ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.12.2023
Просмотров: 32
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
КРАЕВОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
«АЛТАЙСКИЙ ПРОМЫШЛЕННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
ДОКЛАД
по дисциплине «Химия»
Тема: Растворы вокруг нас
Выполнила студентка
группы 9Сд201
Агригорой Елизавета
Проверил преподаватель
Колова С.Н.
Оценка ______________
БАРНАУЛ 2021
Введение
Растворы имеют колоссальное значение в жизни человека, животных и растений; многие процессы, протекающие в земной коре и на ее поверхности, неизбежно связаны с растворами; наконец, фактически ни одно промышленное производство не обходится без участия растворов в широком понимании этого слова. Не случайно, поэтому изучением растворов занимались ученые многих поколений. Можно сказать, что проблема явления растворения и исследования природы различных растворов проходит красной нитью через всю историю химии.
Растворы, писал Д. И. Менделеев, «занимают в настоящее время внимание самых первокласснейших ученых нашего времени, потому что вопросы, сюда относящиеся, представляются еще во многих отношениях неясными, и между тем всякий знает, что рассматривая явления, совершающиеся в организмах и в мертвой природе, мы всегда встречаем растворы. Раствор есть обычный способ химического взаимодействия, так что прямой практический интерес виден ясно с древних пор».
Общая характеристика
Растворы - однородная многокомпонентная система, состоящая из растворителя, растворённых веществ и продуктов их взаимодействия.
Практически все жидкости, имеющиеся в природе, представляют собой растворы. Кроме раствора, существуют газовые растворы - их принято называть газовыми смесями (например, воздуха) и твердые растворы (например, некоторые сплавы). Как правило, под раствором понимают жидкую молекулярно-дисперсную систему.
Растворителем называют компонент, концентрация которого существенно больше концентрации других компонентов. Растворитель в чистом виде имеет тот же агрегатное состояние, что и раствор. Процесс образования раствора заключается в разрушении связей между молекулами (ионами) исходного вещества и образовании новых связей между молекулами растворенного вещества и растворителя.
По наличию или отсутствию электролитической диссоциации растворенного вещества на ионы различают растворы электролитов и растворы неэлектролитов.
Кроме того, выделяют растворы полимеров, главная особенность которых - очень большая разница в размерах молекул растворителя и растворенного вещества.
По своим свойствам растворы занимают промежуточное место между механическими смесями и химическими соединениями. От механических смесей они отличаются главным образом своей однородностью и выделением или поглощением тепла при образовании, а от химических соединений тем, что состав их устойчивое и может изменяться в достаточно широких пределах.
Растворы характеризуются также рядом определенных свойств, отличных от свойств их составных частей. В частности, они отличаются от своих составных частей плотностью, температурой замерзания и кипения и другими свойствами. Растворы могут быть в жидком, твердом и газообразном состоянии. Примером первых могут служить растворы сахара, соли и спирта в воде. Твердые растворы - это разные металлические сплавы: меди или серебра в золотые, никеля в меди и т.п. Газообразными растворами собой смеси различных газов, например воздуха.
Растворитель и растворенное вещество
Растворитель - это компонент раствора, агрегатное состояние которого не изменяется при образовании раствора, или содержимое, которого преобладает над содержанием других компонентов. Компонентами раствора являются: растворитель и растворении вещества.
Растворитель и растворенное вещество. Каждый раствор состоит из растворителя и растворенного вещества. Растворителем называют обычно вещество, служит средой для растворенного вещества и в чистом виде находится в том же агрегатном состоянии, что и создаваемый раствор. Однако иногда трудно сказать, вещество является растворителем, а какая - растворенным веществом, особенно когда оба вещества взаимно растворяются друг в друге в неограниченном количестве (как спирт и вода). В таких случаях растворителем называют то вещество, которого в растворе больше.
Наиболее распространенным и практически важным растворителем является вода. Вода морей и океанов является естественным раствором, который имеет солено-горький вкус. В среднем в 1 кг морской воды содержится 35 г растворенных веществ - средняя соленость морской воды составляет 35? В состав морской воды входит более ста веществ, образованных из почти всех известных в природе химических элементов. Как растворители используют также другие вещества: ацетон, бензин, спирт и т.д., но значительно реже.
Ненасыщенные, насыщенные и перенасыщенные растворы
Если молекулярные или ионные частицы, распределённые в жидком растворе присутствуют в нём в таком количестве, что при данных условиях не происходит дальнейшего растворения вещества, раствор называется насыщенным. (Например, если поместить 50 г NaCl в 100 г H2O, то при 200C растворится только 36 г соли).
Насыщенным называется раствор, который находится в динамическом равновесии с избытком растворённого вещества.
Поместив в 100 г воды при 200C меньше 36 г NaCl мы получим ненасыщенный раствор.
При нагревании смеси соли с водой до 1000C произойдёт растворение 39,8 г NaCl в 100 г воды. Если теперь удалить из раствора нерастворившуюся соль, а раствор осторожно охладить до 200C, избыточное количество соли не всегда выпадает в осадок. В этом случае мы имеем дело с перенасыщенным раствором. Перенасыщенные растворы очень неустойчивы. Помешивание, встряхивание, добавление крупинок соли может вызвать кристаллизацию избытка соли и переход в насыщенное устойчивое состояние.
Ненасыщенный раствор - раствор, содержащий меньше вещества, чем в насыщенном.
Перенасыщенный раствор - раствор, содержащий больше вещества, чем в насыщенном.
Растворение как физико-химический процес
Растворы образуются при взаимодействии растворителя и растворённого вещества. Процесс взаимодействия растворителя и растворённого вещества называется сольватацией (если растворителем является вода - гидратацией).
