Chemia XI

2010-01-22

Chemia XI

Stan skupienia - ciecz

Roztwory rzeczywiste

powstają:
• w wyniku rozproszenia substancji dążącej do

osiągnięcia stanu o maksymalnym uporządkowaniu,
-

rozproszenie substancji następuje przy całkowitym

braku współdziałania pomiędzy cząsteczkami
rozpuszczalnika a substancji rozproszonej.

• w wyniku reakcji chemicznej danej substancji z

rozpuszczalnikiem, zwanej

solwatacją

następuje

rozerwaniu wiązań istniejących pomiędzy
cząsteczkami lub atomami substancji rozpuszczonej
i izolowaniu ich od siebie przez cząsteczki
rozpuszczalnika.

2010-01-22

Reakcja solwatacji

w przypadku wody jako rozpuszczalnika
nosi

nazwę reakcji

hydratacji

i polega na

tym,

że cząsteczki wody będące dipolami

otaczają

cząsteczkę

rozpuszczonego

związku.

Roztwory

W roztworach substancja

znajdująca się w przewadze

nazywana jest

rozpuszczalnikiem

substancja występująca w

mniejszej ilości

substancją

rozpuszczaną

2010-01-22

Stężenia roztworu

• Ilościowo skład roztworu określa się za

pomocą stężenia. Do najczęściej

stosowanych zalicza się:

• procent wagowy

podaje się liczbę gramów

substancji zawartej w 100 g roztworu.

Np.

w 100 g roztworu NaCl znajduje się 10g

NaCl i 90 g H

Dla roztworów cieczy w cieczy często stosuje

się procent objętościowy, który określa liczbę
cm

substancji zawartej w 100 cm

roztworu.

stężenie molowe (molowość)

określa liczbę moli danej substancji znajdującej się
w 1 dm

roztworu.

C = n/V

[mol/dm

]

n = m

gdzie: m

– masa subst, M – masa molowa

mol- ilość materii zawierająca taka sama liczbę cząstek jaka

liczbę atomów zawiera 0,012 kg izotopu węgla 12 C

Na przykład roztwór o stężeniu 1 mola NaOH zawiera

40 g NaOH 1 dm

roztworu.

2010-01-22

stężenie normalne (normalność)

• określa liczbę gramorównoważników

substancji zawartej w 1 dm

roztworu.

Np.

roztwór 1 normalny H

zawiera

98,08 : 2 = 49,04 g H

w 1 dm

roztworu.

Stężenia normalne najczęściej stosowane są w

alkali- i acydymetrii. Roztwory o jednakowej

normalności zobojętniają się w jednakowej

objętości

np. 100 cm

1 n H

zoboj

ętnia 100 cm

1 n

KOH.

stężenie molarne (molarność)

ułamek molowy

• określa liczbę moli substancji rozpuszczonej w 1000g

rozpuszczalnika (

NIE roztworu

• oznacza względną zawartość substancji A w

roztworze zawierającym m

moli substancji A i m

substancji B. Ułamki molowe składnika A i B są

równe:

• x

= m

/(m

+ m

= m

/(m

+ m

)

• Suma ułamków molowych w roztworze zawsze

równa się jedności.

+ x

= 1

2010-01-22

Roztwory ciał stałych w cieczy

powstają w wyniku:
• rozproszenia substancji - dążąc do osiągnięcia stanu

o maksymalnym uporządkowaniu, dzięki czemu

rozproszenie substancji następuje przy braku

współdziałania cząsteczkami rozpuszczalnika a
substancji rozproszonej.

• reakcji chemicznej danej substancji z

rozpuszczalnikiem, zwanej

solwatacją, polegającej na

rozerwaniu wiązań istniejących pomiędzy

cząsteczkami substancji rozpuszczonej i izolowaniu

ich od siebie przez cząsteczki rozpuszczalnika.

mechanizm tworzenia roztworów podczas substancji o
budowie polarnej w rozpuszczalnikach polarnych.

W wyniku rozpuszczenia substancji ciał

stałych w rozpuszczalnikach obserwuje

się następujące zmiany

obniżenie temperatury krzepnięcia

podwyższenie temperatury wrzenia

obniżenie prężności par rozpuszczalnika nad

roztworem

Temperatura wrzenia roztworu jest wyższa niż

temperatura wrzenia czystego rozpuszczalnika. Jest

to spowodowane obniżeniem prężności par

rozpuszczalnika nad roztworem a to oznacza, że

moment w którym prężność pary nasyconej nad

cieczą zrówna się ciśnieniu zewnętrznemu wymaga

wyższej temperatury.

2010-01-22

Woda jako rozpuszczalnik

• Badając proces rozpuszczania różnych soli w

wodzie -

jedne rozpuszczają się bardzo łatwo i

szybko,

inne z trudnością lub wcale nie

ulegają rozpuszczeniu.

• w określonej ilości wody można w danej

temperaturze rozpuścić ograniczoną ilość soli.
(nie dowolną)

• W zależności od rodzaju soli, różna jest ilość

rozpuszczonej soli.

