1

Pierwiastki  i  związki  chemiczne 
występują 

w 

trzech 

stanach 

skupienia:

   gazowym     -        ciekłym        -   
     stałym

STANY SKUPIENIA MATERII

STANY SKUPIENIA MATERII

 

 

2

G a z  d o s k o n a ł y  jest to wyidealizowany stan 

materii spełniający następujące warunki:

•cząsteczki gazu są jednorodnymi doskonale 

sprężystymi kulami,

•objętość własna cząsteczek jest tak mała w 

stosunku do objętości zajmowanej przez gaz, 
że można ją zaniedbać 

•cząsteczki są w stanie ciągłego ruchu,
•zderzenia między cząsteczkami są idealnie 

sprężyste,

•cząsteczki nie oddziaływają na siebie, są 

chemicznie obojętne,

•ruch cząsteczek jest chaotyczny, bez 

uprzywilejowanego kierunku.

Aby wytłumaczyć zachowanie się gazów wprowadzono pojęcie 

g a z u    d o s k o n a ł e g o

STAN GAZOWY

STAN GAZOWY

 

 

3

G  a  z    r  z  e  c  z  y  w  i  s  t  y

    nie  spełnia 

wszystkich  w/w  warunków.  Własności  gazu 
rzeczywistego  zbliżają  się  do  własności  gazu 
doskonałego gdy:

-    panuje ciśnienie niskie, oraz
-    temperatura jest wysoka.

PRAWA GAZOWE określają zależności 
pomiędzy parametrami ( P, T, V ).

S T A N   G A Z U

  określają wartości 

parametrów:
*

temperatury   ( T )

*  ciśnienia          ( P )    
*     objętości          ( V )

Zmiana jednego  z parametrów  -  zmiana 
stanu.

 

 

4

PRAWA GAZOWE

PRAWA GAZOWE

PRAWO GAY-

PRAWO GAY-

LUSSACA

LUSSACA

IZOBARA   

IZOBARA   

(2)

  

          

T

V

T

V

  

 

const;

T

V

2

2

1

1





P= const.

PRAWO 

PRAWO 

CHARLESA

CHARLESA

IZOCHORA     

IZOCHORA     

(3)

T

P

T

P

const;

T

P

2

2

1

1





V = 
const.

PRAWO  BOYLE'A - 

PRAWO  BOYLE'A - 

MARIOTTE'A 

MARIOTTE'A 

IZOTERMA       

IZOTERMA       

P   V = const;    

P

1

  V

1

 = P

2

  V

2   

    

(1)

T = const

 

 

5

RÓWNANIE STANU GAZU 

RÓWNANIE STANU GAZU 

DOSKONAŁEGO 

DOSKONAŁEGO 

P

P





V = R

V = R





T

T

              dla 1 mola 

gazu

P

P





V = n

V = n





R

R





T

T

           dla n moli 

gazu

R  -  stała  gazowa;  tj.praca  wykonana  przez  1  mol 
gazu  doskonałego  rozprężającego  się  pod  stałym 
ciśnieniem przy wzroście temperatury o 1 K.











K

  

mol

J

8,314

 

R



















K

mol

dm

atm

082

,

0

R

3











K

  

mol

cal

1,987

R

R

 

=

T

V

  

P

const.;

T

V

  

P



Z równania ( 1 ) i ( 3 ) 

M

m

n 

ponieważ

to

T

R

M

m

V

P







V

 

P

T

 

 

R

 

 

m

M









gdzie:                m  -  masa  [  g  ];                    M  -  masa  molowa 
[ g/mol ]                                                    

 

 

6

Gęstość gazów zależy od:
-     ciśnienia

-     temperatury.

GĘSTOŚĆ GAZÓW

GĘSTOŚĆ GAZÓW

Gęstość bezwzględna

V

m

d

V

M

d

dla 1 mola

gdzie:  M - masa 1 mola 
           V -  objętość 1 
mola

dla  gazu doskonałego w warunkach normalnych:













3

3

o

o

dm

g

=

mol

/

dm

mol

/

g

22,415

M

V

M

d

 

 

7

WŁASNOŚCI  GAZÓW 

RZECZYWISTYCH

•mają swoją objętość

•między cząsteczkami występują siły 
oddziaływania 

•zderzenia nie są idealnie sprężyste

a,b - stałe

van der 

Waalsa

P = 

a

V

2

;            V

 = b

Równanie  stanu  gazu  rzeczywistego  -  Van  der 
Waalsa:





RT

b

 

-

V 

v

a

 

 

(P

2





)





RT

V'

 

-

V 

P'

 

 

(P



 )

P  -  ciśnienie  wewnętrzne  powstałe  w  wyniku 
wzajemnego 

oddziaływania 

cząsteczek 

gazu 

rzeczywistego  na  wskutek  przyłożonego  z  zewnątrz 
ciśnienia 
V - tj. objętość własna cząsteczek.

