Растворимости воде вещества делятся
Раздел 5. РОЗЧИНИ.ТЕОРІЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ДИССОЦИАЦИИ
§ 5.2. Растворимость веществ в воде
Растворимость — это свойство вещества растворяться в воде или другом растворителе. В воде могут растворяться твердые, жидкие и газуваті вещества.
По растворимостью в воде все вещества делятся на три группы: 1) хорошо растворимые; 2) малорастворимые и 3) практически нерастворимые. Последние называются также нерастворимыми веществами. Однако следует отметить, что абсолютно нерастворимых веществ нет. Если погрузить в воду стеклянную палочку или кусок золота или серебра, то они в ничтожно малых количествах все же таки растворяются в воде. Как известно, растворы аргентуму или ауруму в воде убивают микробы. Стекло, серебро, золото — это примеры практически не растворимых в воде веществ (твердые вещества). К ним относятся также керосин, масло (жидкие вещества), благородные газы (газуваті вещества). Многие вещества в воде растворяются достаточно хорошо. Примером таких веществ могут быть сахар, медный купорос, гидроксид натрия (твердые вещества), спирт, ацетон (жидкие вещества), хлороводень, аммиак (газуваті вещества).
Из приведенных примеров следует, что растворимость прежде всего зависит от природы веществ, кроме того, она зависит от температуры и давления. Сам процесс растворения обусловлен взаимодействием частиц растворенного вещества и растворителя; это самопроизвольный процесс.
Процесс растворения твердых веществ в жидкостях можно представить так: под влиянием растворителя от поверхности твердого вещества постепенно отрываются отдельные ионы или молекулы и равномерно распределяются в всем объеме растворителя. Если растворитель контактирует с большим количеством вещества, то через некоторое время раствор становится насыщенным.
Насыщенным называется такой раствор, который находится в динамическом равновесии с избытком растворенного вещества.
Чтобы приготовить насыщенный раствор, нужно в воду при данной температуре добавлять при перемешивании вещество до тех пор, пока не образуется осадок, то есть избыток вещества останется нерастворимым. В Этом случае установится динамическое равновесие между раствором и избытком вещества, растворяется: сколько частиц вещества переходит в раствор, столько же их будет выделяться (кристаллизоваться) из раствора. В насыщенном растворе при данной температуре содержится максимально возможное количество растворенного вещества.
В ненасыщенном растворе содержится меньше веществ, а в пресыщенному — больше, чем в насыщенном. Пересыщенные растворы довольно неустойчивы. Легкое встряхивание сосуда или добавления к раствору кристалла соли вызывает выпадение в осадок избытка растворенного вещества. Пересыщенные растворы образуют сахароза, Na 2 SO 4 ∙ 10Н2О, Na2 S 2 O3 ∙ 5Н2О, СН3СООNа, Na 2 B 4 O 7 ∙ 10Н2О и др.
Часто малорастворимые и практически нерастворимые вещества объединяют одним названием — малорастворимые. В этом случае говорят только о растворимые и малорастворимые вещества. Количественно растворимость выражается концентрацией насыщенного раствора. Чаще всего ее выражают максимальным числом граммов вещества, которое можно растворить в 100 г растворителя при данной температуры. Это количество вещества иногда называют коэффициентом растворимости, или просто растворимостью вещества. Например, при 18 °С в 100 г воды растворятся 51,7 г соли нитрата свинца(II) Г b (NО3)2, то есть растворимость этой соли при 18°С равна 51,7. Если при этой же температуре более это количество добавить еще соли нитрата свинца(II), то она не растворится, а выпадет в виде осадка.
Говоря о растворимости вещества, следует указывать температуру растворения. Чаще всего растворимость твердых веществ с повышением темпера p ату p и с p остає. Это наглядно изображается помощью кривых растворимости (рис. 5.2). На оси абсцисс откладывают температуру, а на оси ординат — коэффициент растворимости. Однако растворимость некоторых веществ при повышении температуры возрастает незначительно (например NaCl , А l С l 3 ) или даже уменьшается [например, Са( O Н)2, Li 2 SO 4 , Са(СН3СОО)2]. На коэффициент растворимости твердого тела в воде давление влияет в незначительной степени, поскольку во время растворения не происходит заметного изменения объема системы. С помощью кривых растворимости легко вычислить, сколько соли выпадет из раствора при его охлаждении. Например, если взять 100 г воды и приготовить при 45°С насыщенный раствор нитрата калия, а затем охладить его до 0°С, то, как следует из кривой растворимости (см. рис. 5.2), должно выпасть 60 г кристаллов соли. По кривым растворимости легко определяют коэффициент растворимости веществ по различных температур.
Выделение вещества из раствора при снижении температуры называется кристаллизацией. Если в растворе содержались примеси, то вследствие кристаллизации вещество всегда добывается чистой, поскольку в отношении примесей раствор остается ненасыщенным даже при снижении температуры, и примеси не выпадают в осадок. На этом базируется метод очистки веществ, называется перекристаллизацией.
Во время растворения газов в воде выделяется теплота. Поэтому согласно принципу Ле Шателье при повышении
Рис. 5.2. Кривые растворимости твердых веществ
температуры растворимость газов уменьшается, а при снижении — увеличивается (рис. 5.3). Растворимость газов возрастает при повышении давления. Поскольку объем газа, растворяется в данном объеме воды, не зависит от давления, то растворимость газа обычно выражают количеством миллилитров, которое растворяется в 100 г растворителя (см. рис. 5.3).
Источник
Растворимость. По растворимости в воде все вещества делят на три класса:
По растворимости в воде все вещества делят на три класса:
1. Нерастворимые (металлы, стекло).
2. Малорастворимые (сульфат кальция, сульфат меди).
3. Хорошо растворимые (сахар, этанол).
Коэффициент растворимости показывает количество грамм растворенного вещества в 100 г растворителя при данной температуре с получением насыщенного раствора.
Газы по растворимости делятся на 2 группы:
1. Газы, практически не взаимодействующие с растворителем (О2, Не, Ne). С повышением температуры их растворимость всегда понижается, так как увеличивается энергия молекул газа, связи рвутся и газ улетает. С повышением давления растворимость газа увеличивается по уравнению Генри
С = kР (С – концентрация газа, k – константа Генри).
2. Газы, химически взаимодействующие с растворителем (HCl, CO2, NH3 хорошо растворяются в воде). С повышением температуры растворимость газов понижается, с повышением давления возрастает, но уравнению Генри не подчиняется.
Полярные жидкости хорошо растворяются в полярных жидкостях, типа воды (полярные жидкости – это те, у которых молекулы являются диполями); неполярные – в неполярных, типа глицерина. При повышении температуры взаимная растворимость жидкостей обычно возрастает, давление практически не влияет на взаимную растворимость жидкостей.
С повышением температуры растворимость твердых веществ в жидких обычно возрастает, давление не влияет на растворимость твердых веществ.
Для количественной характеристики растворов используется понятие концентрации – величина, характеризующая число молей в единице объема.
Дата добавления: 2015-10-21 ; просмотров: 1632 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник
Понятие о растворах. Растворимость веществ
Растворы — гомогенные (однородные) системы переменного состава, которые содержат два или несколько компонентов.
Наиболее распространены жидкие растворы. Они состоят из растворителя (жидкости) и растворенных веществ (газообразных, жидких, твердых):
Жидкие растворы могут быть водные и неводные. Водные растворы — это растворы, в которых растворителем является вода. Неводные растворы — это растворы, в которых растворителями являются другие жидкости (бензол, спирт, эфир и т. д.). На практике чаще применяются водные растворы.
Растворение веществ
Растворение — сложный физико-химический процесс. Разрушение структуры растворяемого вещества и распределение его частиц между молекулами растворителя — это физический процесс. Одновременно происходит взаимодействие молекул растворителя с частицами растворенного вещества, т.е. химический процесс. В результате этого взаимодействия образуются сольваты.
Сольваты — продукты переменного состава, которые образуются при химическом взаимодействии частиц растворенного вещества с молекулами растворителя.
Если растворителем является вода, то образующиеся сольваты называются гидратами. Процесс образования сольватов называется сольватацией. Процесс образования гидратов называется гидратацией. Гидраты некоторых веществ можно выделить в кристаллическом виде при выпаривании растворов. Например:
Что представляет собой и как образуется кристаллическое вещество синего цвета? При растворении в воде сульфата меди (II) происходит его диссоциация на ионы:
Образующиеся ионы взаимодействуют с молекулами воды:
При выпаривании раствора образуется кристаллогидрат сульфата меди (II) — CuSО4 • 5Н2О.
Кристаллические вещества, содержащие молекулы воды, называются кристаллогидратами. Вода, входящая в их состав, называется кристаллизационной водой. Примеры кристаллогидратов:
Впервые идею о химическом характере процесса растворения высказал Д. И. Менделеев в разработанной им химической (гидратной) теории растворов (1887 г.). Доказательством физико-химического характера процесса растворения являются тепловые эффекты при растворении, т. е. выделение или поглощение теплоты.
Тепловой эффект растворения равен сумме тепловых эффектов физического и химического процессов. Физический процесс протекает с поглощением теплоты, химический — с выделением.
Если в результате гидратации (сольватации) выделяется больше теплоты, чем ее поглощается при разрушении структуры вещества, то растворение — экзотермический процесс. Выделение теплоты наблюдается, например, при растворении в воде таких веществ, как NaOH, AgNО3, H2SО4, ZnSО4 и др.
Если для разрушения структуры вещества необходимо больше теплоты, чем ее образуется при гидратации, то растворение — эндотермический процесс. Это происходит, например, при растворении в воде NaNО3, KCl, K2SO4, KNO2, NH4Cl и др.
Растворимость веществ
Мы знаем, что одни вещества хорошо растворяются, другие — плохо. При растворении веществ образуются насыщенные и ненасыщенные растворы.
Насыщенный раствор — это раствор, который содержит максимальное количество растворяемого вещества при данной температуре.
Ненасыщенный раствор — это раствор, который содержит меньше растворяемого вещества, чем насыщенный при данной температуре.
Количественной характеристикой растворимости является коэффициент растворимости. Коэффициент растворимости показывает, какая максимальная масса вещества может раствориться в 1000 мл растворителя при данной температуре.
Растворимость выражают в граммах на литр (г/л).
По растворимости в воде вещества делят на 3 группы:
Таблица растворимости солей, кислот и оснований в воде:
Растворимость веществ зависит от природы растворителя, от природы растворенного вещества, температуры, давления (для газов). Растворимость газов при повышении температуры уменьшается, при повышении давления — увеличивается.
Зависимость растворимости твердых веществ от температуры показывают кривые растворимости. Растворимость многих твердых веществ увеличивается при повышении температуры.
По кривым растворимости можно определить: 1) коэффициент растворимости веществ при различных температурах; 2) массу растворенного вещества, которое выпадает в осадок при охлаждении раствора от t1 o C до t2 o C.
Процесс выделения вещества путем испарения или охлаждения его насыщенного раствора называется перекристаллизацией. Перекристаллизация используется для очистки веществ.
Источник
Урок №32. Вода — растворитель. Растворы.
Растворы – это однородные гомогенные системы, состоящие из частиц растворенного вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия. Растворенное вещество равномерно распределено в растворителе. Раствор может состоять из двух и более компонентов.
Растворы по агрегатному состоянию бывают жидкие (раствор соли, кровь), твердые (сплавы металлов) и газообразные (воздух).
Растворитель – это то вещество, которое не изменяет агрегатное состояние при растворении. В случае смешения веществ с одинаковым агрегатным состоянием (жидкость-жидкость, газ-газ, твердое-твердое) растворителем считается тот компонент, содержание которого больше.
Образование раствора зависит от характера взаимодействия частиц растворителя и растворенного вещества, и их природы.
В школьном курсе рассматриваются преимущественно растворы электролитов (растворы с электропроводимостью). В курсе ВУЗов рассматриваются также истинные и коллоидные растворы, золи и другие системы.
В истинных растворах размер частиц менее 1 нм , частицы в таких растворах невозможно обнаружить оптическими методами; в то время как в коллоидных растворах размер частиц 1 нм — 100 нм , частицы в таких растворах можно обнаружить при помощи ультрамикроскопа ( эффект Тиндаля ).
По соотношению преобладания числа частиц, переходящих в раствор или удаляющихся из раствора, различают растворы насыщенные, ненасыщенные и пересыщенные . По относительным количествам растворенного вещества и растворителя растворы подразделяют на разбавленные и концентрированные.
Разбавленные растворы — растворы с небольшим содержанием растворенного вещества.
Концентрированные растворы — растворы с большим содержанием растворенного вещества.
Раствор, содержащий растворенного вещества больше, чем его должно быть в данных условиях в насыщенном растворе, называется пересыщенным. Пересыщенные растворы представляют собой неустойчивые, неравновесные системы, в которых наблюдается самопроизвольный переход в равновесное состояние. При этом выделяется избыток растворенного вещества, и раствор становится насыщенным.
Насыщенный раствор – это раствор, в котором данное вещество при данной температуре больше не растворяется.
Ненасыщенный раствор — это раствор, в котором при данной температуре вещество ещё может растворяться.
Суспензией называют взвесь, в которой мелкие частицы твёрдого вещества равномерно распределены между молекулами воды.
Эмульсией называют взвесь, в которой мелкие капельки какой-либо жидкости распределены между молекулами другой жидкости.
Коэффициент растворимости – отношение массы растворенного вещества к массе растворителя ( например , 10 г соли на 100 г воды).
По способности растворяться вещества условно делят на:
малорастворимые (от 0,001 до 1 грамма растворенного вещества на 100 грамм растворителя);
растворимые (больше 1 г растворенного вещества на 100 г растворителя);
нерастворимые (менее 0,001 г растворенного вещества на 100 г растворителя).
При попадании в воду вещество может:
1. раствориться в воде, то есть перемешаться с ней на атомно-молекулярном уровне;
2. химически прореагировать с водой;
3. не раствориться в воде и химически не прореагировать.
Одни вещества хорошо растворяются в воде, другие мало, а третьи – не растворяются совсем.
Растворение – физико–химический процесс , не ведущий к превращению одних веществ в другие.
Физический – разрушение структуры растворяемого вещества
Химический – образование гидратов (сольватов, если растворитель не вода), вследствие взаимодействия молекул растворителя с частицами растворённого вещества).
Если на разрушение кристаллической решётки затрачивается больше энергии, чем выделяется при образовании гидратов, то растворение сопровождается охлаждением раствора (NH 4 NO 3 ; KNO 3 ), а если меньше – нагреванием (приготовление растворов щелочей, кислот).
Растворение газов и жидкостей не сопровождается разрушением кристаллической решётки, поэтому такие процессы растворения всегда экзотермические.
Тепловые эффекты растворения подавляющего большинства веществ незначительны, потому не заметны.
Растворимость увеличивается с ростом температуры (бывают исключения). Вы прекрасно знаете, что удобнее и быстрее растворять сахар в горячей, а не в холодной воде.
Попробуйте сами определить растворимость веществ (см. Таблица растворимости солей, кислот и оснований в воде).
Задание. Определить растворимость следующих веществ: AgNO 3 , Fe(OH) 2 , Ag 2 SO 3 , Ca(OH) 2 , CaCO 3 , MgCO 3 , KOH.
Растворимость веществ
По растворимости в воде все вещества делятся на три группы:
1) хорошо растворимые, 2) малорастворимые и 3) практически нерастворимые.
Последние называют также нерастворимыми веществами . Однако следует отметить, что абсолютно нерастворимых веществ нет. Если опустить в воду стеклянную палочку или кусочек золота, или серебра, то они в ничтожно малых количествах все же растворяются в воде. Как известно, растворы серебра или золота в воде убивают микробов. Стекло, серебро, золото — это примеры практически нерастворимых в воде веществ (твердые вещества). К ним следует также отнести керосин, растительное масло (жидкие вещества), благородные газы (газообразные вещества).
Примером малорастворимых в воде веществ могут служить гипс, сульфат свинца (твердые вещества), диэтиловый эфир, бензол (жидкие вещества), метан, азот, кислород (газообразные вещества).
Многие вещества в воде растворяются весьма хорошо. Примером таких веществ могут служить сахар, медный купорос, гидроксид натрия (твердые вещества), спирт, ацетон (жидкие вещества), хлороводород, аммиак (газообразные вещества).
Из приведенных примеров следует, что растворимость прежде всего зависит от природы веществ. Кроме того, она зависит также от температуры и давления. Сам процесс растворения обусловлен взаимодействием частиц растворимого вещества и растворителя; это самопроизвольный процесс.
По соотношению преобладания числа частиц, переходящих в раствор и удаляющихся из раствора, различают растворы насыщенные, ненасыщенные и пересыщенные. С другой стороны, по относительным количествам растворенного вещества и растворителя растворы подразделяют на разбавленные и концентрированные.
Раствор, в котором данное вещество при данной температуре больше не растворяется, т. е. раствор, находящийся в равновесии с растворяемым веществом, называют насыщенным, а раствор, в котором еще можно растворить добавочное количество данного вещества, — ненасыщенным.
Источник
