Химия та
| Химия | 1996-03-12 | 346 сваляния |
| 1.Разтвори-Система при която ч-ците на 1 в/во са равномерно разпреде-лени между ч-ците на друго вещество се нар. дисперсна система. В нея в/вото ,което се разпре-деля е дисперсната фаза, а в/вото където се извършва разпределението е диспе-рсна среда.Дисперс. систе-ми според големината на ч-ците на дисперсн. фаза биват: 1.грубодисперсни (ч-ците на дисперс. фаза са по-малки 10 -5см., такива са напр. утайките); 2.колоидни р-ри (ч-ците са между 10 -7 -10-5-+см); 3.истински разтвори (по-големи от 10-7).Р-рите са хомогенни (еднофазни) системи. Те се състоят от 2 или повече компонента. Р-рите по свойства са м/у механич. смеси и химич. с-ния. Те имат подобно на механич. смеси променлив състав и могат лесно да се разделят на съставящите ги елементи чрез различни физич. методи (дисти-лация, екстракция и др.). От др. страна р-рите си приличат с химич. с-ния по това, че и те имат to на образуване и освен това изменят обема си при образуването си. Р-ра се състои от разтворено в/во и разтворител. Разтво-рителя не променя агрега-тното си състояние. Ако разтворителя и разтвор. в/во са в еднакво агрегатно състояние то тогава разтворител се явява това в/во, което е в по-голямо количество. Според агрегат. си състояние р-рите са: течни, твърди и газове. От друга страна според свойствата на разтворе-ните в/ва биват: 1.р-ри на електролити и 2.р-ри на неелектролити. Механиз-мът на разтваряне обик-новенно е свързан с поглъщане или отделяне на топлина (Н0) или с промяна на обема (V0). Енталпията (Н) отчита топлосъдържанието на системите. М/у енталпията (Н) и топлината (Q) връзката е Н=-Q. | Критерий за протичането на даден процес е т. нар. енергия на Гибс (G). Процесът протича само-волно, когато G<</SPAN>0. Ако обаче G>0, то тогава процесът не може да протече спонтанно и за да протече е необходимо някакво въздействие (на-пример: топлина). Когато G=0 имаме равновесен процес. Първата теория занимаваща се с образу-ването на р-рите е физич. теория на Ван Хоф.Според нея разтварянето е меха-нично размесване на ч-ци на разтвореното в/во м/у молекули на индифе-рентен раз-тел.По-късно Менделеев предлага т.нар. химич. теория на р-рите. Според нея при разтварянето ч-ците на разтвореното в/во химич. си взаимодействат с моле-кулите на разтворителя. Доказано е, че при разтва-рянето молекулите или йоните на разтвореното в/во се свързват с моле-кулите на разтворителя. и образуват т. нар. солвати, т. е. протича процеса сол-ватация. Когато разтвори-теля е вода процесът се нар. хидратация, а получе-ните съединения- хидрати. Според химич. теория ако в разтворителя се внесе твърдо в/во се разхлабват връзките на повърхностно лежащите частици с тези намиращи се във вътре-шните слоеве. под дей-ствие на диполните моле-кули на разтворителя. В следствие на термичното движение на молекулите на разтворителя се разкъсват връзките на повърхностните частици и те се солватират и започ-ват да дифундират раз-твора (дифузия).Заедно с процеса на разтваряне протича и процеса на кристализация,т.е. разтва-рянето е равновесен про-цес и той е съставен от 2 процеса разтваряне и кристализация.В началото по бързо протича процеса на разтваряне (G<</SPAN>0). Разтвора, който може още да разтваря се нарича | ненаситен.При определени условия скоростите на 2 процеса се изравняват и настъпва равновесие (G=0) Р-р , който при дадени условия (to и p) може да разтваря допъл-нително количество от разтварящото се в/во се нар. наситен разтвор. Въз-можно е да се образуват и т. нар. преситени р-ри, при които концентрацията на разтвореното в/во е макси-мална. За преситените р-ри е характерно, че са нестабилни системи и могат да кристализират чрез механич. въздействие или наличие на кристални зародиши.Разтварянето на дадено в/во винаги протича с отделяне или поглъщане на топлина. Общия топлинен ефект може да бъде + или -. Това зависи от 1.енергетичния баланс, отчитащ енергията необходима за разграж-дането на кристалната решетка и 2.енергията която се отделя при образуването на солва-тите. Ако втория ефект е по-голям процеса протича с отделяна на топлина и имаме екзотермичен про-цес. Ако обаче първия ефект е по-голям ендо-термичен процес. Коли-чеството топлина, която се отделя или поглъща при разтварянето на 1 mol от дадено в/во се нар. инте-грална топлина на разтва-ряне.Когато разтварянето протича без поглъщане или отделяне на топлина и без промяна на обема имаме идеален разтвор. Близки до идеалните р-ри са силно разредените р-ри и при тях може да се пренебрегне взаимодейс-твието м/у ч-ците. | 2.Влияние на to,p и др. Разтворимостта (S(x)) на в/вата характеризира свой-ството им да се разтварят в даден разтворител. Тя се измерва с концентрацията на наситения р-р на това в/во при определена to и атмосфер. p. Най-често тя се дава с грамове разтво-рено в-во в 100 ml. разтво-рител.Всяко в/во има определена S(x) в даден разтворител. (йодът напр. се разтваря добре в алкохол и бензин, но по-малко във вода). От теоритич. гледна точка абсолютно неразтворими в/ва няма. S(x) зависи от природата на разтвореното в/во, от to и р. 1.Разтворимост на газове в течности- При разтваряне на газове в течности топлинния ефект е обикновено + или нулев, т. е. имаме екзотермичен процес (Н0, Q>0). За това съгласно принципа на Льо Шатилие-Браун с на to се S(x) на газа. При на р S(x) на газовете в течности се . Тази зависимост се дава със закона на Хенри: С(газ)=к.Р, където С е концентрацията на газа в разтвора, Р-налягането на газа над разтвора (парци-алното р), к-константа на пропорционалност,зависе-ща от to.Закона на Хенри е в сила само за газове, кои-то не встъпват в химич. взаимодействие с разтво-рителя и за сравнително разредени р-ри.Ако р-ра има допир с газова смес, то тогава концентрацията на всеки газ в р-ра е пропорционална на пар-циалното налягане на съответния компонент в сместта. В този случай закона на Хенри е същия, но константата (к) е различна, защото тя е константа за конкретната двойка газ-течност. Напр.: константата на О2 е по-голяма от тази на N2. За това във всички водни басейни количеството на разтворения О2 е по-голямо от това на N2 въпреки, че във въздуха |
