с образованием кристаллов. Кристаллизация из жидкой/газовой фазы – экзотермический процесс, при котором выделяется теплота фазового перехода, или теплота кристаллизации. В промышленности кристаллизацию используют для получения продукта с заданным составом, содержанием примесей.
Кристаллизация начинается при достижении некоторого условия переохлаждения жидкости или пересыщенного пара.
Условием кристаллизации является равенство давления пара над твердым растворителем. Это равенство всегда будет достигаться при температуре более низкой, чем температура замерзания растворителя. Разность между температурой кристаллизации растворителя и температурой начала кристаллизации раствора есть понижение температуры кристаллизации.
Жидкость кипит при той же температуре, при которой общее давление насыщенного пара становится равным внешнему давлению.
Если растворенное вещество нелетучее, то общее давление насыщенного пара над раствором равно парциальному давлению паров растворителя.
Температура кипения раствора нелетучего вещества всегда выше, чем температура кипения чистого растворителя при том же давлении.
Эбуллиоскопия – метод определения молекулярных масс по повышению точки кипения раствора.
Криоскопия – метод определения молекулярных масс по понижению температуры замерзания раствора.
Химическое взаимодействие растворенного вещества с растворителем приводит к образованию соединений, которые называются сольватами, а если растворителем является вода, то они называются гидратами.
Сольватация – взаимодействие растворенного вещества и растворителя. Сольватация состоит в том, что молекула растворенного вещества является сольватной оболочкой, состоящей из тесно связанных с ней молекул растворителя. В результате сольватации образуются сольваты – молекулы образования постоянного/переменного состава. Выделяют неспецифическую и специфическую сольватацию. Неспецифическая обусловлена ван-дер-ваальсовым взаимодействием. Специфическая проявляется г.о. в электростатических взаимодействиях, координационных и водородных связей. Сольватация приводит к тому, что тип растворителя изменяет скорость реакции, влияет на ее механизм.
Коллоидные и истинные растворы. Отличаются размерами частиц. В истинных размер частиц менее 1 нм, частицы в таких растворах можно обнаружить при помощи ультрамикроскопа. Коллоидные растворы – высокодисперсные двухфазные системы, состоящие и дисперсной среды и дисперсной фазы. Линейные размеры частиц 1-100 нм. Коллоидные растворы по размерам являются промежуточными между истинными и суспензиями/эмульсиями.
Заряды на поверхности коллоидной частицы и в растворе имеют противоположный знак. Всю совокупность зарядов на поверхности частицы и в прилагающемся к ней слое раствора называют двойным электрическим слоем. Устойчивость коллоидной системы связана с зарядом частиц не только в тех случаях, когда дисперсной средой является жидкость. Частицы аэрозолей также несут на поверхности электрический заряд, возникший вследствие адсорбции ионов или трения.
31. Определение молекулярный массы растворенного вещества: а) по понижению давления пара растворителя над раствором; б) по повышению температуры кипения раствора (эбуллиоскопия); в) по понижению температуры кристаллизации растворителя (криоскопия); г) по величине осмотического давления раствора.
32. Вода как ионизирующий раствор. Электронное состояние и структура молекулы воды. Структура жидкой и твердой воды, водородные связи. Самоионизация жидкой воды. Ионное произведение воды, водородный показатель.
33. Водные растворы электролитов. Электролитическая диссоциация растворенных веществ. С. Аррениус, Д.И.Менделеев, И.А.Каблуков о природе растворов электролитов. Переход ионов в раствор. Гидратация соли и образующихся ионов. Энергия гидратации ионов. Сильные и слабые электролиты. Константа и степень диссоциации электролита. Закон разбавления Оствальда. Понятие об активности ионов в растворах.
