тема 1.7

1. Растворы, теория электролитической диссоциации и ионный обмен Тема 1.7.

1

2. Растворы

• Растворами называются гомогенные (т.е.
однородные) смеси переменного состава из
двух или более веществ. Наиболее
распространенное агрегатное состояние
растворов – жидкое.
• Признаки раствора:
• 1. раствор содержит два или более
компонентов;
• 2. раствор — однородная система, в которой
нет границы раздела веществ.
2

3. Виды растворов по содержанию растворенного вещества

• растворы — гомогенные устойчивые системы переменного
состава, состоящие из нескольких компонентов.
• Растворы классифицируются по различным признакам:
• 1. По агрегатному состоянию: жидкие, газовые, твёрдые;
• 2. По концентрации растворённого вещества: насыщенные,
ненасыщенные, пересыщенные;
• 3. По свойствам растворителя: полярные и неполярные
растворы.
• Различают жидкие (водные и неводные), газообразные и
твёрдые растворы. Некоторые их примеры приведены на
рисунке
3

4. -

4

5. -

• Насыщенный раствор — раствор, в котором
растворяемое вещество больше не
растворяется.
• Если вещество еще может растворяться в
данном растворе, то оно называется
ненасыщенным
5

6. Растворимость

• РАСТВОРИМОСТЬЮ называется способность вещества
растворяться в том или ином растворителе. Мерой
растворимости вещества при данных условиях является его
содержание в насыщенном растворе.
• Растворитель — это компонент раствора, агрегатное состояние
которого не изменяется при образовании раствора.
• Растворение — это физико-химический процесс,
сопровождающийся выделением или поглощением теплоты.
• Растворимость веществ зависит от их природы и температуры.
На растворимость газов влияет давление.
6

7. Понятие о дисперсных системах

• Дисперсная система-система, состоящая из двух
или более веществ, причём одно из них в виде
очень маленьких частиц равномерно
распределено (диспергировано) в объёме другого.
• Дисперсная фаза - вещество, которое присутствует
в меньшем количестве и распределено в объёме
другого вещества. Дисперсная фаза может
состоять из нескольких веществ.
• Дисперсионная среда - вещество, присутствующее
в большем количестве, в объёме которого
распределена дисперсная фаза.
7

8. -

• По размерам частиц дисперсной фазы
различают:
• 1. грубодисперсные системы
• 2. мелкодисперсные (коллоидные)
• 3. истинные растворы. Истинные
растворы гомогенные (однородные), в них
нет поверхности раздела между частицами
дисперсной фазы и дисперсионной среды.
8

9. -

• К грубодисперсным системам относятся суспензии и
эмульсии.
• Суспензии, или взвеси — грубодисперсные системы, в
которых твёрдое вещество распределено в жидкости
(например, взвесь глины, ила, мела в воде).
• Эмульсии — грубодисперсные системы, в которых одна
жидкость распределена в другой, нерастворяющей её
жидкости (например, мельчайшие капельки
растительного масла в воде, молоко).
• Грубодисперсные системы неустойчивы: через
некоторое время твёрдые частицы суспензии оседают
на дно сосуда, а эмульсии разделяются на отдельные
фазы. Грубодисперсные системы можно разделить
фильтрованием или центрифугированием.
9

10. Истинные и коллоидные растворы

Истинные растворы характеризуются прозрачностью, имеют малые
размеры растворённых частиц, легко проходят через биологические
мембраны. В зависимости от концентрации солей существует три типа
растворов: изотонические; гипертонические; гипотонические;
К мелкодисперным системам относятся золи, аэрозоли, пены, твёрдые
коллоидные растворы.
Золи, или коллоидные растворы — мелкодисперные системы, в которых
твёрдое вещество распределено в жидкости. Коллоиды получили такое
название потому, что при концентрировании этих растворов образуется
студнеобразная клейковидная масса.
Коллоидные растворы -частицы имеют промежуточные размеры от 0,1 до
0,001 мкм, т. е. слишком велики, чтобы образовать истинный раствор, но и
слишком малы, чтобы выпасть в осадок, возникает коллоидный раствор.
занимают промежуточное положение между грубодисперсными системами и
истинными растворами. Коллоидные растворы рассеивают свет, вследствие
чего при прохождении луча света через коллоидную систему образуется
светящийся конус
10

11. Массовая доля вещества в растворе

• Массовая доля ―это отношение массы чистого вещества к массе
всего раствора. Массовую долю обозначают символом ω и
выражают в долях или в процентах.
11

12. Понятие о водородном показателе (pH) раствора.