| О2: N2=1:4. О2 се разтваря по-добре във вода от N2. Отделянето на разтворе-ния газ от р-ра се нар. деаерация.Този процес е на лице при нагряване на газови разтвори. Той-протича напълно при нагряване до кипене и във вакуум. При 100оС газо-вете не се разтварят. 2.Разтворимост на теч-ности в течности При тях топлинния ефект на разтваряне е и процесът е ендотермичен.За това с на to S(x) .В/у S(x) на течност в течност налягането не влияе, защото протича без промяна на обема.( V=0). При внасяне на трето вещество в разтвора на 2 несмесващи се течности се наблюдава че то се разпределя м/у тях според S(x) си в тези несмесващи се течности.Тогава коефициента на разпределение е К=С1/С2 (С1 и С2 са концентрациите на в-вото в 1 и в др. течност)Когато този коефициент е мн. голям то следва, че третото в-во изцяло е извлечено в единия разтворител.Това е т. нар. процес на екстракция, използващ се за извличане на в/ва. 3.Разтворимост на тв. в/ва в течности Разтварянето на 1 в/во в даден разтворител не може да бъде теоретично предсказано. Най-общо за S(x) на в/вата е валидно опитно изведеното правило, че подобни се разтварят в подобни, т. е. в/ва с йонен или молекулен полярен строеж се разтварят в полярни разтворители и вода, а в/ва с неполярен или слабо полярен строеж се разтварят в неполярни разтворители (тулуол, бензол). За случаите на разтваряне на тв. в/ва в течни разтворители е в сила че при ендотермичен процес с на to S(x) и обратно ако имаме екзотермичен процес при на to S(x) . При повечето | в/ва ( КNO3,CuSO4 и др.) с на to разтворимостта . При някои обаче (NaCl) разтварянето е с почти нулев топлинен ефект и промяната в to не води до промяна в S(x).При наличие на примеси или др. в/ва разтворимостта на дадено в/во . Концентрации-Количествените отноше-ния между компонентите на 1 р-р се дават с концнрацията. 1. Масова част (y(x))-показва каква част от общата маса на системата представлява масата на даденото в/во. y=mр-но в/во/mр-ра , В % масовата част е: y%=mр-но в/во/mр-ра.100, % 2.Обемна част, обем. % v=Vна р-но в/во/Vна р-ра.100 (обемни%) 3.Молна част,молни % Показва каква част от общия брой молове се падат на моловете от даденото в/во. w=nразтв. в/во/nр-ра, в mol. w%=nразтв. в/во/nр-ра.100, в % 4. Масова концентрация q=mразтв. в/во/Vр-ра ,измерва се в g/l;g/ml;кg/m3 5. Моларна к-ция C=nразтв. в-во/Vр-ра , измерва се в mol/l; mol/m3 6.Нормална (еквивален-тна) к-ция Ceq=neq/V 7. Молална к-ция b=nmol разтв. в/во/mo на р-ля, измерва се в mol/kg; mol/g | 3.Процентна к-ция Тя изразява количествовто на разтвореното в-во (масови,обемни,молни ча-сти) съдържащо се в 100 части р-р.Раствори чиято кон-ция е изразена в % се нар. процентни р-ри. 1.Масови (тегловни) %-показват масовите части на разтвор. в/во ( kg или g) съдържащо се в 100 масови части р-р y%=mx/mр-ра.100 ; % mx= mр-ра/100. y%(x) р. като по-лесно се измерва обема на даден р-р, отколкото неговата маса то: mр-ра=Vр-ра.q ,къдетo q-плътност и следователно: y%= mx/ Vр-ра.q.100 2.Обемни %-показват обемните части на раз-твор. в/во в 100 части обем на р-ра: v=V(x)/V р-ра.100 ;% Приготвянето на р-ри с масова или % кон-ция се предшества от изчисления с цел намиране на необходимото количество разтворител и разтвор. в/во които трябва да се смесят.В предвид винаги се взима и факта, че % кон-ция на р-рите се дава по отношение на абсолютно чистото, безводно в/во.В практиката се приготвят 2,3 изходни р-ра на 1 и също в/во с различни кон-ции-60%,40%. Когато е необходимо да се приготви р-р с междинна кон-ция то тогава тези изходни (работни) р-ри се смесват в определени съотношения или ако са по-концентрирани се разреждат с разтворител. Количеството на разтвореното в-во в смесения р-р е сума от масата на разтвореното в/во в двата р-ра.Следователно ако имаме 2 р-ра: y%1=mx1/mр-ра(1).100 mx1= y%1. mр-ра(1)/100 y%2=mx2/mр-ра(2).100 mx2= y%2. mр-ра(2)/100 m=m1+m2 y%1. mр-ра(1)/100+ y%2. mр-ра(2)/100=(m1+m2)/100. y% | y%(1).m1+ y%(2).m2= (m1+m2). y% Разреждането на даден р-р с чист разтворител е частен случай на смесване и в този случай разтворителя се разглежда като р-р с % кон-ция равна на 0.Следователно: y%(р-ра).mр-р= =( mр-р+ mр-ля). y%(x) Много често при задачи за смесване и разреждане се използва и т. нар. кръстно правило.При него в хоризонтален ред се записват процентите на смесваните р-ри, под тях в средата желаната кон-ция и числата се изваждат на кръст. Получените числа (абсолютната им стойност) показват в какво отношение трябва да се вземат изходните р-ри за да се получи желаната кон-ция 8 0 55% 55 25 |
| 4. Моларни р-ри-Мола-рни р-ри са тези р-ри чийто състав е изразен с моларната кон-ция на разтвор. в/во. Моларната кон-ция показва количес-твото на разтвореното в-во в молове съдържащо се в единица обем на р-ра. Cx=nx/V, измерва се в mol/m3 или най-често в mol/l. Молар. р-ри се обозначават по 2 начина: 1. чрез моларната кон-ция на разтвор. в/во (mol/l) C(HNO3)=2 mol/l; 2. Чрез М поставена пред формулата на разтвор. в/во: 2МНNO3 Броя молове на дадено в/во е :nx=mx/Mx, където mx-масата на в-вото, Мx- молекулната му маса Тогава молар. кон-ция ще е: Cx=nx/V, но nx=mx/Mx Cx=mx/V. Мx mx= Cx.V. Мx Уравнението за смесване на 2 моларни р-ра се извежда като се има предвид че количеството на разтвор. в/во в mol е сума от количествата на разтвор. в/ва съдържащи се в смесваните р-ри: Cx=nx/V за I р-р n1=V1.C1 за II р-р n2= V2.C2 V1.C1+ V2.C2=( V1+ V2).Cx Koгато имаме разреждане с чист разредител (молн. кон-ция му е 0) тогава уравнението за разреждане е: V1.C1= (V1+ Vр-ля).Cx Нормални р-ри- това са р-ри, чиято кон-ция се дава чрез нормалната (еквивалентната) кон-ция. Нормалната кон-ция е броя молове еквиваленти разтворено в/во, съдържа-що се в 1 литър р-р. Ceq(x)=neq(x)/V, mol/l neq(x)=mx/Meq (x) Ceq(x)= mx/V. Meq (x) Meq (x)-еквивалентна маса на дадено в/во.М(X) е сумата от атомните маси на всички в/ва.Напр: М(H2SO4)=2.AH+AS+4.AO Еквивалентната маса на киселини се намира като се раздели молекулната маса на киселината на нейната основност (броя водородни атоми) Мeq(H2SO4)=M(H2SO4)/2 Еквивалентната маса на | основи се намира като се раздели молекулната маса на основата на нейната киселинност (броя хидрок-силни групи които съдъ-ржа) Мeq(NaOH)=M(NaOH)/1 За соли еквивалентната маса се определя като се раздели молекулната маса на солта на произведе-нието от броя метални атоми и тяхната вален-тност: Мeq(Al2(SO4 )3)= M(Al2(SO4 )3)/2.3 При окислители и редуктори Мeq се намира чрез разделяне на молеку-лната маса на окислителя (редуктора) на броя на приетите (отдадени) електрони при окисли-телно-редукционния про-цес.Уравнениeтo за смесване на нормални р-ри e: V1Ceq(1)+ V2 Ceq(2) =(V1+ V2).Ceq За разреждане: V1Ceq(1)+ =(V1+ Vр-ля).Ceq Нормалните р-ри се означават или чрез поставяне на N пред формулата на разтворен. в/во или като се даде нормалната кон-ция на р-ра: 2N H2SO4 или Ceq(H2SO4)=2 mol/l. При приготвянето на моларни и нормални р-ри е необходимо да се изчисли количеството в/во необходимо за приготвя-нето на определен обем р-р с желаната кон-ция.След като измерим необходимото количество в/во, го прехвърляме в мерителна колба и доливаме с разтворител.Напр: Да се приготви 500 см3 1,5 М NaOH CNaOH=mNaOH/V. МNaOH mNaOH= CNaOH. V. МNaOH= =1,5.0,5.40 0,5l=500 m3 | 5.Колоидни р-ри Те са дисперсни с-ми с големина на ч-ците на разтвор. в/во 10-7 до 10-5 см.Когато ч-ците на разтвор. в/во са равноме-рно разпределени в целия обем на дисперсн. с-ма колоидн. с-ма е зол.Ако дисперсн. фаза е неравномерно разпреде-лена и оформя маса с определени очертания имаме. гел(галерт). Според вида на дисперс. среда колоидн. р-ри са: хидро-золи(дисперсн. среда е во-да); органозоли (дисперсн. среда е орг. в-во). Золът може да преминава в гел ( процес на коагулация) и обратно- от гел в зол (пептизация).Тези колоиди са обратими.Има и коло-иди които не могат да пре-минават от зол в гел и обратно и те са необра-тими. Съществуват 2 ме-тода за получаване на ко-лоиди: дисперсионни и ко-ндензационни. Дисперс. методи се осъществяват в колоидни мелници и дезинтегратори. При тях в/вата се раздробяват до размери на колоидите. Кондензац. методи се състоят в уедряване (агрегиране) на ч-ците до тези на колоидите. В основата на конденз. методи стоят хим. р-ции при които се получават малко разтворими в/ва. Напр: хидролиза на FeCl3 FeCl3+3H2O=Fe(OH)3+3HCl Fe(OH)3 е малко разтворим Зол на АgJ (сребърен йодит) се получава от разред. р-ри на АgNO3 (сребърен нитрат) и KJ(калиев йодит) АgNO3+ KJ=АgJ + KNO3 Правило на Ваймар-Колоид. р-ри се получават чрез утаечни р-ции, когато изходн. р-ри са или много разредени или много кон-центрир.При средни кон-ции се получават утайки.В зависимост от отнасянето на дисп. фаза към дисперс. среда колоидите биват: лиофилни и лиофобни. Лиофилните характери-зират се със значително взимодействие м/у дисп. | фаза и дисп. среда. Разтва-рянето на високомолекул. с-ния започа с набъбване на в-вото, в следствие на действието на разтворите-ля. Минава се през междин. състояние гел, в което в/вото е запазило външ. си вид но е набъбнало.Следва значи-телно солватиране на колоидн. ч-ци в следствие на което се получ. колои-дния р-р.Лиофил. колоид е желатина.Лиофил. колои-ди са обратими, т.к. след изпаряване на разтво-рителя се получ. сух оста-тък, който с нов разтво-рител преминава отново в колоид. р-р.Те имат голе-ми вискозитет, електро-проводност и осмотич. налягане.Стабилни са. т.к. солватната обвивка пречи на агрегирането и утая-ването на ч-ците. Лиофо-бните колоиди се характе-ризир. със слабо взаимо-действие м/у дисперсн. фаза и дисперсн. среда. Такива колоид. р-ри образуват благород. мета-ли, металните сулфиди и малкоразтворим. соли (хлориди, карбона-ти). Те са необратими. Нестабил-ни са, с нисък вискозитет и малко осмотич. Р. Ста-билността им се дължи на еднаквия електрич. заряд на колоидн. ч-ци. Причи-ните за възникване на заряд са:1. адсорбция на йони в/у повърхността на колоидн. ч-ца(най-важна) 2. собствена електролитна дисоциация на колоидн. ч-ца; 3.контактна еликтри-зация (преход на електро-ни м/у фазите при допира им); Правило на Панет-от всички възможни йони в даден р-р в/у колоидн. ч-ца се адсорбират само тези, които са противопол. по заряд йони на колоидн. ч-ца и дават най-малко разтворимото съединение. Колоидната ч-ца има в средата ядро. На повърхността на ядрото има адсорбирани потен-циалоопределящи йони,а най-отвън са привлече-ните противойони.Ядрото заедно с потенциалоопред. |
| йони образуват т. нар. гранула, а цялата система мицел.Свойства-1.Цвят-Повече-то колоиди са оцветени. Цветът се дължи на селективна адсорбция на светлината и страничното й разсейване от колоидн. ч-ца.С увеличаване на размера им цвета се изменя-жълт, червен до син. 2.Моле-кулно-кинетич. св-ва- -ч-ците на колоид. р-р са в непрекъснато хаотично движение нар Брауново движение, което е следствие от ударите, кои-то ч-ците изпитват от мо-лекулите на разтворителя. Поради малките си размери колоид. р-ри не седиментират. (седимента-ция -свободно утаяване на ч-ци под действие на гравитацията) 3.Електро-кинетич. св-ва.-Поставени в електрично поле ко-лоидн. ч-ци според своите заряди се насочват към електродите(електрофореза е процеса)При +заряд се насочват към катода-процеса е катодофореза,а при заряд - към анода-анодофореза. 4.Стабилност- основен стабилизиращ фактор се явява заряда на ч-ците. При премахване на заряда се наблюдава коагулация. Тя може да се предизвика ч/з внасяне на електролити към колоида.Правило на Шулце-Харди-ако вален-тността на йона преди-звикващ коагулацията се изменя в съотнош. 1:2:3, то коагулиращата способност нараства в съотнош. 1:50:1000.Неустойч. хидро-фобни колоиди могат да се стабилизират ако се приба-ви хидрофилен колоид. Това св-во се използва в медицин. за приготвяне на терапевтични метални хид-розоли. Колоидни системи са най-важните градивни елем. на орг-зма-белтъци, ензими. Всички процес, които са болестни са следствие от коагулация. Колидно диспергир. в/ва изграждат и почвата. Промишлеността. | 6.Разред. молек. р-ри Р-рите в които разтвор. в/ва са разтворени до молекули се нар. молеку-лни р-ри. Те не провеждат ел. ток и се нар още р-ри на неелектролити. При разредените р-ри се прие-ма че молекулите на раз-твор. в/во са много отда-лечени 1 от др. и те не взаимод. по м/у си,за това те. имат св-ва близки до тези на идеал. р-ри и те се дават от т. нар. теория на разред. р-ри.За всички разред. р-ри е характер., че те не зависят от природата на разтвор. в/ва, а само от кон-циите им. 1.Парно налягане(Р) над всяка течност при всяка to има определено количество пари. Р, което тези пари упражняват се нар. парно Р.То е мярка за динамич. равновесие което същес-твува м/у молекулите напускащи повърхността на течността и тези които обратно се връщат в нея.С на to Р също .Ако в 1 течност разтворим дадено в/во Р.Това е така, защото броя на молек. на разтв-ля намиращи се на повърхността на р-ра е по-малък в сравнение с бр. им при чист разтв-ел. Закон на Раул- Парното Р на всеки компонент от даден р-р е пропорционал. на неговата молна част. PA=XA.PoA PB=XB.PoB ,kъдето PA,PB - парно Р на даден компонент на р-ра, PoA и PoB са парни Р на чистите компон., XA и XB са молни части на компон. на р-ра.Понижаването на налягането на р-ра е толкова по-голямо колко-то по-голяма е неговата кон-ция. Ако 1 от ком-понент. на р-ра е твърдо в/во то тогава закона на Раул добива друг вид: XA+XB=1 1- XA= XB XA= PA/ PoA 1- PA/ PoA=XB P PoA P= XB . PoA Понижаването на парн. Р на р-ра е пропорционал. на | молната част на разтвор. в-во: nB X nA+nB т. к. при много разреден. р-ри mol на разтвор. в/во са мн. по-малко от mol на разтворителя: nB<<nA XB= nB/ nA P= XB . PoA= PoA. nB/ nA но nA=mA/MA nB=mB/MB, заместваме горе: mA/MA
mB/MB mB. MA
mA.MB 2.Дифузия-това е процес на изравняване без външна намеса на кон-цията на разтвор. в-во във всички точки на р-ра.Тя се обу-славя от топлинното безпо-рядъчно движение на ч-ците на в/вата.Движеща си-ла на дифуз. е концен-трацион. разлика в систе-мата.Дифузията спира ко-гато кон-циите се изравнят. Скоростта на дифузия се с на to.Скоростта е обратно пропорцион. на размера на ч-ците. Процесът на еднопосочно преминаване на молекул. на разтв-ля през полу-пропускл. мембрана се нар. осмоза.. Хидростатич. Р на стълба р-р, което спира осмозата се нар.осмотично Р.То е движеща сила на осмозата.При изследване на осмотич. Р Пфефер установява следните зави-симости: 1. При опред. to осмотич. Р е пропор-ционал. на кон-цията на разтвор. в/во: p=к.СX,, където k е коеф. на пропорцион. 2.Осмотич. Р е пропорционал. на абсолютната to .p=к.Т Ван Хоф обединява тези 2 уравнения в 1: p=С.R.Т, където R-универсал. газова константа.Това уравнение е идентично с уравнението за идеалните газове на Менделеев-Клапейрон: pV=nRT n p V p=c.R.T | От това следва, че осмотич. Р на р-ра е равно на Р, което би упражнило разтвор. в/во в/у стените на съда, ако се намира в газообразно състояние и при същата to заема обем равен на обема на р-ра. Молните маси могат да се определят от: mX p V. MX Р-ри с еднакво осмтич. Р са изотонични. Понижа-ването на парното Р на р-р спрямо парното Р на чистия р-л има 2 важни следствия: 1.Всеки р-р кристализира при по-ниска to и кипи при по-висока to в сравнение с чистия разтворител.Закон на Раул-Понижаването на to на кристализ. на 1 р-р е правопропорц. на мола-лната кон-ция на р-ра: Ткрист.=Екрист..b(x), където Екрист е криоскопска константа, която дава понижаването на to на кристализ. на едно молален р-р. Ткрист=Токрист-Ткрист. на р-ра При разтв-ел вода вместо кристализац. се използва замръзване.Бекман дава аналогичен закон Пови-шението на to на кипене на 1 р-р е правопропорц. на молалната кон-ция на р-ра. Ткипене.=Екипене..b(x), Екипене -ебулиоскопска кон-станта,даваща повишение на to на кипене на едномолален р-р. Ткип=Ткип. р-р-Ткип. на чист р-л Възможно е да се намират молните маси на непознати в-ва: Ткрист.=Екрист..b(x),но b(x)=m(x)/mo.Mx Ткрист=Eкрист.. m(x)/mo.Mx |
| 7.Р-ри на електролити Опита показва, че р-рите на к-ните,о-вите и солите не се подчин. на законите за разредени р-ри. За да се избегнат разликите м/у теорията и опитните данни Ван-Хоф въвежда изото-ничен коефиц. (i) в зако-ните за разред. р-ри. Този коеф. показва колко пъти опитно намерените стой-ности на Р, p, Ткрист., Ткип за к-ните,о-вите и солите се различават от тези за разред. р-ри. pтеор.=c.R.T, pопит.=i.c.R.T,i= pопит/ pтеор. Фарадей разделя в/вата на електролити и неелектр. Електролити са в/вата, които в разтворено или стопено състояние прове-ждат ел. ток. Останалите непровеждащи ел. ток са неелектр. Според Фарадей електропроводността на р-рите на електрол. се дължи на факта, че при примина-ването на ел. ток през такива р-ри в/вата се раз-делят на ел. заредени ч-ци-йони.Всички св-ва на еле-ктролит. и отклоненията им от разред. р-ри са обяснени по-късно от създадената от шведския химик Сванте Арениус Теория на електролит. ди-социация. Според нея разпадането на молекул. до йони става спонтанно (веднага с разтварянето на електролита), а не под действие на ел. ток Това спонтан. разпадане на еле-ктролитите във воден р-р Арениус нар. елекролит. дисоциация. Всеки елек-тролит в р-р дава 2 вида йони -катиони(+) и анони(-). Йоните могат да са:прости-Na+,Cl-, сложни-SO42-,PO43- или комп-лексни -[Cu(NH3)4 ]2+ При ел. дисоциация сумата от зарядите на + йони е = на сумата на йони,за това р-рите на електролит. са електронеутрални .При пропускане на ел. ток през р-ра йоните се придвижват към съответния им електрод. + йони (кати-йоните) -към катода(- еле-ктрод),а йони (анионите) | към анода(+ еле-ктрод). Въведена е количествена мярка, която характеризира силата на електролита нар. степен на електролит. дисоц.(a) a=бр.на дисоц.мол /бр.на разтв. мол. Според степента на елек-тролит. дисоц. електролит. се делят на: слаби(a<0,3) и силни(a>0,6). К-ните са в/ва, които във воден р-р като единствени + йони дават Н+ (водородни кати-они).HClH++Cl- Основи-в/ва, които при електр. дисоц. като йони дават само ОН-(хидро-ксилни аниони) NaOHNa+ +OH- Соли-в/ва които дават ме-тални катиони и киселин. анони. NaClNa++Cl- Рениус доказва,че молек. на водата имат важна роля при дисоц.Те привличат йоните от крист. решетка на в/вата, разграждат я и солватират отделените йони. Разтв-ля оказва вли-яние на взаимод. м/у гра-дивн. ч-ци на електролита в съответствие с диалектрич-ната си константа (e) Колкото e на даден разтв-л е по-голяма толкова електрич. дисоц. е по-силна. e на водата е мн. голяма и за това ел. дисоц. във вода протича мн. силно. Ел. дисоц. е равно-весен процес и наред с нейното протичане става и обратния процес- молари-зация (свързв. на йони до молек.). Eл. дисоц. се характериз. с равновесна конст. нар. дисоционна конст. : CH3COOHH++CH3COO- CH+.CCH3CO- K C CH3COOH Кокото Kд е по-голяма тол-кова в по-голяма степен ел-ектрол. се разпада до йони. Многовалентните к-ни и о-ви се дисоциират на степе-ни: H3PO4H++H2PO4- H2PO4- H++HPO4- HPO4-H++ PO4- Всеки 1 от тези процеси има дисоц конст.(К1,К2,К3) Най-голяма по стойност е първата (К1).Конст. на ел. дисоц. се влияе от to.Тя е | Ел.дисоц. е ендотерм. п-с (-Q) и на to води до на ел. дисоц. Закон на Освалд за разрежданетоРазглеждаме дисоц. на електролита AB с кон-ция C: АВА++В- CА+.CВ- K CАВ CАВ=C-Cдис.=C-aC=C(1-a) C. a.C.a a2.C K C(1-a) 1-a При слабите електр. a<<1 и за това КД= a2.C, тогава a | 8.Дисоциация на водата H2O е мн. слаб електролит, но дори и най-чистата H2O провежда ел. ток. Това се дължи на наличието на йони в следствие на нейната дисоциация. H2OН++ОН- В действи-телност процеса протича по следния начин: 2H2OН3О++ОН- При дисоц. се получават характерните за к-ните Н+ и за основите ОН- и за това H2O е амфотерен електролит-проявява се и като к-на и като о-ва. Дисоционната конст. на ел. дисоц. на H2O е: К H2O =CH+.COH-/CH2O T. к. водата се дисоциира в мн. малка степен, то кон-цията на недисоц. водни молек.( CH2O) е практи-чески постоянна величина и следователно: К H2O.CH2O=Кw= CH+.COH Това е т. нар. йонно произведение на H2O.То зависи от to. С на to Кw .Йонното произведение на H2O е валидно за чистата H2O и за всички водни р-ри на к-ни, о-ви и соли.При водните р-ри йонното произвед. е постоянна величина.Ако подкислим H2O,се кон-цията на Н+, но в същото време кон-цията на ОН-, т.к. Кw e постоянна величина.Същото се наб-людава и при прибавяне на основа- с на ОН- се кон-цията на Н+.В чиста H2O CH+=COH-=10-7 mol/l. В основна среда CH+OH-или CH+<</SPAN>10-7. В кисела среда CH+>COH или CH+>10-7.Прието е киселинността и основно-стта на средата да се характеризира с кон-цията на Н+.Ако тя е известна и имаме Кw, то тогава можем да намерим кон-цията на ОН-. COH-= Кw/ CH+. За удобство е прието като характе-ристика на киселинността и основността да се използва не кон-цията на Н+, а отрицателния десети-чен логаритъм на тяхната кон-ция.Тази величина се нар. водороден показател |
