Файл: Занятие 1 Тема 1 Растворы и их роль в жизнедеятельности Дайте краткий ответ на теоретические вопросы.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 232
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Вариант 2
Занятие №1
Тема 1:Растворы и их роль в жизнедеятельности
Дайте краткий ответ на теоретические вопросы:
1.Процесс растворения как физико-химическое явление.
Растворение веществ сопровождается тепловым эффектом: выделением или поглощением теплоты — в зависимости от природы вещества. При растворении в воде, например, гидроксида калия, серной кислоты наблюдается сильное разогревание раствора, т.е. выделение теплоты, а при растворении нитрата аммония — сильное охлаждение раствора, т.е. поглощение теплоты. В первом случае осуществляется экзотермический процесс (∆H < 0), во втором — эндотермический (∆H > 0). Теплота растворения ∆H — это количество теплоты, выделяющееся или поглощающееся при растворении 1 моль вещества. Так, для гидроксида калия ∆H ° = -55,65 кДж/моль, а для нитрата аммония ∆H ° = +26,48 кДж/моль.
В результате химического взаимодействия растворенного вещества с растворителем образуются соединения, которые называютсольватами (или гидратами, если растворителем является вода). Образование таких соединений роднит растворы с химическими соединениями.
Великий русский химик Д.И. Менделеев создал химическую теорию растворов, которую он обосновал многочисленными экспериментальными данными, изложенными в его книге «Исследования водных растворов по их удельному весу», вышедшей в 1887 г. «Растворы суть химические соединения, определяемые силами, действующими между растворителем и растворенным веществом», — писал он в этой книге. Теперь известна природа этих сил. Сольваты (гидраты) образуются за счет донорно-акцепторного, ион-дипольного взаимодействий, за счет водородных связей, а также дисперсионного взаимодействия (в случае растворов родственных веществ, например бензола и толуола).
Особенно склонны к гидратации (соединению с водой) ионы. Ионы присоединяют полярные молекулы воды, в результате образуютсягидратированные ионы; поэтому, например, в растворе ион меди (II) голубой, в безводном сульфате меди он бесцветный. Многие из таких соединений непрочны и легко разлагаются при выделении их в свободном виде, однако в ряде случаев образуются прочные соединения, которые можно легко выделить из раствора кристаллизацией. При этом выпадают кристаллы, содержащие молекулы воды.
Кристаллические вещества, содержащие молекулы воды, называютя кристаллогидратами, а вода, входящая в состав кристаллогидратов, называется кристаллизационной. Кристаллогидратами являются многие природные минералы. Ряд веществ (в том числе иорганические) получаются в чистом виде только в форме кристаллогидратов. Д.И. Менделеев доказал существование гидратов серной кислоты, а также ряда других веществ.
Таким образом, растворение — не только физический, но и химический процесс. Растворы образуются путем взаимодействия частиц растворенного вещества с частицами растворителя. Ученик Д.И. Менделеева Д.П. Коновалов всегда подчеркивал, что между химическими соединениями и растворами нет границ.
Жидкие растворы занимают промежуточное положение между химическими соединениями постоянного состава и механическими смесями. Как и химические соединения, они однородны и характеризуются тепловыми явлениями, а также часто наблюдающейся концентрацией — сокращением объема при смешивании жидкостей. С другой стороны, в отличие от химических соединений растворы не подчиняются закону постоянства состава. Они, как и смеси, могут быть легко разделены на составные части. Процесс растворения есть физико-химический процесс, а растворы — физико-химические системы.
2.Растворы газов в жидкостях. Вода как растворитель, неводные растворители и растворы. Роль водных растворов в жизнедеятельности.