34. Кислоты и основания – теории Аррениуса, Бренстеда-Лоури, Льюиса. Роль растворителя в кислотно-основном взаимодействии. Сила кислот и оснований в водных растворах. Кислотно-основные взаимодействия как реакции переноса протона. Реакция нейтрализации. Индикаторы кислотно-основного равновесия в водных растворах. Смещение равновесия нейтрализации в зависимости от их состава и строения.
35. Константы кислотности и основности. Сила кислородсодержащих кислот и ее зависимость от их состава и строения. Расчеты pH: а) сильные кислоты и основания б) протолиты средней силы в) слабые протолиты.
36. Равновесие ионный кристалл – раствор. Произведение растворимости. Равновесие ионов в растворе с осадком. Расчет растворимости из ПР и расчет ПР из растворимости. Расчет растворимости из значений ПР с учетом протолитических реакций в растворах. Растворение осадков.
37. Гидролиз солей. Представления Аррениуса и Вернера о механизме гидролиза. Константа и степень гидролиза. Ступенчатый характер гидролиза. Обратимый и необратимый гидролиз. Буферные растворы.
38. Окислительно-восстановительные процессы как реакции переноса электрона. Окислители и восстановители. Классификация ОВР. Составление уравнений ОВР, протекающих в водных растворах. Роль среды в ОВР. Метод ионно-молекулярных полуреакций.
Количественные характеристики окислительно-восстановительных переходов. Электродные потенциалы металлов. Гальванический элемент. Водородный электрод и водородный нуль отсчета потенциалов. Стандартные условия и стандартный потенциал полуреакции. Таблицы стандартных восстановительных потенциалов. Использование табличных данных для оценки возможности протекания ОВР.
Электродные потенциалы – разность электрических потенциалов между электродом и находящимся с ним в контакте электролитом.
Возникновение электродного потенциала обусловлено переносом заряженных частик ч-з границу раздела фаз, специф. адсорбцией ионов. Величина электродного потенциала в неравномерном состоянии зависит от природы и состава контактирующих фаз.
Электродный потенциал является постоянной величиной при данной температуре, если пластинка металла опущена в раствор его соли с активностью ионов металла. Такой потенциал называется стандартным электродным потенциалом.
Окислительно-восстановительные равновесия в растворах. Уравнение Нернста. Электролиз. Электрохимические источники энергии. Коррозия как электрохимический процесс. Электролиз растворов и расплавов. Электролитическое получение металлов. Закон Фарадея. Практическое значение электролиза.
Электролиз – процесс раздельного окисления и восстановления на электродах, осуществляемый за счет протекания тока от внешнего источника. Анод = окисление, положительно заряжен, катод = восстановление, отрицательно заряжен.
Закон Фарадея: масса выделившегося при электролизе вещества прямо пропорциональна количеству прошедшего через раствор электричества. Равные количества электричества способствуют выделению из различных химических соединений эквивалентных масс.
m=(M*I*t)/(n*F)
41. Определение понятия «комплексные соединения». Координационная система Вернера как первая удачная попытка теоретического объяснения строения комплексных соединений (КС). Основные положения координационной теории: центральный атом и лиганды, внешняя и внутренняя сфера, координационное число, ядро комплекса, заряд. Классификация КС. Номенклатура. Электролитическая диссоциация КС. Константа нестойкости (диссоциации) и константа устойчивости. Кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства КС.
42. Природа химической связи в КС. Сочетание электростатического и ковалентного взаимодействия центрального атома/иона с лигандами. Низкоспиновые и высокоспиновые комплексы. Гибридизация орбиталей центрального атома при образовании октаэдрических, тетраэдрических и квадратных комплексов.
43. Основные положения теории кристаллического поля (ТКП). Расщепление d-орбиталей центрального атома в кристаллическом поле октаэдрического/тетраэдрического комплекса. Спинспаренные и спинсвободные комплексы. Энергия расщепления и энергия спаривания. Использование ТКП для объяснения магнитных свойств КС. Спектрохимический ряд лигандов
Дата добавления: 2015-02-16; просмотров: 349 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |