Материал: 1_metodichka_po_khimii

связи (спирты, аммиак, фтороводород, пероксид водорода). 2. Температура (принцип Ле Шателье).

Растворение газов - процесс чаще всего экзотермический, поскольку при растворении газов практически отсутствуют затраты энергии на раз-

рыв связей между молекулами газа:

А (г) +H2O А (р-р)+Q .

Согласно принципу Ле Шателье, понижение температуры сместит это равновесие вправо, а повышение - влево. Таким образом, при повыше-

нии температуры растворимость газов в воде понижается, а при пониже-

нии температуры - возрастает.

По этой причине реки в северных широтах содержат больше кисло-

рода и, следовательно, более богаты рыбой.

Повышение температуры на растворимость жидкостей влияет по-

разному: иногда при нагревании жидкости смешиваются неограниченно,

а иногда расслаиваются. В большинстве же случаев при повышении тем-

пературы взаимная растворимость жидкостей возрастает, вплоть до не-

ограниченного по массе смешивания.

В случае твердых веществ влияние температуры на растворимость может быть различным (рис. 3.5); в большинстве случаев с ростом

Рис. 3.5. Кривые растворимости некоторых солей в воде

61

температуры раствормость твердых веществ возрастает, однако раствори-

мость Ca(OH)2, CaCO3, CaSO4 уменьшается. Растворимость NaCl от темпе-

ратуры зависит слабо.

3. Давление. При растворении твердых веществ в жидкостях (или жидкости в жидкости) объем существенно не изменяется, поэтому измене-

ние давления на растворимость в этом случае практически не влияет. Рас-

творение газа в жидкости всегда сопровождается уменьшением объема,

поэтому в случае газов повышение давления увеличивает их раствори-

мость в жидкостях, а понижение давления, наоборот, уменьшает.

Растворимость не следует путать со скоростью растворения. Напри-

мер, растворимость кускового сахара и сахарного песка одинаковые, одна-

ко насыщенный раствор сахара в воде быстрее образуется в случае сахара-

песка (сахар-песок растворяется быстрее, так как в этом случае больше по-

верхность соприкосновения растворителя и растворяемого вещества). По-

вышению скорости растворения твердого вещества в жидкости способ-

ствует перемешивание, однако на растворимость оно не влияет.

Отметим, что не для всяких веществ можно получить насыщенные растворы. Есть вещества, растворимость которых в воде неограниченна:

метанол, этанол, пропанол-1 и пропанол-2, уксусная, серная, муравьиная,

пропановая и азотная кислоты, этаналь, этиленгликоль, глицерин.

Для растворов веществ, неограниченно смешивающихся с водой, поня-

тия «насыщенный» и «ненасыщенный» не применимы (нельзя, например,

говорить: насыщенный раствор серной кислоты). Очевидно, понятия «раз-

бавленный» и «концентрированный» для веществ, неограниченно раство-

ряющихся в воде, применимы

3.3.Способы выражения концентрации растворов

Содержание растворенного вещества в растворе может быть выражено несколькими способами:

62

Массовая доля растворенного вещества: отношение массы раство-

ренного вещества к массе раствора:

где – массовая доля растворенного вещества, – масса растворен-

ного вещества, – масса раствора. Это частный случай определения мас-

совой доли.

Концентрация (молярная концентрация, молярность): отноше-

ние количества растворенного вещества к объему раствора V:

Молярная концентрация имеет принятую в химии размерность

[моль/л], которая часто обозначается М и называется молярностью.

Например, концентрация раствора 5 моль/л может быть записана как 5 М и такой раствор называется пятимолярным.

Молярная концентрация эквивалента (нормальность) показыва-

ет, какое количество моль эквивалентов растворенного вещества содер-

жится в 1 л раствора.

Молярную концентрацию эквивалента Сэк(В) находят как отноше-

ние количества эквивалентов вещества nэк(В) к объему раствора Vp

Размерность молярной концентрации эквивалента: моль×л. Сокра-

щенная форма записи единицы молярной концентрации эквивалента – н.

Например, 2н. означает, что в 1 л раствора содержится 2 моль эквивалента растворенного вещества.

Зная массу растворенного вещества m(B) и его молярную массу эк-

вивалента Мэк(В), можно найти количество эквивалента вещества:

63

Масса раствора:

mp = m(FeCl3) + m(H2O);

ρ(H2O) = 1 г/мл; m(H2O) = 200 × 1 = 200 г; mp = 40 + 200 = 240 г.

Объем раствора:

Находим молярную концентрацию эквивалента раствора хлорида железа

(III):

Моляльная доля растворенного вещества (Моляльность)

[моль/кг] - безразмерная величина, равная отношению количества раство-

ренного вещества к общему количеству веществ в растворе:

где N(Х) - мольная доля растворенного вещества X; v(Х) - количество рас-

творенного вещества X, моль;

v(S) - количество вещества растворителя S, моль.

3.4.Коллигативные свойства растворов

Растворители под влиянием растворённых в них веществ изменяют свои физические свойства. Растворы, в отличие от чистых растворителей, про-

являют особые свойства, известные под названием «коллигативные», что значит взаимосвязанные.

Коллигативные свойства – это свойства растворов, зависящие только от числа растворённых частиц в единице массы растворителя и от абсо-

лютной температуры, и не зависящие от их природы. Например, все одно-

моляльные растворы неэлектролитов (содержащие 1 моль растворённого

65