Загальна характеристика. Розчин — однофазна, гомогенна, багатокомпонентна система змінного хімічного складу

Розчин — однофазна, гомогенна, багатокомпонентна система змінного хімічного складу. Практично усі рідини, що є в природі, являють собою розчини. Крім розчиних, існують газові (газуваті) розчини — їх прийнято називати газовими сумішами (наприклад, повітря) і тверді розчини (наприклад, деякі сплави). Як правило, під розчином розуміють рідку молекулярно-дисперсну систему (так звані істинні розчини,англ. true solution). Розчинником називають компонент, концентрація якого суттєво більша концентрації інших компонентів. Розчинник у чистому вигляді має той самийагрегатний стан, що й розчин. Процес утворення розчину полягає у руйнуванні зв'язків між молекулами (йонами) вихідної речовини і утворенні нових зв'язків між молекулами (йонами) розчиненої речовини і розчинника. За концентрацією розчиненої речовини розчини поділяють на насичені, ненасичені й пересичені. За наявністю чи відсутністю електролітичної дисоціації розчиненої речовини на йони розрізняють розчини електролітів і розчини неелектролітів. Крім того, виділяють розчини полімерів, головна особливість яких — дуже велика різниця у розмірах молекул розчинника і розчиненої речовини.

У розчинах протікає багато природних і промислових процесів. З ними пов'язане формування покладів ряду корисних копалин, їх видобування і переробка, розділення речовин, глибоке очищення тощо.

За своїми властивостями розчини займають проміжне місце між механічними сумішами і хімічними сполуками. Від механічних сумішей вони відрізняються головним чином своєю однорідністю і виділенням або поглинанням тепла при утворенні, а від хімічних сполук тим, що склад їх не сталий і може змінюватись у досить широких межах.

Теплові явища при розчиненні

Процес розчинення кожної речовини у воді супроводжується або виділенням, або поглинанням тепла, внаслідок чого одержуваний розчин або нагрівається, або охолоджується. Розчинення газоподібних речовин завжди супроводжується виділенням тепла і нагріванням розчину. При розчиненні багатьох рідин у воді, наприклад спирту і сульфатної кислоти, теж виділяється значна кількість тепла і розчин сильно нагрівається.

При розчиненні твердих речовин у воді інколи виділяється, а інколи поглинається тепло. Так, при розчиненні їдких лугів (кристалічних) NaOH і KOH, безводного хлориду кальцію CaCl₂ і багатьох інших речовин спостерігається сильне нагрівання розчину, а при розчиненні нітрату амонію NH₄NO₃ і деяких інших речовин, навпаки, спостерігається сильне охолодження розчину.

Утворення гідратів супроводжується звичайно виділенням тепла, внаслідок чого розчин нагрівається

Закон Генрі – маса m газу, розчиненого в рідині даного об'єму, при сталій температурі пропорційна парціальному тиску р цього газу над розчином

m = K_Гр,

де К_Г – константа Генрі, залежна від природи газу й температури.

Об’єм газу, V_го, розчиненого в нафті, прямо пропорційний об’єму нафти V_но і тиску p, причому об’єми зведено до нормальних умов, тобто V_го = α_pV_ноp,

де α_p (p) – коефіцієнт розчинення газу в нафті як функція від тиску (часто беруть αp = const).

Закон сформулював у 1803 Вільям Генрі.

При розгляді закону Генрі видно, що будь-який газ має здатність тією чи іншою мірою розчинятися в рідині. Відповідно до закону Генрі, кількість газу, здатного розчинитися, залежить від природи рідини і газу і від зовнішніх умов (тиску, температури).

28. Способи вираження складу розчинів.Закон еквівалентів для нормальних розчинів.

Склад розчину можна виражати якісно й кількісно. Розчини з відносно низьким вмістом розчиненої речовини називають розведе­ними, а з відносно високим — концентрованими. Якісна оцінка досить умовна, бо для розчинів різних речовин ці поняття мають свої обмеження. Кількісний склад розчину визначається концент­рацією.

Концентрація — це безрозмірна або розмірна величина, яка виражає співвідношення компонентів у системі. Для системи, що складається з розчинника та розчиненої речовини, концентрацією (не розчину, а розчиненої речовини) називають кількість розчине­ної речовини, що міститься в певній кількості розчину або розчин­ника. Найчастіше застосовують такі способи вираження концент­рації:

1. Молярна частка — відношення кількості даного компонента до загальної кількості всіх компонентів розчину:

Ω=m_p.p/m_р-ну*100%

2. Молярність розчину — величина, що чисельно дорівнює молярній концентрації розчиненої речовини. Молярна концентра­ція — це відношення кількості розчиненої речовини до об'єму розчину V (у літрах):

C­_M=n_p.p/v_(р-ну)=m+p.p/Mp.p*Vр-ну

4. Моляльність розчину (моляльна концентрація) визнача­ється відношенням кількості розчиненої речовини до маси розчин­ника (а не розчину!) в кілограмах:

С_m=n_p.p/m­_р-ка=m_p.p*1000/M_p.p*m_р-ка

де m₂/1000 — маса розчинника в кілограмах. Моляльність розчину, на відміну від його молярності, не залежить від температури.

4. Нормальність розчину — величина, що чисельно дорівнює молярній концентрації еквівалентів. Виражається відношенням еквівалентної кількості розчиненої речовини до об'єму розчину в літрах:

де Е_т — молярна маса еквівалента розчиненої речовини.

C_t=n_{t p.p}/V_р-ну=m_p.p/M_e*V_р-ну.

Дата добавления: 2015-05-24