Поверхностные явления и адсорбция. Дисперстные системы, их классификация.

Пове́рхностные явле́ния — совокупность явлений, обусловленных особыми свойствами тонких слоёв вещества на границе соприкосновения фаз. К поверхностным явлениям относятся процессы, происходящие на границе раздела фаз, в межфазном поверхностном слое и возникающие в результате взаимодействия сопряжённых фаз.

Адсорбция — увеличение концентрации растворенного вещества у поверхности раздела двух фаз(твердая фаза-жидкость, конденсированная фаза - газ) вследствие нескомпенсированности сил межмолекулярного взаимодействия на разделе фаз

Диспе́рсная систе́ма — это система, образованная из двух или более фаз(тел), которые совершенно или практически не смешиваются и не реагируют друг с другом химически

По кинетическим свойствам дисперсной фазы дисперсные системы можно разделить на два класса:

Свободнодисперсные системы, у которых дисперсная фаза подвижна;

Связнодисперсные системы, дисперсионная среда которых твердая, а частицы их дисперсной фазы связаны между собой и не могут свободно перемещаться.

Системы с одинаковыми по размерам частицами дисперсной фазы называются монодисперсными, а с неодинаковыми по размеру частицами — полидисперсными

Грубодисперсные	более 10−5
Микрогетерогенные	10−7…10−5
Ультрамикрогетерогенные	10−9…10−7

 

28. Закон Рауля. Триоскопическая и эбуллиоскопическая константы. Определение, физический смысл. Изотонический коэффициент. Осмос и осмотическое давление. Коллоидные растворы и их…

ЗАКОН РАУЛЯ гласит, что ДАВЛЕНИЕ НАСЫЩЕННОГО ПАРА в РАСТВОРЕ - это сумма результатов умножения значений давления насыщенного пара каждого компонента на мольную долю этого компонента в растворе. (МОЛЬНАЯ доля - это отношение количества молей каждого компонента к общему количеству молей раствора.)

Коэффициенты пропорциональности К и Е — соответственно криоскопическая и эбулиоскопическая постоянные растворителя, имеющие физический смысл понижения температуры кристаллизации и повышения температуры кипения раствора с концентрацией 1 моль/кг

Изотонический коэффициент (также фактор Вант-Гоффа; обозначается i) — безразмерный параметр, характеризующий поведение вещества в растворе

О́смос — процесс односторонней диффузии через полупроницаемую мембрану молекул растворителя в сторону бо́льшей концентрации растворённого вещества

Более широкое толкование явления осмоса основано на применении Принципа Ле Шателье — Брауна: если на систему, находящуюся в устойчивом равновесии, воздействовать извне, изменяя какое-либо из условий равновесия (температура, давление, концентрация, внешнее электромагнитное поле), то в системе усиливаются процессы, направленные на компенсацию внешнего воздействия.

Осмотическое давление — избыточное гидростатическое давление на раствор, отделённый от чистого растворителя полупроницаемой мембраной, при котором прекращается диффузия растворителя через мембрану. Это давление стремится уравнять концентрации обоих растворов вследствие встречной диффузии молекул растворённого вещества и растворителя.

Коллоидными растворами называются гетерогенные дисперсные системы, в которых частицы «растворенного» вещества обладают ультрамикроскопической (коллоидной) степенью дробления. Поперечник частиц дисперсной фазы в этих системах лежит в пределах 1 -100 нм.

Растворы. Природа растворов. Растворимость веществ в воде. Плотность растворов, растворимость. Насыщенные, ненасыщенные и перенасыщенные растворы. Способы выражения концентрации растворов(процентная концентрация, нормальная, молярная, моляльная и титр).

Раство́р — гомогенная (однородная) смесь, состоящая из частиц растворённого вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия.

Растворимость веществ в воде зависит от температуры. Как правило, растворимость твердых веществ в воде увеличивается с повышением температуры, а растворимость ионов — уменьшается

Насыщенным называется такой раствор, в котором при данной температуре вещество больше не растворяется.

Ненасыщенным называется такой раствор, в котором при данной температуре находится меньше растворяемого вещества, чем в его насыщенном растворе.

Пересыщенным называется такой раствор, в котором при данной температуре находится в растворенном состоянии больше вещества, нем в его насыщенном растворе при тех же условиях

Концентрация — величина, характеризующая количественный состав раствора.концентрацией растворённого вещества (не раствора) называют отношение количества растворённого вещества или его массы к объёму раствора (моль/л, г/л), то есть это отношение неоднородных величин.

Молярная концентрация — количество растворённого вещества (число молей) в единице объёма раствора

Нормальная концентрация — количество эквивалентов данного вещества в 1 литре раствора.

Мольная доля — отношение количества молей данного компонента к общему количеству молей всех компонентов. Мольную долю выражают в долях единицы.

,

Моляльность — количество растворённого вещества (число моль) в 1000 г растворителя. ,

Растворимость, способность вещества образовывать с другим веществом однородную, термодинамически устойчивую систему переменного состава, состоящую из двух или большего числа компонентов.

