Розчини

Розчини – гомогенні термодинамічно стійкі системи змінного складу, що складаються з двох і більше компонентів.

Розчинник – речовина, кількість якої переважає і агрегатний стан якої не змінюється під час утворення розчину.

Стійкість визначається розміром розприділених частинок:

10^―9м → молекулярні, істинні розчини; розчини електролітів;

10^―7м → колоїдні розчини;

10^―4м - 10^―5м → суспензії (тверді в рідині); емульсії (рідкі в рідкому)

Процес утворення розчину є проміжним між хімічним і фізичним процесами. Д.І. Менделєєв розробив гідратну теорію, згідно з якою під час утворення розчинів відбуваються не тільки фізичні, а й хімічні процеси.

У процесі розчинення частинки речовини, що розчиняється, утворюють з молекулами розчинника відносно нестійкі сполуки, які часто мають змінний склад і називаються сольватами (якщо розчинником є вода – гідратами).

Під час розчинення речовини відбуваються такі процеси: зв'язок між частинками (молекулами, атомами, йонами) у речовині, яка розчиняється, та розчиннику руйнується, що супроводжується поглинанням теплоти; одночасно утворюються сольвати, внаслідок чого виділяється теплота; далі відбувається розподіл сольватованих частинок речовини, яка розчиняється, в розчиннику, що супроводжується поглинанням теплоти. Загальний тепловий ефект процесу розчинення буде позитивним або негативним залежно від того, що переважатиме: тепловий ефект сольватації частинок, чи сума теплових ефектів дифузії та руйнування зв’язків між частинками речовини, яка розчиняється.

Розчинення, розчинність подібне розчиняється в подібному

розчинення

Надлишок тверда речовина тверде в розчині над твердою

кристалізація речовиною

Насиченими називаються розчини, що перебувають в стані рівноваги з надлишком речовини, яка розчиняється.

Ненасиченими називаються розчини, в яких розчинювала речовина, що добавляється, може ще розчинятися.

Перенасиченим називають розчин, в якому розчиненої речовини міститься більша кількість, ніж її може розчинятися за даних умов.

Концентрація розчиненої речовини – це відношення кількості або маси розчиненої речовини до об’єму розчину.

Молярна концентрація (М) – це відношення кількості розчиненої речовини до об’єму розчину (моль/л).

Молярна концентрація еквівалента (С_ек., н) – це відношення еквівалентної кількості розчиненої речовини до об’єму розчину (моль/л).

Склад розчину можна виразити як концентрацією, так і часткою розчиненої речовини.

Масова частка (W) – це відношення маси розчиненої речовини до маси розчину. Масову частку виражають у частках одиниці або у відсотках.

ТЕОРІЯ ЕЛЕКТРОЛІТИЧНОЇ ДИСОЦІАЦІЇ

(С. Арреніус, 1887р.)

Основні положення сучасної теорії електролітичної дисоціації.

1. У результаті розчинення у воді (або в іншому полярному розчиннику), а також у процесі розплавлення електроліти розпадаються на позитивно та негативно заряджені йони. Процес розпаду електролітів на йони називають електролітичною дисоціацією.

2. У розчинах йони утворюються з полярних молекул та йонних кристалів речовин, а в розплавах – лише з речовин з йонним типом зв’язку.

3. У водних розчинах йони оточені гідратною оболонкою – гідратовані йони.

4. Йони у водному розчині або розплаві рухаються хаотично. Якщо в розчин або розплав електроліту занурити електроди й додати електричної напруги, то рух йонів стає спрямованим: позитивно заряджені йони рухаються до катода (негативно зарядженого електрода) й називаються катіонами, а негативно заряджені йони – в напрямку анода (позитивно зарядженого електрода) та називаються аніонами.

5. Дисоціація – оборотній процес.

6. Електрична провідність розчинів і розплавів електролітів зумовлена наявністю позитивно й негативно заряджених йонів, що вивільнюються внаслідок електролітичної дисоціації, тобто електролітів – це провідники з йонною провідністю.

