Смеси веществ. Растворы - Общая химия

Смеси веществ бывают однородные (растворы) и неоднородные (суспензия, эмульсия, пена, аэрозоль).

Раствор – однородная смесь веществ	по агрегатному состоянию	твердые (тв. + тв.)
		жидкие (ж. + ж., г. + тв., ж. + тв.) (вода + уксус, облака, вода + сахар)
		газообразные (г. + г.) (воздух)
	по степени достижения	насыщенный
	предела растворимости	ненасыщенный
	по отношению к электрическому току	электролиты
		неэлектролиты
	компоненты	растворитель
		растворенное вещество
	по консистенции	концентрированный (60 г сахара в 100 г Н2O)
		разбавленный (60 г сахара в 100 кг Н2O)

Смеси, в которых частицы твердого вещества распределены в жидкости, называются суспензиями (глина с водой, мел с водой).

Системы, в которых частицы одной жидкости распределены в другой жидкости, называются эмульсиями (молоко, хорошо взболтанные масло с водой).

Неоднородную смесь жидкости и газа называют пеной (мыльная пена, пенопласт).

Свойство вещества образовывать с другим веществом раствор называют растворимостью.

Факторы, по которым определяют растворимость

Факторы	Примеры
• природа компонентов раствора: — полярные и ионные соединения хорошо растворяются в полярных растворителях; — неполярные — в неполярных	В воде (полярное соединение) растворяется поваренная соль NaCl (ионное соединение), плохо растворяются соединения с неполярной или слабополярной связью (Н2, жир, бензин)
• температура: — растворимость твердых веществ в воде, как правило, с повышением t° увеличивается; — растворимость жидкостей в жидкостях с повышением t° увеличивается. Иногда они расслаиваются; — растворимость газов в жидкостях с повышением t° уменьшается	В NaCl при повышении t° растворимость увеличивается незначительно, а в Са(ОН)2— даже снижается. В теплой воде растворимость сахара увеличивается. В теплой воде растворимость воздуха уменьшается
• давление: — давление влияет только на растворимость газов. Растворимость газа при постоянной t° прямо пропорциональна его парциальному давлению (закон Генри)	СО2, который был растворен в напитке под давлением, при увеличении t° начинает из него быстро выделяться, если бутылку с напитком открыть

Растворимость (S) — максимальная масса вещества, которая растворяется при определенной температуре в 100 г растворителя с образованием насыщенного раствора:

Массовая доля вещества в смеси:

Массовую долю выражают в долях единицы или в процентах (0,5 или 50%).

Объемная доля газа в смеси:

V(смеси) = V₁ + V₂ + ... только при постоянных t° и р.

Методы разделения смесей
однородных	неоднородных
• испарение (разница tкип. компонентов смеси значительная) • перегонка (разница tкип. компонентов смеси незначительная)	• фильтрование (один или несколько компонентов смеси нерастворимы в воде) • отстаивание (компоненты смеси нерастворимы один в другом и имеют разную плотность) • центрифугирование (компоненты смеси имеют разную плотность)

Кристаллогидраты — кристаллические вещества, содержащие молекулы воды.

CuSO₄ ∙ 5Н₂O — сульфат меди (II), пентагидрат; медный купорос;

CaSO₄ ∙ 2Н₂O — гипс.

Электролитическая диссоциация — распад вещества на ионы во время его растворения или плавления.

Основные положения теории электролитической диссоциации С. Аррениуса (1883)

α — степень электролитической диссоциации

N — количество молекул, которые распались на ионы;

N₀ — общее количество молекул в растворе.

Диссоциация электролитов

Диссоциация сильных электролитов — кислот
— растворимых оснований (щелочей)
— солей
Диссоциация слабых электролитов осуществляется ступенчато

Н₂O — слабый электролит.

Связь, образующаяся между атомом водорода одной молекулы и атомом сильно электроотрицательного элемента (О, S, N, F и т. д.) другой молекулы, называется водородной. Ее обозначают точками, она слабее чем ионная или ковалентная связь, но сильнее обычного межмолекулярного взаимодействия.

Окраска индикаторов

Индикатор		Среда
	кислая	щелочная	нейтральная
универсальный	розовый	синий	желтый
лакмус	розовый	синий	фиолетовый
фенолфталеин	бесцветный	малиновый	бесцветный
метилоранж	розовый	малиновый	оранжевый

Ионно-молекулярное уравнение — это уравнение, которое содержит формулы веществ и формулы ионов.

Реакции обмена между электролитами в растворе — это реакции между ионами в растворах электролитов.

