Тема 1. растворы и их концентрации
Раствор – это однофазная система, состоящая из двух или более компонентов. По своему агрегатному состоянию растворы могут быть твердыми, жидкими или газообразными.
Концентрация раствора - это величина, отражающая пропорции между растворенным веществом и растворителем. Такие качественные понятия, как "разбавленный" и "концентрированный", говорят только о том, что раствор содержит мало или много растворенного вещества. Для количественного выражения концентрации растворов часто используют проценты (массовые или объемные доли).
НАПРИМЕР
Раствор, состоящий из 90 г воды (ее объем равен 90 мл, поскольку плотность воды равна 1г/мл) и 10 г этилового спирта (его объем равен 12,6 мл, поскольку плотность спирта равна 0,794 г/мл), имеет массу 100 г, но объем этого раствора равен 101,6 мл. Процентную концентрацию раствора можно рассчитать по-разному
Молярность (См или моль/л) - число молей растворенного веществ, содержащихся в 1 л раствора.
Моляльность (Сm) - число молей растворенного вещества, содержащихся в 1000 г растворителя. Нормальность (Сн) - число химических эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора.
Чтобы получить 1M раствор данного вещества, растворяют в заведомо небольшом количестве воды точную его навеску, равную мол. массе в граммах, и доводят объем раствора до 1 л.
Растворимость газов и твердых веществ
В отсутствие химического взаимодействия газы смешиваются друг с другом в любых пропорциях, и в этом случае говорить о насыщении нет смысла. Однако при растворении газа в жидкости существует некая предельная концентрация, зависящая от давления и температуры. Растворимость газов в некоторых жидкостях коррелирует с их способностью к сжижению. Наиболее легко сжижаемые газы, например NH3, HCl, SO2, более растворимы, чем трудно сжижаемые газы, например O2, H2 и He. При наличии химического взаимодействия между растворителем и газом (например, между водой и NH3 или HCl) растворимость увеличивается. Растворимость данного газа изменяется с природой растворителя, однако порядок, в котором располагаются газы в соответствии с увеличением их растворимости, остается примерно одинаковым для разных растворителей.
Процесс растворения подчиняется принципу Ле Шателье (1884): если на систему, находящуюся в равновесии, оказывается какое-либо воздействие, то в результате протекающих в ней процессов равновесие сместится в таком направлении, что оказанное воздействие уменьшится.
Все твердые вещества проявляют ограниченную растворимость в жидкостях. Эта растворимость в первую очередь зависит от природы растворенного вещества, его плотности и внешних условий. Растворение твердых веществ в жидкостях обычно сопровождается поглощением тепла, и в соответствии с принципом Ле Шателье их растворимость должна увеличиваться при нагревании.
Контрольные задания к теме 1.
По заданным параметрам рассчитать массовый процент, объемный процент, молярную концентрацию, моляльную концентрацию.
| № варианта | Растворенное вещество | Растворитель | Масса растворенного вещества (г) | Объем растворенного вещества (мл) | Объем растворителя (мл)/масс растворителя (г) | Объем раствора (мл) | Масса раствора (г) |
| 1, 11, 25 | C2H5OH | H2O | 17,6 | 102,6 | |||
| 2, 15, 27 | CH3OH | H2O | 11,8 | 101,8 | |||
| 3, 17, 21 | H2SO4 | H2O | |||||
| 4, 19, 24 | NaOH | H2O | |||||
| 5, 12, 29 | HNO3 | H2O | |||||
| 6, 18, 22 | C2H5OH | H2O | 7,6 | 102,6 | |||
| 7, 13, 26 | KOH | H2O | |||||
| 8, 16, 23 | CH3OH | H2O | 27,6 | 102,6 | |||
| 9, 14, 28 | C2H5OH | H2O | 20,6 | ||||
| 10, 20, 30 | HCl | H2O |
ТЕМА 2. Определение показателей растворов
| Варианты | Задание №2 |
| 1, 11, 25 | При н.у. объем газа равен 82м3. Какой объем займет это же количество газа при температуре 15ºС и 99280 Па |
| 2, 15, 27 | В одном сосуде емкостью 3л содержится при 20º С 10г водорода, а в другом сосуде емкостью 5л при той же температуре 8г азота. Найти общее давление газов, которое устанавливается после соединения обоих сосудов |
| 3, 17, 21 | Баллон наполнен азотом: давление 780 мм.рт. ст, температура 20ºС. Вычислить вес содержащегося в баллоне азота, если объем его равен 2,5л |
| 4, 19, 24 | Определить весовое количество водяного пара. Содержащегося в 20 м3 воздуха при 20ºС, если парциальное давление пара равно 12 мм. рт. ст. |
| 5, 12, 29 | Какова плотность водорода при 20ºС и давлении 1,25 атм |
| 6, 18, 22 | Определить массу кислорода, занимающего объем 8л при температуре 15ºС и давлении 1,5 ат |
| 7, 13, 26 | Привести к нормальным условиям объем газа при давлении 680мм.рт.ст. и температуре 82ºС занимает объем 150л |
| 8, 16, 23 | Сколько двуокиси углерода ( в молях и килограммах) вмещается в баллоне емкостью 200л при температуре 15ºС под давлением 2,5 атм |
| 9, 14, 28 | В баллоне емкостью 20л при температуре 15ºС находится 30г кислорода и 25г аммиака. Определить парциальное давление каждого из газов |
| 10, 20, 30 | Смесь состоит из азота и водорода. Число молей азота равно двум. Определить число молей и вес водорода, если смесь занимает объем 20л при температуре 20С и давлении 3,2 ат. |
ТЕМА 3. Рассмотреть теоретические вопросы:
| Варианты | Задание №2 |
| 1, 11, 25 | Титриметрический метод анализа |
| 2, 15, 27 | Гравиметрический анализ: основные понятия, классификация методов |
| 3, 17, 21 | Хроматографический метод анализа |
| 4, 19, 24 | Масс-спектроскопия с индуктивно связанной плазмой |
| 5, 12, 29 | Эмиссионные методы анализа |
| 6, 18, 22 | Атомно-адсорбционная спектроскопия |
| 7, 13, 26 | Атомно-эмиссионная спектроскопия |
| 8, 16, 23 | Ядерно-магнитный резонанс |
| 9, 14, 28 | Рентгеноструктурный метод анализа |
| 10, 20, 30 | Активационный анализ |
Приложение 1