 

Теория электролитической диссоциации Аррениуса. Сильные и слабые электролиты. Эквивалентная электропроводность. Связь между константой и степенью диссоциации. Диссоциация слабых и сильных электролитов. Закон разбавления Оствальда. Диссоциация воды. Константа диссоциации воды.

Теория электролитической диссоциации (С. Аррениус, 1887г.)

1. При растворении в воде (или расплавлении) электролиты распадаются на положительно и отрицательно заряженные ионы (подвергаются электролитической диссоциации).

2. Под действием электрического тока катионы (+) двигаются к катоду (-), а анионы (-) – к аноду (+).

3. Электролитическая диссоциация - процесс обратимый (обратная реакция называется моляризацией).

4. Степень электролитической диссоциации (a) зависит от природы электролита и растворителя, температуры и концентрации. Она показывает отношение числа молекул, распавшихся на ионы (n) к общему числу молекул, введенных в раствор (N).

Сильные электролиты это вещества, которые при растворении в воде практически полностью распадаются на ионы. Как правило, к сильным электролитам относятся вещества с ионными или сильно полярными связями: все хорошо растворимые соли, сильные кислоты (HCl, HBr, HI, HClO4, H2SO4,HNO3) и сильные основания (LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Ba(OH)2,Sr(OH)2,Ca(OH)2).
Слабые электролиты - вещества, частично диссоциирующие на ионы. Растворы слабых электролитов наряду с ионами содержат недиссоциированные молекулы. Слабые электролиты не могут дать большой концентрации ионов в растворе.
К слабым электролитам относятся:
1) почти все органические кислоты (CH3COOH, C2H5COOH и др.);
2) некоторые неорганические кислоты (H2CO3, H2S и др.);
3) почти все малорастворимые в воде соли, основания и гидроксид аммония (Ca3(PO4)2; Cu(OH)2; Al(OH)3; NH4OH);
4) вода.

ЭКВИВАЛЕНТНАЯ электропроводность - величина, характеризующая электрическую проводимость электролитов. Эквивалентная электропроводность определяется проводимостью всех ионов, образующихся из количества электролита, соотвeтствующего его химическому эквиваленту, в растворе данной концентрации. Наиболее эквивалентная электропроводность соответствует предельно разбавленному раствору.

Исходя из определения степени диссоциации, для электролита КА в реакции диссоциации [A⁻] = [K⁺] = α·c, [KA] = c — α·c = c·(1 — α), где α — степени диссоциации электролита.

Тогда:

,

(2)

Это выражение называют законом разбавления Оствальда. При очень малых α (α<<1) K=cα² и

,таким образом, при увеличении концентрации электролита степень диссоциации уменьшается, при уменьшении — возрастает.

Для сильных электролитов в водном растворе по определению α = 1: диссоциация таких электролитов протекает необратимо (до конца), и степень превращения растворенного вещества в ионы полная.
Для слабых электролитов степень диссоциации (отношение молярной концентрации продиссоциировавшего вещества c _д к общей концентрации вещества c _B в растворе):α = c _д / c _B всегда меньше единицы, но больше нуля (0 < α < 1).

Закон разбавления Оствальда — соотношение, выражающее зависимость эквивалентной электропроводности разбавленного раствора бинарного слабого электролита от концентрации раствора:

Диссоциация воды - разложение воды на составляющие химические элементы, иногда происходящая с созданием новых элементов, изначально в разлагаемом растворе не содержащихся, или содержащихся до начала разложения в меньшем количестве, чем после завершения процесса диссоциации.

Константа диссоциации — вид константы равновесия, которая характеризует склонность объекта диссоциировать (разделяться) обратимым образом на частицы, как например когда комплекс распадается на составляющие молекулы, или когда соль диссоциирует в водном растворе на ионы.

31. Произведение растворимости. Ионное произведение воды. Водородный показатель, гидроксильный показатель, шкала кислотности растворов, индикаторы.

Произведение растворимости (ПР, K_sp) — произведение концентраций ионов малорастворимого в его насыщенном растворе при постоянной температуре и давлении. Произведение растворимости — величина постоянная.

Ио́нное произведе́ние воды́ — произведение концентраций ионов водорода Н⁺ и ионов гидроксила OH⁻ в воде или в водных растворах, константа автопротолиза воды.

Водоро́дный показа́тель, pH — мера активности ионов водорода в растворе и количественно выражающая его кислотность, вычисляется как отрицательный (взятый с обратным знаком) десятичный логарифм активности водородных ионов, выраженной в молях на литр:

гидроксильный показатель: рОН = –lg[OH –].

шкала кислотности

рН	Характеристика среды
-1	Сильнокислая
	---//---
	---//---
	---//---
	Умеренно кислая
	---//---
	Слабокислая
	---//---
	Нейтральная
	Слабощелочная
	---//---
	Умеренно щелочная
	---//---
	Сильнощелочная
	---//---
	---//---
	---//---

ИНДИКАТОРЫ хим. в-ва, изменяющие окраску, люминесценцию или образующие осадок при изменении концентрации к.-л. компонента в р-ре. Указывают на определенное состояние системы или на момент достижения этого состояния