II. Практическая часть

Лабораторно-практическое занятие № 7

Тема 1.4 Растворы.

Тема занятия «Растворы. Массовая доля растворенного вещества»

Цели занятия:

· совершенствовать знания

- видов дисперсных систем: грубодисперсные (суспензии и эмульсии), коллоидные и истинные растворы;

- способов выражения состава растворов;

· приобрести навыки:

- определения массовой доли растворенного вещества в растворе;

- использования расчетных формул;

- приготовления раствора с указанной массовой долей растворенного вещества.

I Теоретическая часть:

Основные понятия. Классификация дисперсных систем.

Очень часто одно или несколько веществ более или менее равномерно распределены между частицами другого вещест­ва. Примером такой системы является зубная паста, в кото­рой частицы твердого вещества распределены в жидкости. Такая система является гетерогенной.

Системы, в которых частицы одного вещества распре­делены между частицами другого, называются дисперс­ными.

Дисперсность (лат. - рассеянный, рассыпчатый) - степень раздробленности вещества на частццы (чем мельче частицы, тем больше дисперсность).

Дисперсная система - вещество в виде малых частиц (дисперсная фаза) вместе со средой (дисперсионная среда), в которой они распределены, например аэрозоли (туман, дым), суспензии, эмульсии.

Суспензия (лат. - подвешивание) - взвесь - дисперсная система, состоящая из двух фаз - жидкой и твердой, где мелкие твердые частицы взвешены в жидкости (например, мутная глинистая вода).

Эмульсия (лат. - доить - одной из первых изученных эмульсий было молоко) - жидкость, в которой находятся во взвешенном состоянии микроскопические капельки другой жидкости.

Классификация дисперсных систем по размеру частиц, составляющих дисперсную фазу:

· грубодисперсные — размер частиц более 100 нм;

• тонко дисперсные (коллоидные системы) — размер частиц от 1 до 100 нм

Коллоиды занимают промежуточное положение между грубодисперсными системами и истинными растворами.

Большое значение имеют коллоидные системы для биологии и медицины. В состав любого живого организма вхо­дят твердые, жидкие и газообразные вещества, находящиеся в сложнейших взаимоотношениях друг с другом и окружаю­щей средой. Цитоплазма клеток обладает свойствами, характерными как для жидких, так и студнеобразных веществ. С химической точки зрения организм в целом — это сложная совокупность многих коллоидных систем.

Источник света Истинный раствор Коллоидный раствор

Рис. 1Рассеяние света коллоидными частицами (эффект Тиндаля).

Важнейшими типами коллоидных систем являются золи и гели.

Золи- это коллоидные системы, в которых дисперсионной средой является жидкость, а дисперсной фазой – твердое вещество.

При длительном хранении гидрофильные золи могут превращается в гели – особое студнеобразное коллоидное состояние.

Гели широко распространены в нашей повседневной жизни.

Рис. 2. Классификация гелей

Для некоторых гелей характерно явление синерезиса (расслоения) — самопроизвольного выделения жидкости. При этом пространственная сетка геля уплотняется, ее объем уменьшается, образуется так называемый твердый коллоид Схематично эти процессы представлены на рисунке 3.

Рис. 3. Обратимые процессы превращения золя в гель и твердый коллоид

Раствор — это гомогенная система, состоящая из двух или более компонентов и продуктов их взаимодействия.

Растворы всегда однородны и по агрегатному состоянию могут представлять собой газ, жидкость или твердое вещест­во. Любые газы смешиваются друг с другом в любых соотно­шениях. Такие растворы чаще называют газовыми смесями. В жидкостях могут растворяться газы, другие жидкости и твердые вещества (агрегатное состояние таких растворов жидкое). Аналогично существуют растворы газов, жидкос­тей и твердых веществ в твердых веществах. Например, при кристаллизации расплава серебра и золота можно получить твердые растворы различного состава.

В истинных растворах вещество дисперсной фазы раз­дроблено до мельчайших частиц — молекул или ионов. Та­кие частицы непросто увидеть даже «вооруженным» глазом, поскольку их размеры не превышают 5 нм (5 • 10^{-9 м).}

Чаще всего растворы состоят из двух компонентов — рас­творителя и растворенного вещества. Понятия «раствори­тель» и «растворенное вещество» достаточно условны. Рас­творителем считают то вещество, агрегатное состояние ко­торого не изменяется при образовании раствора. Например, в системах аммиак—вода, нитрат серебра—вода растворите­лем является вода, несмотря на то, что в 65% -м растворе ни­трата серебра массовая доля соли больше, чем воды. Если же раствор образовался при смешении газа с газом, жидкости с жидкостью, твердого вещества с твердым веществом, то рас­творителем считают тот компонент, которого в растворе боль­ше. Если одним из компонентов раствора является вода, ее ча­ще всего и считают растворителем. Например, 60%-ю азот­ную кислоту привычнее считать водным раствором HNО₃, а не раствором воды в азотной кислоте.

Способы выражения состава растворов. Состав раствора выражают с помощью так называемых дольных величин или с помощью концентрации.

Массовая доля (ω) определяется отношением массы растворенного вещества к массе раствора: и может быть выражена в процентах или в долях от единицы.