ПАМ’ЯТКА ДЛЯ НАПИСАННЯ РЕАКЦІЙ ОБМІНУ МІЖ РОЗЧИНАМИ ЕЛЕКТРОЛІТІВ

Реакції йонного обміну – хімічні реакції, що відбуваються в розчинах електролітів за участі йонів без зміни ступенів окислення елементів.

Умови протікання реакцій йонного обміну “ до завершення”

(правило Бертоллє)

Коли утворюються речовини, що практично не дисоціюють та залишають сферу реакції	Реакція не протікає
1.Осад   _____________ 2.Летка речовина   _____________ 3.Слабкі електроліти	Нерозчинні або малорозчинні сполуки __________________________ Леткі кислоти: HCl, HF, HBr, HI, H2S, HNO3. Нестійкі кислоти: ↗ Н2О Н2СО3 ↘ СО2   ↗ Н2О Н2SО3 ↘ SО2 __________________________   Н2О, СН3СООН, NH3	Суміш йонів, реакція не протікає     Na2SO4 + KCl   Йони: Na^+, SO4^2^−, K^+, Cl^−.

Умовна класифікація електролітів залежно від ступеня дисоціації

Сильні електроліти – під час розчинення у воді цілком дисоціюють на йони: α > 30%	Слабкі електроліти – під час розчинення у воді погано дисоціюють на йони: α < 30%
Усі розчинні солі, багато мінеральних кислот (HCl, HBr, HI, HNO3, Н2SО4, НMnO4, HClO4), луги (KOH, NaOH)	Деякі мінеральні кислоти (Н2СО3, H2S, Н2SіО3, HNO2), майже всі органічні кислоти, багато бінарних сполук, гідроксиди металів

Алгоритм складання йонного рівняння реакцій

1. Запишіть молекулярне рівняння реакції, звертаючи особливу увагу на правильність складання формул речовин, що утворюються. Перевірте за валентністю. Розставте коефіцієнти.

3NaOH + FeCl₃ → Fe(OH)₃ + 3NaCl

2. За допомогою таблиці розчинності визначте розчинність кожної речовини.

р р н р

3NaOH + FeCl₃ → Fe(OH)₃ + 3NaCl

3. Складіть повне йонне рівняння. Для цього прості речовини, оксиди, нерозчинні солі та слабкі електроліти запишіть у молекулярному вигляді (Н₂, СаО, АgCl, H₂O), а розчинні солі, луги, сильні кислоти – в йонному.

3Na⁺ + 3OH⁻ + Fe³⁺ + 3Cl⁻ → Fe(OH)₃↓ + 3Na⁺ + 3Cl⁻

4. Складіть скорочене йонне рівняння. Для цього потрібно відкинути (закреслити) йони, що не беруть у реакції безпосередньої участі (однакові у правій та лівій частинах повного йонного рівняння).

3Na⁺ + 3OH⁻ + Fe³⁺ + 3Cl⁻ → Fe(OH)₃↓ + 3Na⁺ + 3Cl⁻

3OH⁻ + Fe³⁺ → Fe(OH)₃↓

Примітка.

1. Малорозчинні солі, основи та інші сполуки з йонним типом зв’язку є сильними електролітами, тобто дисоціації піддаються.

2. Сума електричних зарядів йонів у лівій частині рівняння має дорівнювати сумі електричних зарядів йонів у правій частині.

3. Умови протікання до завершення реакцій обміну в розчинах електролітів:

― утворення осаду;

― виділення газу;

― утворення води або іншого слабкого електроліту.

Властивості кислот, основ і солей

у світлі теорії електролітичної дисоціації

Електроліти	Характерні спільні йони	Характерні властивості
кислоти	Н^+	Діють на індикатори (лакмус – червоний). Реагують з йонами ОН^− з утворенням води Н^++ ОН^− → H2O
основи (луги)	ОН^−	Діють на індикатори (лакмус – синій, фенолфталеїн – малиновий). Реагують з йонами Н^+з утворенням води ОН^− + Н^+→ H2O
солі	спільних йонів нема	Спільні хімічні властивості відсутні.

НЕМЕТАЛИ ШОСТОЇ ГРУПИ

ЕЛЕМЕНТИ VІ ГРУПИ ГОЛОВНОЇ ПІДГРУПИ

Дата добавления: 2014-11-29