Растворение протекает с образованием различных по форме и прочности продуктов - гидратов. При этом участвуют силы как физической, так и химической природы. Процесс растворения вследствие такого рода взаимодействий компонентов сопровождается различными тепловыми явлениями.
Энергетической характеристикой растворения является теплота образования раствора, рассматриваемая как алгебраическая сумма тепловых эффектов всех эндо- и экзотермических стадий процесса. Наиболее значительными среди них являются:
– поглощающие тепло процессы - разрушение кристаллической решётки, разрывы химических связей в молекулах;
– выделяющие тепло процессы - образование продуктов взаимодействия растворённого вещества с растворителем (гидраты) и др.
Если энергия разрушения кристаллической решетки меньше энергии гидратации растворённого вещества, то растворение идёт с выделением теплоты (наблюдается разогревание). Так, растворение NaOH – экзотермический процесс: на разрушение кристаллической решётки тратится 884 кДж/моль, а при образовании гидратированных ионов Na+ и OH-выделяется соответственно 422 и 510 кДж/моль.
Если энергия кристаллической решётки больше энергии гидратации, то растворение протекает с поглощением теплоты (при приготовлении водного раствора NH4NO3 наблюдается понижение температуры).
Растворимость
Предельная растворимость многих веществ в воде (или в других растворителях) представляет собой постоянную величину, соответствующую концентрации насыщенного раствора при данной температуре. Она является качественной характеристикой растворимости и приводится в справочниках в граммах на 100 г растворителя (при определённых условиях).
Растворимость зависит от природы растворяемого вещества и растворителя, температуры и давления.
Природа растворяемого вещества. Кристаллические вещества подразделяются на:
P - хорошо растворимые (более 1,0 г на 100 г воды);
M - малорастворимые (0,1 г - 1,0 г на 100 г воды);
Н - нерастворимые (менее 0,1 г на 100 г воды).
Значение растворов. Заключение
Водные растворы играют огромную роль в природе и практической деятельности человека. Достаточно сказать, что растения берут из почвы все необходимые для их роста питательные вещества только в виде водных растворов. Поэтому своевременное поступление воды в почву имеет такое большое значение для нормального развития растений и обеспечения высокого урожая сельскохозяйственных культур. Процессы пищеварения и усвоения пищи человеком и всеми животными тоже связаны с переводом питательных веществ в раствор. Растворы в жизни человека имеют очень большое значение т.к. практически всё существование человека на них основано. Например, вода, которая является очень разбавленным раствором. В ходе эволюции вода создала окружающую нас природу, живой мир, да и самого человека: именно водная среда (Мировой океан) могла обеспечить все требования к возникновению и развитию жизни. Именно она стала основателем, при специфических внешних условиях, жизни на Земле. Вода обеспечивает существование жизни на нашей планете: сложнейшие биохимические реакции в клетках животных и растительных организмов могут протекать только при наличии воды. С точки зрения химиков живое вещество – это водный раствор, и почти все процессы, обеспечивающие его жизнедеятельность, сводятся к химическим реакциям в водном растворе. Человечество издавна уделяло большое внимание воде, поскольку было хорошо известно, что там, где нет воды, нет и жизни. Вода находится в постоянном и активном круговороте. Его движущей силой является Солнце, а основным источником воды – Мировой океан. Круговорот воды – исключительно важный процесс. Он обеспечивает сушу пресной водой, которая постоянно возобновляется, в процессе этого круговорота, вода разрушает и растворяет твердые породы на суши и переносит их в другие места, с образованием наносов. В здоровом организме взрослого человека наблюдается состояние водного равновесия, или водного баланса. Оно заключается в том, что количество воды, потребляемое человеком,
равно количеству воды, выводимой из организма. Водный обмен является важной составной частью общего обмена веществ живых организмов, в том числе и человека. Общий объем воды, потребляемый человеком в сутки при питье и с пищей, составляет 2-2,5 л. Благодаря водному балансу столько же воды выводится из организма. Через почки и мочевыводящие пути удаляется около 50-60% воды. При потере организмом человека 6-8 % влаги сверх обычной нормы повышается температура тела, краснеет кожа, учащается сердцебиение и дыхание, появляется мышечная слабость и головокружение, начинается головная боль. Потеря 10% воды может привести к необратимым изменениям в организме, а потеря 15-20% приводит к смерти, поскольку кровь настолько густеет, что с ее перекачкой не справляется сердце. Так же человеку требуется вода для приготовления пищи. В качестве питьевой может быть использована природная вода, если она не содержит вредных микроорганизмов, а также вредных минеральных и органических примесей, если она прозрачна, бесцветна и не имеет привкуса и запаха. Природные воды, содержащие соли, растворенные газы, органические вещества в более высоких концентрациях, чем питьевая вода, называются минеральными. Поскольку вода является очень хорошим растворителем, в природе она всегда содержит растворимые вещества, так как не существует абсолютно нерастворимых веществ. Их количество и характер зависят от состава пород, с которыми вода находилась в контакте. Наименьшее количество примесей и растворенных веществ содержится в дождевой воде. Однако даже она содержит растворенные газы, соли, твердые частицы. Соли, содержащиеся в дождевой воде, попадают в нее из океанов и морей.
Одно из хорошо растворимых веществ в воде - это соль. Соль или раствор соли были известны человеку с древнейших времен. Тогда соль ценилась выше золота. Ведь как гласила пословица: «без золота прожить можно, а без соли — нельзя». Всем известно, что любая пословица содержит бесценную народную мудрость, а в данном случае можно с уверенностью сказать, что соль — это жизненно важное и незаменимое вещество для человека.
Доказательство значимости соли можно легко найти в истории — известны небывалые по масштабам соляные бунты, когда из-за нехватки этого вещества в стране народ отказывался подчиняться своему правительству.