Растворы слабых электролитов

Растворы.

Сильные и слабые электролиты.

Растворы - однородные гомогенные системы, термодинамически устойчивые, состоящие из двух или более компонентов и продуктов их взаимодействия.

Классификация:

-жидкие

-твердые

-газообразные

 

-Низкомолекулярные (НМС-М менее 5000 г/моль)

-Высокомолекулярные (ВМС-М более 5000 г/моль)

 

-растворы электролитов

-растворы неэлектролитов

 

По современным представлениям жизнь зародилась в океане, из него многие обитатели вышли на сушу и в воздух, сохранив в своем составе воду.

 

Биологическая роль растворов

· Многие биологические среды – растворы (кровь, лимфа, слюна, моча, спинномозговая жидкость). Все они являются растворами солей, белков, углеводов, липидов в воде;

· Все биохимические реакции протекают в растворах;

· Биологические жидкости способствуют усвоению питательных веществ, лекарственных веществ;

· Растворы переносят питательные вещества ко всем органам и тканям организма;

· С помощью растворов происходит выведение продуктов метаболизма из организма.

 

Растворы

· В растворе различают растворитель и растворенное вещество, хотя с точки зрения термодинамики все составляющие раствора одинаковы.

· Растворителем принято считать то вещество, которое содержится в растворе в большем количестве.

· Самым распространенным растворителем на Земле является вода.

 

Вода в организме человека

В организме взрослого человека содержится до 60% воды, из которой 30% – внутри клеток; 20% - внеклеточная жидкость, состоящая из плазмы крови, межклеточной жидкости, внутриглазной жидкости, спинномозговой жидкости и жидкого содержимого желудочно-кишечного тракта.

Термодинамика процесса растворения

При растворении твердого вещества в жидкости происходят процессы:

1. Разрушение кристаллической решетки (эндотермический процесс)

2. Взаимодействие частиц растворенного вещества с молекулами растворителя (экзотермический процесс)

 

Результирующая этих двух процессов определяет тепловой эффект процесса растворения в целом:

· Если на разрушение кристаллической структуры растворяемого вещества затрачивается энергии больше(1), чем выделяется при гидратации (2), то процесс растворения будет эндотермическим (произойдет увеличение энтальпии системы)

· Если энергия, выделяющая при гидратации (2), больше энергии, необходимой для разрушения кристаллической структуры растворяемого вещества (1), то процесс растворения будет экзотермическим (произойдет уменьшение энтальпии системы)

 

Растворимость и ее зависимость от различных факторов:

· Под растворимостью понимают способность вещества растворяться в том или ином растворителе

Растворимость зависит от:

· Природы растворителя и растворенного вещества

· Давления (только для газов)

· Температуры (если процесс растворения экзотермический, то понижение температуры способствует растворению и наоборот)

· Зависимость растворимости газов от давления выражена законом Генри:
Количество газа, растворенного при данной температуре в определенном объеме жидкости, прямо пропорционально давлению газа:

С = КР

С – концентрация газа в насыщенном растворе (моль/л)

Р – давление газа над раствором

К – постоянная Генри

Закон Генри лежит в основе процесса обмена газов между организмом человека и окружающей средой и позволяют установить причины некоторых заболеваний (кессонной болезни, у водолазов, летчиков и представителей других профессий).

 

Растворы электролитов

-Сильные электролиты (степень диссоциации 40-100%)

-Слабые электролиты (степень диссоциации 2% и менее)

 

Растворы слабых электролитов

· Слабые электролиты диссоциируют не полностью и в их растворах устанавливается равновесие между процессом диссоциации и обратным процессом:

CH3COOH <=> CH3COO^- + H⁺

· К процессу диссоциации слабых электролитов можно применить закон действующих масс и вывести константу диссоциации (константу равновесия):

C – общая концентрация кислоты

А – степень диссоциации

Са – концентрация каждого из ионов

С-Са – концентрация недиссоциированных молекул

· Следовательно:

 

· Данное выражение является математическим выражением закона разведения Оствальда для слабого бинарного электролита

· Степень диссоциации слабых электролитов очень мала, поэтому ею можно пренебречь в знаменателе и получить более упрощенное математическое выражение закона разведения Оствальда:

Степень диссоциации слабого электролита обратно пропорциональна концентрации.

Степень диссоциации слабого электролита прямо пропорциональна разведению.