Предельная растворимость многих веществ в воде (или в других растворителях) представляет собой постоянную величину, соответствующую концентрации насыщенного раствора при данной температуре. Она является качественной характеристикой растворимости и приводится в справочниках в граммах на 100 г растворителя (при определённых условиях).
Растворимость зависит от природы растворяемого вещества и растворителя, температуры и давления.
Природа растворяемого вещества. Кристаллические вещества подразделяются на:
P - хорошо растворимые (более 1,0 г на 100 г воды);
M - малорастворимые (0,1 г - 1,0 г на 100 г воды); Н - нерастворимые (менее 0,1 г на 100 г воды). (Смотри таблицу растворимости)
Природа растворителя. При образовании раствора связи между частицами каждого из компонентов заменяются связями между частицами разных компонентов. Чтобы новые связи могли образоваться, компоненты раствора должны иметь однотипные связи, т.е. быть одной природы. Поэтому ионные вещества растворяются в полярных растворителях и плохо в неполярных, а молекулярные вещества - наоборот.
Влияние температуры. Если растворение вещества является экзотермическим процессом, то с повышением температуры его растворимость уменьшается (Например,Ca(OH)2 в воде) и наоборот. Для большинства солей характерно увеличение растворимости при нагревании. Практически все газы растворяются с выделением тепла. Растворимость газов в жидкостях с повышением температуры уменьшается, а с понижением увеличивается.
Растворами называют однородные смеси переменного состава, содержащие два или более вещества. Из составных частей раствора одно вещество считается растворителем, остальные- растворёнными веществами. Для каждой пары растворённое вещество-растворитель существует граница смешивания, которая характеризует растворимость вещества. Растворы могут быть насыщенными и ненасыщенными. Насыщенным называется такой раствор, в котором растворяемое вещество не переходит в раствор. Если содержание вещества в растворе меньше растворимости этого вещества, то такой раствор является ненасыщенным. Количественный состав раствора может быть количественно задан несколькими способами.Мы рассмотрим два способа выражения концентраций: процентная (массовая доля растворённого вещества) и молярная концентрации.
Процентная концентрация, массовая доля растворённого вещества
Массовая доля растворённого вещества-это отношение массы растворённого вещества к массе раствора.
Для расчёта процентной концентрации используется формула:
Раствор состоит, как было сказано выше, из растворённого вещества и растворителя. Массу раствора можно определить по формуле:
Эти формулы используются для решения различных задач на рвсчёт концентрации.
Молярная масса
Молярная концентрация - это величина численно равная отношению количества растворённого вещества к объёму раствора. Единица измерения моль/л.
Задача:98 г серной кислоты H2SO4 разбавили до объёма 2 литра. Определите молярную концентрацию кислоты в растворе. 1.Необходимо найти количество вещества, соответствующее 98 г серной кислоты. Молярная маса серной кислоты равна М(H2SO4)=1*2+32+16*4=98 г/моль, ν=m/M=98г/98г/моль=1 моль.
2.По выше приведённой формуле определяем молярную концентрацию с=1моль/2л=0,5 моль/л.
Ответ: 0,5 моль/л.
При решении задач часто используется формула, которую вы изучали по физике, формула плотности. Я её здесь приведу.
17 Количественная характеристика состава растворов.
Любой раствор состоит из растворителя (это среда, в которой распределяется растворяемое вещество) и растворенного вещества (или нескольких растворенных веществ). Вещество, присутствующее в растворе в большем количестве, обычно считают растворителем, а другие вещества - растворенными в нем.
Но это не всегда так. Если одно из веществ раствора является жидкостью, а другие - твердыми или газообразными веществами, то растворителем принято называть жидкость даже тогда, когда остальные вещества присутствуют в растворе в большем количестве - например, 70%-ный раствор твердой ортофосфорной кислоты (растворенное вещество) в воде (растворитель). Это связано с более строгим определением качественного состава растворов, согласно которому растворитель - это вещество, агрегатное состояние которого не меняется при образовании раствора.
В тех случаях, когда оба смешиваемых вещества представляют собой жидкости, оба приведенных выше определения растворителя и растворенного вещества становятся условными: например, 98%-ный раствор серной кислоты в воде исследователь (в зависимости от целей своей работы) может рассматривать также и как 2%-ный раствор воды в серной кислоте. То же относятся к смесям вода - этанол, вода - ацетон, вода - уксусная кислота и т.д.
Примем для растворителя индекс 1, для растворенного вещества - индекс 2. Тогда раствор представляет собой гомогенную систему, включающую растворенное вещество B2 и растворитель В1. Если массы растворенного вещества m2 и растворителя m1 сопоставимы (m2 ≅ m1), то раствор считают концентрированным, если масса растворенного вещества m2 существенно меньше массы растворителя m1 (m2 << m1), то раствор считают разбавленным.
Соотношение количеств растворенного вещества и растворителя определяют концентрацию раствора - количественную характеристику его состава.
* Условные обозначения: mB - масса растворенного вещества; ms - масса растворителя, mр - масса раствора; nB - количество растворенного вещества (моль); neq - эквивалентное количество растворенного вещества (моль эквивалентов); ns - количество растворителя (моль); V - объем раствора; VB - объем растворенного вещества (газообразного); z- эквивалентное число
Под концентрацией раствора химики подразумевают, прежде всего, молярность раствора (т.е. количество растворенного вещества nB в моль, отнесенное к общему объему раствора в л). Единица измерения молярной концентрации сB - моль/л.
Если в растворе серной кислоты H2SO4 молярная концентрация равна 1 моль/л, то это обозначается как 1М раствор H2SO4 (одномолярный раствор серной кислоты).
Молярность раствора рассчитывается по данным о его приготовлении или по результатам химического анализа, позволяющим судить о содержании растворенного вещества в некотором объеме раствора.
Для расчёта процентной концентрации используется формула:
Раствор состоит, как было сказано выше, из растворённого вещества и растворителя. Массу раствора можно определить по формуле:
Эти формулы используются для решения различных задач на рвсчёт концентрации.
Задача:98 г серной кислоты H2SO4 разбавили до объёма 2 литра. Определите молярную концентрацию кислоты в растворе. 1.Необходимо найти количество вещества, соответствующее 98 г серной кислоты. Молярная маса серной кислоты равна М(H2SO4)=1*2+32+16*4=98 г/моль, ν=m/M=98г/98г/моль=1 моль.
2.По выше приведённой формуле определяем молярную концентрацию с=1моль/2л=0,5 моль/л.
Ответ: 0,5 моль/л.