• Водородный показатель pH — это мера
концентрации катионов водорода H+ в растворе.
Рассчитывают водородный показатель по формуле
рН = –lgc(H+).
• Шкала pH: Шкала измеряется от 0 до 14
• pH = 7 — среда нейтральная (чистая вода при
комнатной температуре).
• pH < 7 — среда кислая (чем меньше число, тем
выше кислотность).
• pH > 7 — среда щелочная (чем больше число, тем
выше щелочность)
12

13. Электролитическая диссоциация.

Электролитическая диссоциация- процесс распада вещества на ионы при
растворении или при плавлении.
Теория электролитической диссоциации- положения:
1.
При растворении в воде электролиты диссоциируют (распадаются) на
ионы. Свойства ионов отличаются от свойств атомов или группы атомов, из
которых они образовались.
2.
Причиной диссоциации электролита в водном растворе является его
гидратация, т. е. взаимодействие электролита с молекулами воды и разрыв
химической связи в нём. В растворе ионы существуют в гидратированном
виде, в отличие от безводных солей, в которых ионы негидратированные.
Свойства гидратированных ионов отличаются от свойств негидратированных
ионов.
3.
Под действием электрического тока катионы движутся к
отрицательному полюсу источника тока — катоду, а анионы — к
положительному полюсу источника тока — аноду.
4.
Химические свойства растворов электролитов определяются
свойствами тех ионов, которые они образуют при диссоциации.
13

14. Сильные и слабые электролиты, неэлектролиты

Понятие электролитов и неэлектролитов впервые ввёл М. Фарадей в первой
половине 19 века.
Электролиты- вещества, растворы или расплавы которых проводят
электрический ток.
Электролитами являются вещества с сильно полярной ковалентной или
ионной связью. К ним относятся соли, щёлочи, кислоты.
Сильные электролиты — это химические соединения, которые в
разбавленных растворах практически полностью диссоциированы на ионы.
Слабые электролиты — химические соединения, которые даже в
разбавленных растворах незначительно диссоциируют на ионы.
Неэлектролиты- вещества, растворы или расплавы которых не проводят
электрический ток.
Неэлектролитами являются вещества с неполярными или слабополярными
ковалентными связями. К ним относится большинство органических
соединений (глюкоза, фруктоза, сахароза, этанол, глицерин и др.), простые
вещества-неметаллы (сера, алмаз, азот, кислород и др.).
14

15. Реакции ионного обмена

• обмен — значит, что у нас есть два сложных вещества,
которые чем-то обмениваются между собой;
• ионный — значит, что эти вещества обмениваются
между собой ионами, то есть заряженными частицами.
Получается: реакция ионного обмена — это химическая
реакция между двумя сложными веществами, которая
приводит к обмену заряженными частицами (ионами),
в результате чего образуются новые сложные
соединения.
• Реакция ионного обмена — это химическая реакция
между растворами электролитов, в которой ионы
одноимённого заряда меняются местами, обычно с
образованием осадка, газа или слабого электролита.
15

16. -

• Правило Бертолле: Реакции ионного обмена возможны и
протекают до конца только в том случае, если при
взаимодействии выпадает осадок, выделяется газ или
образуется малодиссоциирующее вещество (вода). В
иных случаях принято считать, что химическая реакция
невозможна.
• примеры, которые характеризуют каждый из трех
признаков протекания химической реакции:
1. Выпадение осадка: 2KOH + CuCl2 = Cu(OH)2↓ + 2KCl.
2. Выделение газа: Na2CO3 + 2HCl = H2O + CO2↑ + 2NaCl.
3. Образование малодиссоциирующего вещества (воды):
NaOH + HCl = H2O + NaCl.
16

17. -

• Химические уравнения реакций обмена можно записать:
1. в молекулярной форме:
2NaCl + Pb(NO3)2 = PbCl2↓ + 2NaNO3.
2. в полной ионной форме — с указанием всех существующих в
растворе ионов:
2Na+ + 2Cl− + Pb2+ + 2NO3− = PbCl2↓ + 2Na+ + 2NO3−.
3. в сокращенной ионной форме, которая, собственно, и выражает
взаимодействие ионов:
Pb2+ + 2Cl− = PbCl2↓.
17

18. -

• Правила записи ионных уравнений:
• 1. Записываем уравнение в молекулярном виде и
обязательно расставляем коэффициенты.
• 2. Далее с помощью таблицы растворимости определяем
растворимость каждого химического соединения.
• 3. Составляем полное ионное уравнение с учетом
коэффициентов и не забываем указывать заряды ионов (мы
не расписываем на ионы нерастворимые соединения, воду,
оксиды, все слабые электролиты, анионы кислотных остатков
кислых солей слабых кислот и катионы основных солей слабых
оснований, а также комплексные катионы. Их следует оставить
в молекулярной форме).
• 4. Находим одинаковые ионы в левой и правой частях
полного ионного уравнения и сокращаем их.
• 5. Далее переписываем оставшихся участников ионного
уравнения и получаем сокращенное ионное уравнение.
18

19.

19