Файл: Общая химия методичка.pdf

61 

родные 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) ⇄+H

2

O 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  неог-

раниченного 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 

62 

температуры раствормость твердых веществ возрастает, однако раствори-

мость Ca(OH)

2

, CaCO

3

, CaSO

4

 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  способст-

вует 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: 

63 

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.  На-

пример,  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: 

64 

Молярная масса эквивалента вещества равна произведению фактора 

эквивалентности fэк(В) на молярную массу вещества М(В) 

Мэк(В) = fэк(В)×М(В). 

Эквивалент – это реальная или условная частица вещества, соответ-

ствующая в реакциях обмена одному атому или иону водорода (Н или Н

+

), 

а в окислительно-восстановительных реакциях – одному электрону. 

Фактор эквивалентности – число, показывающее, какую часть от ре-

альной частицы (молекулы, атома, иона и т.д.) вещества составляет экви-

валент этого вещества. 

. 

Например, для Na

3

PO

4

  заряд  катиона  Na

+

  равен  1, число  катионов  – 

3, тогда 

Пример.  Вычислите  молярную  концентрацию  эквивалента  хлорида 

железа  (III)  в  растворе,  полученном  при  растворении 40 г FeCl

3

   в  200 мл 

воды. Плотность раствора 1,182 г/мл. 

Решение. 

Молярная масса хлорида железа (III): 

M(FeCl

3

) = 162 г/моль. 

Фактор эквивалентности fэк = 1/3. 

Молярная масса эквивалента 

Mэк(FeCl

3

) = fэк(FeCl

3

)×M(FeCl

3

) = 162 × (1/3) = 54 г/моль. 

Количество  эквивалента  вещества,  содержащегося  в  40 г  хлорида  железа 

(III), составляет: 

65 

Масса раствора: 

mp = m(FeCl

3

) + m(H

2

O); 

ρ(H

2

O) = 1 г/мл; m(H

2

O) = 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 растворѐнных 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  растворѐнных  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  растворѐнного