Свойства воды как растворителя

вода – растворитель, самый распространенный в природе

свойства воды как растворителя:

- высокая диэлектрическая проницаемость - вода активно растворяет вещества с полярными молекулами

- образование водородных связей между частицами в-ва и молекулами воды

- низкая вязкость воды

свойства воды как растворителя определяются строением молекул воды

строение молекулы воды

формула молекулы воды H₂O

H -

\

О(II) -2 хим.связь одинарная полярная ковалентная, Ð105°

/ молекула имеет угловую форму _ -

H + -

молекула в виде диполя: 2 неподеленные е-пары атома кислорода образуют (-)полюс +

2 катиона водорода образуют (+)полюс +

диполи воды активно растворяют вещества с полярными молекулами:

полярные - молекулы неорганических веществ, имеющие или ионные связи, или полярные ковалентные связи

полярные - молекулы органических веществ, имеющие полярные функциональные группы

полярные молекулы имеют свойства диполей

электрический диполь - два точечных заряда, одинаковые по величине и противоположные по знаку,

находящиеся на расстоянии l друг от друга, которое называется плечом диполя

Р = q × l - электрический момент диполя

различают молекулы с постоянной полярностью – жесткие диполи, и

молекулы с непостоянной полярностью – индуцированные диполи

диполи воды вызывают электролитическую диссоциацию растворяемых в-в или распад в-в на ионы:

растворяемые в-ва должны иметь ионные или полярные ковалентные связи

вокруг частиц растворяемого в-ва диполи воды образуют гидратные оболочки

гидратные оболочки тормозят обратное слипание частиц растворяемого в-ва

ПР: HCl полярная ковалентная связь

в-во находится в растворенном виде,

в электрическом поле диполя H⁺Сl^- диполи Н₂О располагаются упорядоченно,

взаимодействие диполей Н⁺Cl^- и упорядоченно расположенных диполей Н₂О поляризует связь Н⁺-Cl^- до ионной

взаимодействие диполей Н⁺-Сl^- и упорядоченно расположенных диполей Н₂О ослабляет связи Н⁺-Cl^-,

образуются ионы Cl^-_и Н⁺ (свободно не существуют)

физическая фаза ® химическая фаза:

в электрическом поле ионов Н⁺ и Сl^- диполи Н₂О располагаются упорядоченно

® гидраты ионов Сl^- и ионы гидроксония Н₃О⁺ (донорно-акцепторная связь)

NaCl ионная связь, ионная кристаллическая решётка

в электрическом поле ионов Na⁺ и Сl^- диполи Н₂О располагаются упорядоченно,

взаимодействие ионов Na⁺ и Cl^- и диполей Н₂О ослабляет связи Na⁺-Cl^-,

образуются ионы Na⁺ и Cl^- (одновременно идет растворение и диссоциация)

физическая фаза ® химическая фаза:

в электрическом поле ионов Na⁺ и Сl^- диполи Н₂О располагаются упорядоченно

® гидраты ионов Na⁺ и Сl^-

NaОН ионная связь, ионная кристаллическая решётка

в электрическом поле ионов Na⁺ и ОН^- диполи Н₂О располагаются упорядоченно,

взаимодействие ионов Na⁺ и ОН^- и диполей Н₂О ослабляет связи Na⁺-ОН^-,

образуются ионы Na⁺ и ОН^- (одновременно идет растворение и диссоциация)

физическая фаза ® химическая фаза:

в электрическом поле ионов Na⁺ и ОН^- диполи Н₂О располагаются упорядоченно

® гидраты ионов Na⁺ и гидроксид-ионы ОН^-

гидрофильное и гидрофобное взаимодействие веществ с водой

вещества по растворимости в воде делятся на гидрофильные и гидрофобные

- гидрофильные хорошо растворяются в воде

состоят из ионов и полярных молекул или молекул с полярными функциональными группами

варианты гидрофильного взаимодействия – ионно-дипольное ПР: растворение NaCl

диполь-дипольное ПР: растворение HCl

образование водородных связей ПР: растворение С₂Н₅ОН

- гидрофобные плохо растворяются в воде

состоят из неполярных молекул

гидрофобное взаимодействие – «отталкивание» молекул воды от молекулы в-ва

- дифильные, у которых молекулы имеют и гидрофильные, и гидрофобные группы

дифильные молекулы при растворении в воде деформируются так,

чтобы контакт с водой гидрофобных групп уменьшился, а контакт с водой гидрофильных групп увеличился

ПР: в воде белковые молекулы приобретают форму глобул

внутри глобул гидрофобные группы, снаружи глобул гидрофильные группы

 

влияние на растворимость природы компонентов, температуры и давления

факторы, влияющие на растворимость в-в:

- природа растворителя

одно в-во в разных растворителях растворяется по-разному

289) природа в-ва.полярные растворители и неполярные растворители.

различают полярные растворители и неполярные растворители

ПР: вода, спирт – полярные растворители

у полярных растворителей полярные молекулы

полярные растворители сильно поляризуются и имеют высокую диэлектрическую проницаемость e

в полярных растворителях хорошо растворяются в-ва ионной структуры с ионными связями и

молекулярной структуры с полярными ковалентными связями

в неполярных растворителях хорошо растворяются в-ва молекулярной структуры с неполярными ковалентными..

 

- природа в-ва

в одном растворителе разные в-ва растворяются по-разному

некоторые в-ва имеют низкую растворимость

ПР: твердые в-ва с прочной атомной кристаллической решеткой практически нерастворимы

в-ва с ионной и полярной ковалентной связью хорошо растворяются в полярных растворителях

в-ва с неполярной ковалентной связью плохо растворяются в полярных растворителях

ПР:

одна из причин высокой растворимости в-в – образование связей между частицами в-ва и растворителя

ПР: при растворении спирта в воде образуются водородные связи между молекулами воды и спирта

ПР: при растворении AgCl в водном растворе NH₃ образуются комплексы [Ag(NH₃)₄]⁺

 

- температура и давление, присутствие в растворе других в-в..

если растворение – равновесное состояние, то влияние внешних факторов оценивается по принципу Ле-Шателье

внешние факторы – температура, давление, присутствие других в-в..

график зависимости растворимости от температуры – кривая растворимости..

растворимость твердых в-в в жидкостях

факторы, влияющие на растворимость твердых в-в в жидкостях:

- природа растворителя..

 

- природа твердого в-ва..

 

- температура и давление

если растворение – равновесное состояние, то влияние внешних факторов оценивается по принципу Ле-Шателье

если растворение эндотермический процесс –

при нагревании растворимость твердых в-в в жидкостях увеличивается

если растворение экзотермический процесс –

при нагревании растворимость твердых в-в в жидкостях уменьшается

объем системы при растворении твердых тел в жидкостях не меняется –

повышение давления не влияет на растворимость твердых в-в в жидкостях

 

- присутствие в растворе других в-в..