| и се бележи с рН. рН=-lg CH+ За неутрал. среда рН=-lg CH+=-lg10-7=7 За кисела:рН<7, а за осно-вна ср. рН>7. Следователно рН е в граници: 0<рН>7.Тези закономерности са в сила само за р-ри на слаби и средносил. електр. За р-ри на сил. електр. и концентр. р-ри трябва кон-цията на Н+ да се замени с активността на Н+Следователно pH=-lgaH+ pH не се изчислява, а се определя опитно най-лесно с т. нар. индикаторни в/ва (лакмус).pH до 8-червен цвят(кисела среда), рН над 8- син (основна среда).рН може да се измери и с рН-метър. Буферни р-ри-това са системи за поддържане и контрол на определено рН.Буфера е с-ма от 2 електролита слаба к-на и нейна сол или слаба основа и нейна сол.Такива са напр. амонячния буфер (NH4OH+NH4Cl); ацетатния буфер (CH3COOH+CH3COONa) Действието на буфера не се влияе от разреждане, т. к. в еднаква степен се променят кон-циите на 2 му компонента.Ако към ацетатен буфер се прибави известно количество основа рН на системата не се променя, т.к. внесените ОН- се свързват с Н+ в оцетната к-на до слабия електролит Н2О и се извличат от с-мата.Ако се внесе к-на в буфера, то внесените Н+ се свързват с ацетатните аниони на слабия лектролит оцетна к-на.Буферите обаче имат определен капацитет и те поддържат внасянето на малки количества к-ни и о-ви. | 9.Произвидение на разтв. -То характеризира хетеро-генното равновесие което се установява в р-ри на малкоразтвор. в/ва и сил. електролити.КАК++А-, КА е тв. фаза, а К+ и А- са йони от р-ра. Напр. BaSO4Ba2++SO42- При хетероген. равновесия кон-цията на тв. фаза не се включва в израза за равновес. константа и => К=CK.CA=ПРКА К=CBa2+.CSO4=ПРBaSO4 Насит. р-р на малкоразтв. електрол. е произведение от кон-циите на йоните в р-ра и се нар. произведение на разтвори-мост ПР(Ls).При електролити при дисоциац. се получ. по-голям бр. йони и за това кон-циите се повдигат на степен равна на бр. на съответ. йони. Ca3(PO4)23Ca2++2PO43- ПРCa3(PO4)2=C3Ca2+.C2PO43- При добре разтворим. в/ва, разтворимостта се дава с грамове разрвор. в/во в 100 g разтв-тел.При малко разтво-римите в/ва разтворимостта се характеризира с ПР.Утайка се образува тогава когато произвед. от кон-циите на съответ. йони достигне и надмине ПР на съответ. в/во даващо утайка. AgNO3+NaClAgCl+NaNO3 Ako кон-цията на Ag.+ е известна,лесно може да се определи каква трябва да е кон-цията на Cl- за да започне утаяване: ПРAgCl=CAg+.CCl-, тогава CCl-= ПРAgCl/ CAg+ Разтворимостта на утайката се чрез прибавяне на изли-шък от утаителя.Когато в р-ра има смес от йони, първо се утаява този йон, който с йоните на утаителя дава съединение имащо най-малко ПР.Напр:ако към р-р имащ Cl-и J- йони прибавим Ag+, първо се утаяват J-,защото ПР на AgJ е по-малко от това на AgCl.Възможно е при определени условия 1 утайка да премине в друга.Напр. ако към утайка от AgCl се прибави р-р съдържащ J- то утайката от AgCl се превръща в утайка от AgJ,защото той има по-малко ПР. | Разтварянето на 1 утайка означава изместване на хетероген. равновесие в посока на йоните на р-ра: КАК++А- Това изместване може да се реализира по различни начини. Напр: Ако към утайка от CH3COOAg (сребърен цитрат) се при-бави к-на (HCl,HNO3, H2SO4) то утайката се раз-тваря,т. к. H+ от силната к-на се свързват с аце-татн. аниони (CH3COO-) и по този начин изместват равновесието: Аg++CH3COO-CH3COOAg Различен е случая когато към утайка от АgCl се прибави сил. к-на.В този случай утайката не се разтваря,защото H+ от сил. к-на не образуват с йоните на утайката слаб електролит.AgClAg++Cl- К-ни се разтварят само в малкоразтв. соли на слаби к-ни.Др. начин за измс-тване на равновесието е чрез образуване на комп-лекс.Напр:при прибавяне на амоняк към нератвори-ма утайка от АgCl: Аg++2NH3[Ag(NH3)2] Когато хетероген. равновесие не може да се измести по горните 2 начина се използва окисляване с царска H2O на серни йони до елементарна сяра.Ако в р-ра присъстват странични в/ва йонната сила на р-ра и коеф. на активност става по-малък от 1.В този случай е необходимо по-голямо количество от утаителя за да започне образуване на съответната утайка.Обратно-ако към утаителя се прибави чужд електролит то утаителя частично започва да се разтваря. | 10.Йонни процеси Хим. р-ции в р-р се дължат на йонните взаимод. при които става обмен на йони м/у реагиращите в/ва. За това е прието р-циите в р-р да се изразяват ч/з йонните уравнения. Напр: Молеку-лното ур-ние на взаимод. му BaCl2 и Na2SO4 е: BaCl2+Na2SO4=BaSO4+2NaCl Във воден р-р обаче BaCl2 и Na2SO4 са дисоциирани изцяло на йони, т.к. те са силни електрол. Пълното йонното у-ние е: Ba2++2Cl-+2Na++SO42-= BaSO4+2Na++2Cl- От това ур-ние се вижда,че не всички йони си взаимодействат и за това съкратеното йонно ур-ние е: Ba2++ SO42-= BaSO4 1.Взаимод. м/у соли и сил. електролити.-не се наблю-дава никакво явление,липсва термичен ефект,не се отделя газ или утайка.Причината е в това , че всички солите и сил. електрол. и продуктите са изцяло дисоциир. и м/у тях няма взаимод., а се установява равновесие: N 2.Взаимод. м/у сил. к-ни и сил.о-ви.-Сил. к-ни и сил. о-ви във воден р-р са изцяло дисоциир., в следствие на взаимод. м/у йоните им се образ. сол (сил. електролит) и H2O (слаб електрол.) N = Тази р-ция м/у к-ни и о-ви се нар. неутрализация. 3. Взаи-модействия при които се получ. малкоразтв. в/во-утайка- равновесието изцяло се измества в посока на образ. на утайка. Напр: взаимод. м/у сил. електролит AgNO3 и солта NaCl: Ag++NO3-+Na++Cl-=AgCl+Na++NO3-, йон. ур-ние е: Аg++ Cl-=AgCl 4. Взаимод. при което се получ. газообразни в/ва- равновесието се измества изцяло на дясно, т.к. газа излита от системата. Напр: Na++Cl-+H++NO3-=HCl+Na++NO3-, йонното уравнение е H++Cl-=HCl 5 Взаимод. при които се |