Rozpuszczalność

• Jest to wielkość, którą wyznacza się

doświadczalnie

• wyraża ona masę substancji rozpuszczonej w

gramach rozpu

szczoną w 100 gramach

rozpuszczalnika z utworzeniem roztworu
nasyconego. Inaczej jest to stężenie substancji
rozpuszczonej w jej roztworze nasyconym.

• Roztwór nasycony

to roztwór pozostający w

równowadze z substancją rozpuszczaną, która

więcej się już w nim nie rozpuszcza.

2010-01-22

Dla wody

• kryterium rozpuszczalności jest liczba gramów

substancji rozpuszczona w 100 g wody

• Substancje dobrze rozpuszczalne to substancje,

których można w 100 g wody rozpuścić więcej niż
1 g
Substancje słabo rozpuszczalne to substancje,
których można w 100 g wody rozpuścić od 0,1 do
1 g
Substancje nierozpuszczalne to substancje,
których można w 100 g wody rozpuścić mniej
niż 0,1 g

Miarą zdolności substancji do

rozpuszczania się w wodzie jest

• Przykłady
• sól kuchenna (NaCl) bardzo dobrze rozpuszcza

się w wodzie

• wodorotlenek cynku (Zn(OH)

) w wodzie

słabo

• rozpuszcza się
• kreda (CaCO

) i gips (CaSO

) praktycznie nie

rozpuszczają się w wodzie

• Najwięcej w określonej ilości wody rozpuści się

soli kuchennej (NaCl), a najmniej kredy i gipsu.

2010-01-22

Przykłady – ciecz w cioeczy

• wodę z octem możemy mieszać ze sobą bez

ograniczeń.

• rozpuszczania alkoholu w wodzie jest

nieograniczone.

• rozpuszczając sole w wodzie - w pewnym

momencie w czasie rozpuszczania na dnie naczynia
pojawia się osad, który nie chce dalej rozpuszczać
się mimo intensywnego mieszania.

SiO

MnO

CrO

octan

2010-01-22

Grupa substancji rozpuszczalnych

• wszystkie azotany są rozpuszczalne
• wszystkie octany są rozpuszczalne
• wszystkie chlorki, bromki i jodki są rozpuszczalne w

wyjątkiem srebrowych, rtęci(I) i ołowiu(II)

• wszystkie siarczany są rozpuszczalne z wyjątkiem

siarczanów baru, strontu i ołowiu;

CaSO

, Ag

są słabo rozpuszczalne

• wszystkie sole sodowe, potasowe i amonowe są

rozpuszczalne z wyjątkiem

NaSb(OH)

, K

PtCl

KClO

Grupa substancji praktycznie

nierozpuszczalnych

wszystkie wodorotlenki z wyjątkiem metali alkalicznych,

amonowego i barowego są nierozpuszczalne;

Ca(OH)

i Sr(OH)

są słabo rozpuszczalne

wszystkie obojętne węglany i fosforany są

nierozpuszczalne z wyjątkiem węglanów i
fosforanów amonowych oraz metali alkalicznych

wszystkie siarczki są nierozpuszczalne z wyjątkiem

siarczków amonowych, siarczków metali
alkalicznych i metali ziem alkalicznych

2010-01-22

ozpuszczalność substancji

zależy od;

• temperatury
• stopnia rozdrobnienia substancji
• szybkości mieszania

W każdym przypadku wzrost wymienionych

parametrów zwiększa rozpuszczalność
substancji.

Zależność rozpuszczalności

od temperatury

• Rozpuszczalność substancji może wzrastać

albo maleć ze wzrostem temperatury, a
wpływ na to ma energia oddziaływania
substancja rozpuszczona-rozpuszczalnik.

• Dla gazów wzrost temperatury zmniejsza

rozpuszczalność

2010-01-22

zgodnie

z regułą przekory

• proces egzotermiczny - dostarczenie ciepła poprzez

zwiększenie temperatury spowoduje przesunięcie

równowagi w kierunku mniejszej

rozpuszczalności.

• proces endotermiczny - rozpuszczalność będzie

rosła wraz z temperaturą.

• Sole wykazują przeważnie rozpuszczalność rosnącą

ze wzrostem temperatury;

• znaczna liczba soli (NaCl, K

CrO

) przejawia

niewielkie zmiany rozpuszczalności ze wzrostem
temperatury;

• niektóre mają rozpuszczalność malejącą (Na

FeSO

O).

• Rozpuszczalność siarczanu sodu osiąga

maksimum przy temperaturze około 32,4

• Powyżej tej temperatury rozpuszczalność

spada.

• Zjawisko to, związane jest ze zmianą

struktury substancji ulegającej
rozpuszczaniu. W temperaturach niższych
jak 32,4

C mamy do czynienia z siarczanem

uwodnionym Na

*10H

O .

2010-01-22

Krzywe rozpuszczalności niektórych soli