Способы выражения концентрации растворов

Растворы. Теория электролитической диссоциации. рН растворов. Буферные системы. Гидролиз солей. Комплексные соединения. Окислительно-восстановительные реакции (ОВР).

Раствором называется твердая или жидкая гомогенная (однородная) система, состоящая из двух или более компонентов.

Необходимыми компонентами раствора являются растворитель и растворенное вещество, например, растворенный в воде сахар.

В одном растворителе может находиться несколько растворенных веществ. Например, в воде растворены сахар, соль и уксусная кислота.

Количество растворенного вещества в определенном количестве раствора или растворителя, которое может колебаться в очень широких пределах, называется концентрацией раствора.

В большинстве случаев в химии имеют дело с взаимо­действием веществ в растворах. Течение процесса зависит прежде всего от концентрации растворов.

Концентрацию насыщенных растворов принято выра­жать в граммах безводного вещества на 100 г раствори­теля. Эта величина при данной температуре является по­стоянной и называется растворимостью.

Существует несколько способов выражения концен­трации растворов. Они отличаются друг от друга только выбором единиц, в которых измеряются количества раст­воренного вещества, раствора и растворителя. Единицы измерения раствора и растворителя могут быть как объ­емными, так и весовыми. Растворенное вещество может измеряться в граммах, молях, грамм-эквивалентах.

В ана­лизе приходится встречаться с выражением концентрации растворов в процентах, молях и нормалях.

Основные способы выражения: процентная концентрация или массовая доля вещества, молярная концентрация, молярная концентрация эквивалента или нормальная концентрация, моляльная концентрация, титр.

1 моль - мера количества вещества. Под количеством вещества понимают физическую величину, обусловленную числом структурных элементов вещества: молекул, атомов, ионов (обозначается n).

Масса 1 моль вещества - молярная масса (обозначается М) есть отношения массы вещества m к его количеству в моль n:

М = m/n (г/моль).

Массовая доля вещества или процентная концентрация. Массовая доля вещества - есть число, которое показывает, сколько граммов чистого растворенного вещества содержится в 100 г раствора.

ω =

Молярная концентрация. Молярностью раствора на­зывается число, показывающее, сколько молей растворенного вещества содержится в 1 л раствора. Обозначается С (моль/л), и равняется:

С = n/V, где V - объем раствора.

Раствор 0,1М называется децимолярный, 0,01 М - сантимолярный, 0,001 М - миллимолярний, 10^-6 - микромолярный.

Молярная концентрация эквивалента или нормальная концентрация. Молярной концентрацией эквивалента или нормальностью раствора называется число, показывающее, сколько моль-эквива­лентов растворенного вещества содержится в 1 л раствора.

Этот вид выражения концентрации является наиболее часто применяемым способом выражения концентрации в аналитической химии, в особенности в титриметрическом анализе, так как вещества взаимодействуют в эквивалентных отношениях, т.е., растворы одинаковой нормальности реагируют одинаковыми объемами.

Если смешать два соединения типа

АВ + СD ⇄ АD + CB,

то обменная реакция, которая началась, в скором времени прекращается, в растворе находятся четыре соединения, которые составляют равновесную систему. Этот случай наблюдается, если исходные и полученные соединения растворимы в воде.

Пример:

2NaCI + MgSO₄ «Na₂SO₄ + MgCI₂

Если хотя бы одно вещество, которое образуется в результате реакции, не будет растворятся, то реакция идет до конца в сторону образования этого вещества - правило Бертолле.

Более точную формулировку правилам обменного разложения дал Михайленко:

1. Если в результате реакции не образуются неэлектролиты, то реакция останавливается в состоянии равновесия (пример вверху).

2. Если в результате реакции образуются неэлектролиты, слабые электролиты или малорастворимые соединения, то:

а) Реакция идет в сторону образования слабого электролита практически до конца:

NaOH + HCI ® HOH + NaCI

или в ионном виде:

Н⁺ + ОН^- ® Н₂О

«направляет» реакцию слабый электролит - вода.

б) Реакция идет в сторону образования слабого электролита не до конца, если «направляющие» вещества присутствуют как среди конечных, так и среди исходных соединений.

Пример:

СН₃СООН + NaOH «H₂O + CH₃COONa

H₂O + CH₃COO^- «СН₃СООН + OH^-

Направляющими реакцию веществами есть H₂O и СН₃СООН.

в) Если в результате реакции образуются малорастворимые соединения, то реакция идет в сторону образования этих соединений практически до конца:

ВаCl₂ + H₂SO₄ ® BaSO₄¯ + 2HCl

г) Если в результате реакции образуется малорастворимый в воде газ, то реакция идет в сторону образования газа практически до конца.

Дата добавления: 2014-01-07