| получ. слабо дисоц. се с-ния.- получава се слаб електр. или комплексен йон равновесието се измества изцяло в посока на образуването им.Напр: 2Na++2CN-+2H++SO42-=2HCN+2Na++ SO42-, йон. ур-ние е: H++ CN-= HCN. Когато като изходен и краен продукт в р-цията участват слаби електрол. или малко разтвор. в/ва равновес. се измества в посока на съединението имащо по-малко произве-дение на разтворимост. При неутрализацията протича взаимод. м/у к-ни и о-ви и се получ. сол и вода.Обратния на неутрализ. процес е хидро-лизата,т.е. това е обменна р-ция м/у йоните на сол и вода.1.Хидролиза на сол получена от сил. о-ва и слаба к-на. Напр:КCN-калиев цианид (получ. се от сил. о-ва КОН и слабата циановодородна к-на HCN.Във воден р-р на тази сол има следн. равновесия:KCNK++CN- H2OH++OH- При хидролиз. се образува слабия електрол. HCN: CN-+HOHHCN+OH- Имаме излишък от OH- и за това р-цията е алкална. Т.к. в нея участват анионите тя се нар. анионна хидролиза. Хи-дролиз. е толкова по-силна колкото по-слаб е получения електролит. 2.Хидролиза на соли получ. от слаба о-ва и сил. к-на-в този случай средата е кисела,т.к. се натрупват Н+.Напр:хидро-лиза на амониев хлорид-NH4Cl NH4++HOH NH4OH+H+ Тази хидролиза се нар. катионна, защото при нея си взаимод. катиони 3.Хидролиза на соли получени от слаби к-ни и слаби о-ви.-в нея участват и катион. и анионите.Р-цията на средата се определя от относителната сила на получените слаби електрол Напр: NH4CN+HOHNH4OH+HCN Тук средата е алкал.,защото циановодорода е по-слаб еле-ктролит от амониевия хидро-оксид и 2 съединения свър-зват катионите на водата. | 4.Хидролиза на соли от сил. к-на и сил. о-ва.-практически не протича, неутрална р-ция (рН=7) КClK++Cl- HOHH++OH- Количествено хидролизата се характериз. с степента на хидролиза (aхидр.) и константата на хидрол. (Кхидр.): aхидр.=Cхидр./Cобщ Cхидр-хидролизир. молек. на солта; Cобщ-общия бр. разтворени молек. на солта. Хидролизата се характер. с равновес. константа: CN-+HOHHCN+OH- КД=СHCN.СOH- /СH2O.CCN- Недисоциир. молек. вода са постоянна величина и за това КД.СH2O също е постоянна и се нар. конст. на хидролиза. Кхидр.= СHCN.СOH-/CCN- Умножаваме числителя и знаменателя с СН+ и получаваме: КД=СHCN.СOH-.СН+/CCN.СН+ но СOH-.СН+=Кw-йонно произведение на водата Кхидр.=Кw/КД(HCN)=Kw/КД К Получаване на бистри р-ри от соли склонни към хидролиза става чрез подтискане на хидролиз. чрез подкисляв. или алкализиране на р-ра в зависимост от вида на солта, т.е. изместване на равновесието на ляво. Напр: HOH FeCl3 Fe(OH)3+H+ | 11.Координац. с-ния Координац. с-ния са тези при които около 1 централен атом или йон (М) са свързани неут-рални молек. и йони нар. лиганди (L). Централ. атом или йон заедно с лигандите съществуват като самостоятелна структурна единица както в кристал така и в р-р. Координацията е спосо-бността на даден атом или йон да привлича и свързва около себе си др. атоми,молек или йони. Всяко коорд. с-ние се състои от централ. атом или йон нар. компле-ксообразувател и коор-динирани молек. и йони образуващи координац. сфера. М заедно с L свързани за него образ. вътрешната координац. сфера. При писане на формулата тя се обгра-жда със средни скоби. Във външн. сфера са разполож. противойони-те, които компенсират заряда на комплекс. йон.[MLn]Xm, където M-комплексообразувател, L-лиганди,X-противойони. При някои комплекси липсва външ. координац. сфера, т.к. L напълно компенсират заряда на M., комплекса е неелектролит. Напр: [Pt(NH3)2Cl2]. M- могат да бъдат всички елементи, но най-силни са катион. на преход-ните d-елементи- Cu,Fe, Co,Ni,Zn,Mn,Pt. Атоми-те ч/з които L се свързват с М се нар. донорни. Типични донорни атоми са О,N,S,P . Донор. атоми имат свободни електронни двойки.Броя на донор. атоми свързани с М определят координацион. число на М. Броя координац. места, които заема даден L се нар. координац. капацитет (дентатност). L заемащи 1 координ. място са монодентантни (едновалент. киселинни остатъци -Cl-, CN вода,амоняк и др.) , | 2 места- бидентантни (аминок-ни),полидента-нтни (ЕДТА-етилен диамин оцетна к-на ,чиято динатриева сол нар. комплексон 3 заема 6 места). Ел. заряда на комплекс. йон е сума от зарядите на изграждащи-те го ч-ци. В р-ри координац. с-ния са сил. електролити и се дисо-циират на комплекс. йон и на йоните от външ. сфера. К2[PtCl6] [PtCl6]2- +2K+. Комплекс. йон при ел. дисоциация е слаб електр. [PtCl6]2-Pt4++6Cl-Константата на дисоциац. на комплекс. йони се нар. стабилитетна конст и тя е мярка за стабилността на комплекса.Колкото тя е по-голяма толкова ком-плекса е по-стабилен. М +nLMLn Kст.=[MLn]/[M].[L]n Св-вата на комплексите зависят от пространств. разполож. на L и от вида на връзките м/у М и L.Геометрич. фигура коя-то образуват М и свър-заните с него L се нар. полиедър и неговия вид зависи от координац. число. При координац. число=2 (ML2) L са разполож. линейно около М. Напр: [Ag(NH3)2]+ H3N-Ag-NH3. При координац. число=3 (МL3)- L са разположени по върховете на триъг. пирамида, а М е на върха й.Ако височината на пирамидата е = О, то структур. е плосък триъ-гълник и М е в центъра му.При коорд. число=4 (МL4)-реализира се или тетраедрична стр-ра, в която М е в центъра на тетраедъра а L са по върховете. или плоска квадратна. плоска ква-дратна стр-ра. Коорд-инац. число 6 е характерно за почти всички d-елементи. Стр-рата е октаедрична, М е в центъра а L по върховете. Хим. връзка при различните комплекси | |