Условия, при которых реакции обмена между электролитами в растворе происходят до конца

Условие	Молекулярное и ионно-молекулярное уравнения
1. Образование осадка
2. Образование газа
3. Образование слабого электролита или Н2O

Аррениус Сванте Август (1859-1927) — шведский физико-химик. Автор теории электролитической диссоциации. Профессор университета в Стокгольме и директор Нобелевского института. Ему принадлежит ряд исследований в астрономии, космической физики и в области применения физико-химических законов при изучении биологических процессов.

ПРОВЕРЬТЕ СЕБЯ

1. Составьте молекулярные уравнения, соответствующие ионно-молекулярным уравнениям.

2. Какая из реакций добычи сернистого газа является реакцией ионного обмена?

Напишите ее полное и сокращенное ионные уравнения.

3. Напишите молекулярное, сокращенное и полное ионное уравнения реакций, соответствующие данным схемам.

4. В 144 г воды растворили кислоту массой б г. Вычислите массовую долю кислоты в растворе.

5. Найдите массовую долю воды в медном купоросе.

6. Какую массу нитрата натрия необходимо растворить в 400 г воды для получения раствора с массовой долей вещества 20%?

7. К 200 г раствора, массовая доля вещества в котором 0,3, добавили 100 г воды. Вычислите массовую долю растворенного вещества в полученном растворе.

8. В 500 г раствора, насыщенного при 20 °С, содержится 120 г нитрата калия. Определите растворимость этой соли.

9. Подберите по две пары электролитов, которые реагируют 8 растворе с образованием

а) гидроксида алюминия; б) кремниевой кислоты.

10. Определите массы хлорида бария с массовой долей 10% и 50%, необходимые для приготовления 800 г раствора с массовой долей 20%.

11. Дополните высказывание.

Раствор, в котором данное вещество при определенной температуре больше не растворяется, называют...

12. Как превратить насыщенный раствор в ненасыщенный? Ответ обоснуйте, исходя из определения растворимости вещества.

13. В воде массой 400 г растворили сероводород объемом 12 мл (н. у.). Определите массовую долю сероводорода в растворе.

14. В воде массой 40 г растворили железный купорос FeSO₄ ∙ 7Н₂O массой 3,5 г. Определите массовую долю сульфата железа(II) в полученном растворе.

15. Какую массу ортофосфата калия и воды нужно взять для приготовления 250 г раствора с массовой долей К₃РO₄ 8%?

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ

1. Укажите соединения, с которыми взаимодействует в водном растворе сульфат железа(II).

А соляная кислота

Б гидроксид калия

В сульфид натрия

Г нитрат бария

Д угольная кислота

2. Какие ионы не могут одновременно находиться в водном растворе?

3. Растворение - это процесс

А биологический

Б физический

В химический

Г физико-химический

4. Растворами являются

А почва

Б воздух

В лимфа

Г пластмассы

5. Нерастворимыми веществами являются

А стекло

Б масло

В сахар

Г золото

6. Укажите реакцию обмена с образованием осадка.

7. Установите соответствие между исходными веществами и продуктом реакции.

Исходные вещества

Продукт реакции

А слабый электролит

Б нерастворимое соединение

В газ

Г малорастворимое соединение

Д синий осадок

8. Установите соответствие между молекулярным и ионно-молекулярным уравнениями.

Молекулярное уравнени.

Ионно-молекулярное уравнение

9. Подберите пару различных электролитов, которые реагируют в растворе с образованием гидроксида алюминия.

А Аl₂O₃ и NaOH

Б АlСl₃ и КОН

В Al₂(SO₄)₃ и NaNO₃

Г Al(N0₃)₃ и K₂SO₄

10. Какие ионы не могут одновременно находиться в водном растворе?

A Na⁺ и К⁺

Б Na⁺ и Cl^-

В Аl³⁺ и ОН-

Г Na⁺ и S^2-

11. В каком случае при взаимодействии веществ образуются нерастворимое основание и растворимая соль? Запишите уравнение реакции.

12. Какие соединения в водном растворе не реагируют?

A Ba(NO₃)₂ и H₂S

Б КОН и HNO₃

В К₂СO₃ и Ва(ОН)₂

Г Na₂S и H₂SO₄

13. С помощью индикатора можно обнаружить в водном растворе щелочи ионы ОН^-. Установите соответствие между индикатором и его цветом в щелочной среде.

Индикатор

1 фенолфталеин

2 метилоранж

3 лакмус

4 универсальный

Цвет в щелочной среде

А сине-зеленый

Б малиновый

В желтый

Г синий

Д фиолетовый

14. Какие электролиты диссоциируют в водных растворах или расплавах на катионы металлических элементов или анионы кислотных остатков?

А кислоты

Б соли

В основания

Г оксиды