Кислотно-основное взаимодействие растворенного вещества с растворителем.Особый интерес для аналитической химии представляет необычное поведение вневодных растворах многих веществ. Например. СНзСООН, обладающая в водных растворах свойствами слабой кислоты, ведет себя в жидком аммиаке как сильная кислота, а в среде жидкого фтористого водорода — как основание. [c.392]
Влияние неводных растворителей на растворимость. При добавлении к водному раствору соли смешивающегося с водой неэлектролита, например ацетона, спирта и др.,растворимость соли уменьшается. Это можно объяснить тем, что молекулы неэлектролита гидратируются, причем с
увеличением количества неэлектролитагидратная оболочка ионов разрушается, и в итоге соль выпадает в осадок. Однаконекоторые соли растворимы и в органических растворителях. Это происходит в том случае, когда силы межатомных взаимодействий в твердых веществах невелики и преодолеваются даже небольшими энергиями сольватации органического растворителя(например, при растворении перхлората бария в ацетоне) или если ионы твердых веществ особенно легко сольватируются (например, при растворении солей Ы+ илиперхлората натрия в спирте). [c.197]
Работы по созданию химических источников тока, использующих неводные растворители, по электросинтезу ряда веществ и электроосаждению металлов вневодных средах вызвали интерес к исследованию структуры двойного слоя и кинетики реакций в неводных растворителях. Измерения в неводных растворах позволяют решить и ряд теоретических проблем, например выяснить роль взаимодействия металл — растворитель, роль адсорбции атомов водорода и кислорода в структуре двойного слоя и др. [c.389]
В растворах различных веществ в жидких неводных растворителях и сжиженных газах помимо ионов, предсказываемых теорией электролитической диссоциации, имеются разнообразные ионы и молекулы, вызывающие аномалии в поведенииистинных растворов, которые не могут быть объяснены ни гипотезой С. Аррениуса, нисовременными теориями Дебая — Хюккеля и Л. Онзагера, поскольку предметом их не является изучение влияния растворителей на свойства электролитов. Следует отметить, что
теория Бренстеда и другие теории, предметом которых было исследование влияниярастворителей на силу кислот и оснований, также не объясняют аномалий в поведении электролитов в неводных растворах. Как показывают исследования, указанные аномалии обусловливаются взаимодействием растворенного вещества с растворителем. [c.391]
Растворение веществ часто сопровождается выделением или поглощением теплоты, что является следствием химического взаимодействия растворенного вещества с растворителем. Этот процесс называется гидратацией, если растворитель — вода, или сольватацией, если взят неводный растворитель. Тепловой эффект растворенияопределяется для одного моля растворенного вещества и называется молярной теплотой растворения. Растворы бывают насыщенными, ненасыщенными и пересыщенными. [c.89]
Химическая теория растворов, разработанная главным образом Д. И. Менделеевым (1887), рассматривает процесс образования растворов из компонентов как химическое взаимодействие. Растворы содержат ассоциации, образовавшиеся при взаимодействии молекул растворителя и растворенного вещества. Для водных растворов эти ассоциации получили название гидратов (гидратная теория растворов). Ассоциации молекулрастворенного вещества с молекулами неводного растворителя называются сольватами. Гидратация и сольватация подтверждаются изменениями энергии при образовании растворов. [c.194]
Вот почему напрашивается уточненное определение понятия кислота в рамкахтеории электролитической диссоциации
Кислота — это электролит, который в данном растворителе от-ш,епляет катион, представляюш,ий собой продукт присоединениякатиона водорода Н" " (протона) к молекуле растворителя . Определение во всем (за исключением разве пространности, но это, как мы увидим далее, дело поправимое) лучше традиционного. Лучше хотя бы потому, что, во-первых, позволяет числить свойствакислот и за неводными растворами, во-вторых, в основе проявления веществом кислотных свойств лежит химическое взаимодействие растворенного вещества с растворителем [c.6]
Взаимодействие двух веществ А и В в растворителе 8 — наиболее частовстречающийся вариант проведения химических реакций. Большей частью при этом растворитель считают индифферентным, хотя эта предпосылка соблюдается относительно строго лишь в тех случаях, когда энергия взаимодействия между А и В значительно превышает энергию взаимодействия каждого из этих веществ с растворителем. Это условие в водных растворах вследствие специфических особенностейводы соблюдается редко. Поэтому исследование взаимодействия двух веществ виндифферентном растворителе может быть с известной степенью приближенностиреализовано лишь в случае неводных растворов. [c.418]
Новейшие исследования показали, что в растворах электролитов, растворенных вжидких неводных растворителях, кроме обычных ионов, имеются и другие ионы и молекулы, образование которых обусловливается взаимодействием растворенноговещества с растворителем, причем влияние индивидуальных свойств растворителясказывается на электропроводности электролитов, на состоянии ионов в растворах, нанаправлении реакций, на химических свойствах растворенного вещества и т. д.