| е различна.При типичните координац. с-ния хим. вр. се обяснява с донорно-акцепто-рната теория.Според тази теория хим. вр. при комплексите е донорно-акцепторна Тази вр. е разно-видност на ковалентната вр (образуват се общи електрон. двойки м/у свързващ. се атоми)Донор.-акцепт. вр. се осъществява чрез предаване, приемане на готови ел. двойки.Тези свободни ел. двойки са при лигандите и при комплексообразуването те ги отдават на М.Лигандите са донори, а М имат свободни електронни орбита-ли и са акцептори. Координац. с-ния са следните класове: Моноядрени комплекси с монодентантни лиганди, моноядрени комплекси с полидентантни лиганди, Полиядрени компл. и p-комплекси.Тези класове се разделят на няколко типа-1.Ацидо-комплекси(L им са киселин. остатъци, Напр: K2[PtBr4];) 2.Aмониакати ( L е амонячната молекула, Напр:[Ag(NH3)2]Cl. 3.Аминати (L са амино съединения) 4.Хелатни комплекси (L са свързани с М едновременно с 2 или повече донорни атома, при което се образув. цикли. Биват 2 вида-с ковал. вр.или и с ковал и със солеви). p-комплекси-L са органич. с-ния със двойна или тройна вр. | 12.Периодичен закон. Според Периодич. закон свойствата на простите в/ва на елементите, както и съставът и св/вата на техните съединения се намират в периодична зависимост от стойността на атомните тегла(маси) на елементите.Според този закон Менделеев подрежда известните до тогава 63 елемента в периодична таблица.При определяне на техните места в таблицата освен атомните маси Менделеев взима в предвид и принципа на периодич-ност в техните свойства.В таблицата Менделеев оставя и празни места и предсказва че съществу-ват и неоткрити елементи. В периодич. с-ма в хоризонтал. отношение елемент. са подредени в 7 периода, а във верти-кално-в 8 групи . Перио-дът е съвкупност от елементи чиито свойства се изменят закономерно с увеличаване на ядрения заряд.(съответно броя на електроните.При всеки период се започва изгра-ждането на нов ел. слой. Всеки период започва с алкален метал и завършва с инертен газ.I период има 2 елемента,II и III пер. 8 елем.,IV и V период са по 18 елемента ,VI пер.-32,VII пер. е незавършен и би трябвало да съдържа също 32 елем.Първите 3 периода се нар. малки, а другите-големи.Малките и големите периоди се различават по изграждането си. За IV и V период разликата е в това, че след алкалоземния елемент започват 10 елемента при които се изгражда d-електрон. слой и те се нар. d-елементи (преходни еле-менти).Всяка група се разделя на 2 подгрупи-главна и вторична. Вторич. групи са изградени само от преходните елементи на 4,5 и 6 период.8-вторична група се състои от 3 | триади преходни елементи.С изясняване строежа на атома се изясняват и принципите на изграждане на период. система. Атомния на елемента е = на бр. на положителните заряди и на бр. на електроните на атома. Всеки период започва с елемент при който става запълване на ns-подслоя и завършва с елем. при който изцяло е запълнен np-подслоя. Всички елементи от дадене група имат еднаква електрон. конфигурация на най-външ. си ел. слой. При главните под-групи валентните електрони на елемент. са от s- и p-тип и те са в най-външн. им слой, а при вторич. подгрупи валент. d-електрони са в предпослед. слой. Гру-пата в периодич. система се състои от елементи с еднаква конфигурация на външния си електр. слой но с различен брой ел. слоеве. Периодите са образувани от елемен. които имат еднакъв брой слоеве, но са с различен бр. електрони в най-външните слоеве. Според типа на електроните в най-външн. валентен еле-ктронен слой хим. елементи са: s-елементи-имат в най-външн. си ел. слой електронна конфи-гурация-nsx,където n-е номера на периода.При хим. р-ции тези елементи отдават електрони и образуват стабилни катиони. Те са силни редуктори и директно реагират с повечето неметали, образувайки йонни съединения.Всеки период има по два s-елемента (от групата на Li и Be). р-елементи-хим. елем. от III до VIII гр. на период. система с ел. конфигур.-ns2px (x=1 до 6). Те проявават максимална окислител. степен, която е = на общия бр. на валентните електрони (сумата на s- и | р-електроните).Р-елеме-нт. от II-период се различават по св-ва от др. р- елементи,защото имат малък радиус и някои от тях (по-тежките елементи) имат d-електрони. d-елементи-при тях валентните електрони са в най-външн. s-ниво и d-подниво.Те образуват вторичн. групи на периодич. система.Те са метали,редуктори.Мн. от тях са химически инертни при обикновен. to, но с на to активността им .Те са активни комплексообра-зуватели.f-елементи-електрон. конфигурация-(n-2)fx(n-1)dyns2.Te обра-зуват 2 семейства лантаноиди (n=6) и актиноиди(n=7). Свойс-твата на лантаноидите са подобни на тези на хим. елем. от IIIB-група, характерна степен на окисление +III. | |
Тагове от реферата: преде, ХИМИЯ, друго, между, система, вномерно



0% 20%




=
д=
д=
= КД/ 










