Тема 1. Растворы и их концентрации

Раствор – это однофазная система, состоящая из двух или более компонентов. По своему агрегатному состоянию растворы могут быть твердыми, жидкими или газообразными.

Концентрация раствора - это величина, отражающая пропорции между растворенным веществом и растворителем. Такие качественные понятия, как "разбавленный" и "концентрированный", говорят только о том, что раствор содержит мало или много растворенного вещества. Для количественного выражения концентрации растворов часто используют проценты (массовые или объемные доли).

 

НАПРИМЕР

Раствор, состоящий из 90 г воды (ее объем равен 90 мл, поскольку плотность воды равна 1г/мл) и 10 г этилового спирта (его объем равен 12,6 мл, поскольку плотность спирта равна 0,794 г/мл), имеет массу 100 г, но объем этого раствора равен 101,6 мл. Процентную концентрацию раствора можно рассчитать по-разному

 

Молярность (См или моль/л) - число молей растворенного веществ, содержащихся в 1 л раствора.

Моляльность (Сm) - число молей растворенного вещества, содержащихся в 1000 г растворителя. Нормальность (Сн) - число химических эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора.

Чтобы получить 1M раствор данного вещества, растворяют в заведомо небольшом количестве воды точную его навеску, равную мол. массе в граммах, и доводят объем раствора до 1 л.

Растворимость газов и твердых веществ

В отсутствие химического взаимодействия газы смешиваются друг с другом в любых пропорциях, и в этом случае говорить о насыщении нет смысла. Однако при растворении газа в жидкости существует некая предельная концентрация, зависящая от давления и температуры. Растворимость газов в некоторых жидкостях коррелирует с их способностью к сжижению. Наиболее легко сжижаемые газы, например NH3, HCl, SO2, более растворимы, чем трудно сжижаемые газы, например O2, H2 и He. При наличии химического взаимодействия между растворителем и газом (например, между водой и NH₃ или HCl) растворимость увеличивается. Растворимость данного газа изменяется с природой растворителя, однако порядок, в котором располагаются газы в соответствии с увеличением их растворимости, остается примерно одинаковым для разных растворителей.

Процесс растворения подчиняется принципу Ле Шателье (1884): если на систему, находящуюся в равновесии, оказывается какое-либо воздействие, то в результате протекающих в ней процессов равновесие сместится в таком направлении, что оказанное воздействие уменьшится.

Все твердые вещества проявляют ограниченную растворимость в жидкостях. Эта растворимость в первую очередь зависит от природы растворенного вещества, его плотности и внешних условий. Растворение твердых веществ в жидкостях обычно сопровождается поглощением тепла, и в соответствии с принципом Ле Шателье их растворимость должна увеличиваться при нагревании.

 

Контрольные задания к теме 1.

По заданным параметрам рассчитать массовый процент, объемный процент, молярную концентрацию, моляльную концентрацию.

№ варианта	Растворенное вещество	Растворитель	Масса растворенного вещества (г)	Объем растворенного вещества (мл)	Объем растворителя (мл)/масс растворителя (г)	Объем раствора (мл)	Масса раствора (г)
1, 11, 25	C2H5OH	H2O		17,6		102,6
2, 15, 27	CH3OH	H2O		11,8		101,8
3, 17, 21	H2SO4	H2O
4, 19, 24	NaOH	H2O
5, 12, 29	HNO3	H2O
6, 18, 22	C2H5OH	H2O		7,6		102,6
7, 13, 26	KOH	H2O
8, 16, 23	CH3OH	H2O		27,6		102,6
9, 14, 28	C2H5OH	H2O		20,6
10, 20, 30	HCl	H2O

 

 

 

ТЕМА 2. Определение показателей растворов

 

Варианты	Задание №2
1, 11, 25	При н.у. объем газа равен 82м3. Какой объем займет это же количество газа при температуре 15ºС и 99280 Па
2, 15, 27	В одном сосуде емкостью 3л содержится при 20º С 10г водорода, а в другом сосуде емкостью 5л при той же температуре 8г азота. Найти общее давление газов, которое устанавливается после соединения обоих сосудов
3, 17, 21	Баллон наполнен азотом: давление 780 мм.рт. ст, температура 20ºС. Вычислить вес содержащегося в баллоне азота, если объем его равен 2,5л
4, 19, 24	Определить весовое количество водяного пара. Содержащегося в 20 м3 воздуха при 20ºС, если парциальное давление пара равно 12 мм. рт. ст.
5, 12, 29	Какова плотность водорода при 20ºС и давлении 1,25 атм
6, 18, 22	Определить массу кислорода, занимающего объем 8л при температуре 15ºС и давлении 1,5 ат
7, 13, 26	Привести к нормальным условиям объем газа при давлении 680мм.рт.ст. и температуре 82ºС занимает объем 150л
8, 16, 23	Сколько двуокиси углерода (в молях и килограммах) вмещается в баллоне емкостью 200л при температуре 15ºС под давлением 2,5 атм
9, 14, 28	В баллоне емкостью 20л при температуре 15ºС находится 30г кислорода и 25г аммиака. Определить парциальное давление каждого из газов
10, 20, 30	Смесь состоит из азота и водорода. Число молей азота равно двум. Определить число молей и вес водорода, если смесь занимает объем 20л при температуре 20С и давлении 3,2 ат.

 

ТЕМА 3. Рассмотреть теоретические вопросы:

Варианты	Задание №2
1, 11, 25	Титриметрический метод анализа
2, 15, 27	Гравиметрический анализ: основные понятия, классификация методов
3, 17, 21	Хроматографический метод анализа
4, 19, 24	Масс-спектроскопия с индуктивно связанной плазмой
5, 12, 29	Эмиссионные методы анализа
6, 18, 22	Атомно-адсорбционная спектроскопия
7, 13, 26	Атомно-эмиссионная спектроскопия
8, 16, 23	Ядерно-магнитный резонанс
9, 14, 28	Рентгеноструктурный метод анализа
10, 20, 30	Активационный анализ

 

 

Приложение 1