Тема 7. физико-химические свойства растворов неэлектролитов
Неэлектролиты – вещества, которые в водных растворах дробятся до молекул – электронейтральных частиц, поэтому не проводят электрический ток.
ОСМОС I ЗАКОН РАУЛЯ
Осмос – односторонняя диффузия р0
молекул низкомолекулярного ве- Жидкость ↔ Пар + ΔН
щества (растворителя) через полу- Н2О t˚↑
проницаемую мембрану. (Ле Шателье)
Осмотическое давление – давле – Насыщенный пар – пар,
ние, которое необходимо приложить находящийся в равновесии
к раствору II, чтобы привести его в с жидкостью при данной
равновесие с раствором I. температуре, а его давление –
Давление насыщенного пара.
Закон Вант-Гоффа
р1 – давление насыщенно-
|
Р0 – давление насыщенного пара
над водой.
р1
n – число моль растворённого вещест- раствор ва (р.в.) сахара
V – объём раствора (л или м3);
R – универсальная газовая постоянная- р1<р0, т.к. :
(8,31 Дж/моль·К) - испарение с меньшей поверхности;
T – температура (К) - часть молекул воды связана в
гидратные оболочки с
Pосм.–осмотическое давление пара (Па) молекулами р.в.
|
над раствором неэлектролита
Продолжение
относительное понижение
давления пара над раствором
|
R = 8,31 Дж/моль·К - Закон Рауля
V – 1 м3 – 1·10-3 л N – мольная доля
|
R = 0,081 л·атм/ моль·К
V = 1 л
р – атм. n = m/ M
II ЗАКОН РАУЛЯ
Повышение температуры кипения Понижение температуры
Замерзания
|
|
Е–эбулиоскопическая постоянная раст- К–криоскопическая постоянная
ворителя (в справочнике) раст ворителя (в справочнике)
|
|
Δt˚кип = t˚кип. р-ра - t˚кип. р-ля Δt˚зам = t˚зам. р-ля - t˚зам. р-ра
РЕШЕНИЕ ТИПОВОЙ ЗАДАЧИ ПО ТЕМЕ: «НЕЭЛЕКТРОЛИТЫ»
Задача № 1
Чему равно при температуре 7,5ºС осмотическое давление раствора, в 1,5 л корого содержится 276 г глицерина (С3Н8О3).
Росм. = nRT ; подставляем данные в формулу.
V
М(С3Н8О3) = 92 г/моль
Росм. = nRT = 276·8,31·280,5 = 465 360 Па
V 92·1,5·10-3
Ответ: Росм.= 465360 Па.
Задача № 2.
Найдите при 65°С давление пара над раствором, содержащим 13,68 г сахара (С12Н22О11) в 90 г воды, если давление пара над водой при той же температуре равно 25 кПа.
Зная формулу I закона Рауля, вычисляем:
р1 = р0 – р0·N
N = n(р.в.)
n(р.в.) + n(р-ля)
n(р.в.) = m/M = 13,68/342 = 0,04 моль
n(р-ля) = 90/18 = 5 моль
р1 = 25·103 - 25·103·0,04/5,04 = 24801 Па
Ответ: р1 = 24801 Па.
Задача № 3.
При какой температуре будет замерзать 40 % раствор спирта С2Н5OH, если К=1,86.
Используем математическое выражение II закона Рауля:
Δt˚зам. = К·m(р.в.)·1000 = 1,86·40·1000 26,9 о
Mr·m(р-ля) 46·60
М(С2Н5OH) = 46 г/моль
m(р-ля) = 100 – m(р.в.) = 100 – 40 = 60г
t˚зам .р-ра= t˚зам. р-ля - Δt˚зам. р-ра = 0 – 26,9 = - 26,9ºС
Ответ: Δt˚зам = - 26,9ºС.
ТЕМА 8. РАСТВОРЫ ЭЛЕКТРОЛИТОВ.
ИОННЫЕ УРАВНЕНИЯ РЕАКЦИЙ
Электролиты – вещества, растворы и расплавы которых проводят электрический ток.
Электролитическая диссоциация – процесс распада электролита на ионы под действием полярных молекул жидкого растворителя.
Количественно процесс диссоциации характеризуется степенью диссоциации (α).
|
α в % или в долях.
Электролиты
| |||
| |||
Диссоциируют на ионы
хорошо плохо
30% < α < 100% α < 30%
1. Кислоты: H2SO4; HNO3; HCl; HBr; 1. H2SO3; HNO2; H2S; H2CO3;
HI; HClO4; HMnO4. H2SiO3; H4SiO4; H3PO4; HCN и др.
2. Основания щелочных и щелочнозе- 2. NH4OH; Cu(OH)2; Zn(OH)2 и т.д.
мельных металлов (кроме Be и Mg):
LiOH; NaOH; KOH; RbOH; CsOH;
FrOH; Ca(OH)2; Ba(OH)2; Sr(OH)2 –
щелочи–хорошо растворимые в воде.
3. Почти все соли.
Диссоциация кислот и оснований.
Кислоты | Основания |
1. Сильные HCl → H+ + Cl‾ H2SO4 → H+ + HSO4‾ HSO4‾↔ H+ + SO42- 2. Слабые H3PO4 ↔ H+ + H2PO4‾ H2PO4‾ ↔ H+ + HPO42- HPO42- ↔ H+ + PO43- | 1. Сильные NaOH Na+ + ОН- 2. Слабые Fe(OH)3 ↔ OH‾ + Fe(OH)2+ Fe(OH)2+ ↔ OH‾ + (FeOH)2+ (FeOH)2+ ↔ OH‾ + Fe3+ |
Выводы:
1. Кислоты – электролиты, которые в водных растворах диссоциируют на катионы водорода и анионы кислотных остатков.
2. Основания – электролиты, которые в водных растворах диссоциируют на катионы металла и анионы гидроксогрупп (OH‾).
3. Сильные многоосновные кислоты и многокислотные основания по первой ступени диссоциируют необратимо, а далее – обратимо (ступенчато).
4. Слабые многоосновные кислоты и многокислотные основания диссоциируют ступенчато и обратимо.
Диссоциация солей.
1. Нормальные (средние) Fe2(SO4)3→2Fe3++3SO42- CuCl2 → Cu2+ + 2 Cl‾ | 2. Кислые NaHCO3 → Na+ + HCO3‾ сл. эл-т HCO3‾↔ H+ + CO32- | 3. Основные MgOHCl MgOH+ +Cl‾ MgOH+ ↔Mg2++OH‾ |
4. Двойные KAl(SO4)2→K++Al3++2SO42- | 5. Смешанные CaOCl2→Ca2++Cl‾+OCl‾ | 6. Комплексные K3[Fe(CN)6]→3K++[Fe(CN)6]3+ |
Выводы:
1. Соли – электролиты, которые в водных растворах диссоциируют на катионы металлов и анионы кислотных остатков.
2. Нормальные, двойные, смешанные и комплексные соли диссоциируют по типу сильного электролита (необратимо) только в одну ступень.
3. Кислые, основные соли диссоциируют ступенчато, но по первой ступени необратимо (по типу сильного электролита), а далее – обратимо, как слабые электролиты.
Ионные реакции обмена – это реакции обмена между ионами в растворах электролитов.
Протекают, если образуются:
1) труднорастворимые вещества,
2) газообразные соединения;
3) слабые электролиты.