Dla n moli gazu:





nRT

b

 

-

V 

v

a

 

 

(P

2





)

 

 

8

Ciecze różnią się od gazów wielokrotnie większą 

liczbą cząsteczek w jednostce objętości.

Np. 1 mol wody  w  T = 373 K  i  P = 101,3 kPa zajmuje objętość 

 V = 19 cm

3

   

       1 mol  pary  wodnej  T = 373 K  i  P  = 101,3 kPa zajmuje 

objętość  V =     30600 cm

3

   

STAN CIEKŁY

STAN CIEKŁY

CECHY

•mniejsze odległości między cząsteczkami cieczy niż 

gazu

•silniejsze oddziaływanie pomiędzy cząsteczkami 

cieczy niż gazu

•przyjmują kształt naczynia
•nie zmieniają swojej objętości - są nieściśliwe lub 

bardzo trudno ściśliwe

•struktura cieczy - quasi krystaliczna, istnieją 

obszary przypominające sieć krystaliczną

•brak równania stanu  c i e k ł e g o  analogicznego 

jak dla gazów   d o s k o n a ł y c h .

 

 

9

NAPIĘCIE POWIERZCHNIOWE

NAPIĘCIE POWIERZCHNIOWE

D e f i n i c j a: 
występowanie  sił  działających  w  kierunku 
stycznym 

do 

powierzchni 

(usiłujących 

zmniejszyć  powierzchnię)  nazywamy  siłami 
napięcia 

powierzchniowego 

- 

napięciem 

powierzchniowym, dlatego

C I E C Z   wykazuje dążność do zmniejszania  
liczby  cząsteczek  na  swej  powierzchni  - 
przyjmuje 

powierzchnię 

najmniejszą 

z 

możliwych,  a  więc  kuli  (bryła  o  najmniejszej 
powierzchni przy tej samej objętości).

uzupełn
ić

L E P K O Ś Ć

 -  własność cieczy dostrzegalna podczas 

jej ruchu.      
Ciecz  wprawiona  w  ruch,  po  krótkim  czasie  wraca  do 
spoczynku,  gdyż  występuje  tarcie  wewnętrzne  - 
lepkość.
Lepkość jest miarą tarcia wewnętrznego 

 

 

10

STAN STAŁY

STAN STAŁY

 Do stanu stałego zaliczamy taką postać materii, 
w której elementy struktury - atomy, cząsteczki, 
jony  są  ułożone  w  siatki  przestrzenne  i  tworzą 
postacie k r y s t a l i c z n e.

Jeżeli  atomy,  cząsteczki  lub  jony  nie  są  ułożone 
w regularne siatki krystaliczne to są to  c i a  ł a  
  b  e  z  p  o  s  t  a  c  i  o  w  e  np.  szkło,  kauczuk, 
włókna naturalne, włókna syntetyczne.

Stan stały może zatem występować w dwóch 
postaciach:

•w postaci 

krystalicznej

•jako substancja 

bezpostaciowa

.

 

 

11

1.ruch atomów, cząsteczek, jonów tworzących ciała 
stałe, 

     ograniczony jest do drgań 

(oscylacji ) wokół położeń równowagi,
2.elementy budowy ( w/w ) tworzą uporządkowane 
struktury,  kryształy,
3. kryształy są   anizotropowe tzn. mają:

- różne właściwości fizyczne i chemiczne w różnych 

kierunkach  przestrzennych  np.  przewodnictwo

elektryczne, cieplne, przenikalność dielektryczna, 
kruchliwość 

- własny kształt,
- własną objętość trudno ulegającą zmianie przy 

zwiększaniu ciśnienia,

- topią się w ostro zaznaczonej temperaturze.

CECHY 

KRYSZTAŁÓW

 

 

12

1. nieuporządkowana struktura, pośrednia 

pomiędzy  cieczą a ciałem 
krystalicznym

2. są  izotropowe tzn. mają:
  - nieostrą temperaturę topnienia, miękną 

w przedziale temperatury,

  - własności fizyczne jednakowe we 

wszystkich kierunkach,

3. powstają wskutek przechłodzenia 

cieczy

CECHY CIAŁ 

BEZPOSTACIOWYCH

 

 

13

UKŁADY WIELO-

UKŁADY WIELO-

SKŁADNIKOWE - 

SKŁADNIKOWE - 

Roztwory

Roztwory

Roztwór

Roztwór

  –  układ  wieloskładnikowy, 

jednofazowy  znajdujący  się  w  stanie 
równowagi.

Po zmieszaniu dwóch lub więcej substancji 
może zajść reakcja chemiczna lub powstać :

mieszanina niejednorodna

mieszanina jednorodna

 – ROZTWÓR

ROZTWÓR

-  przy  powstawaniu  roztworu  nie  obowiązują  prawa 

stałości  składu  i  stosunków  wielokrotnych  jak  przy 
tworzeniu związków chemicznych;

- skład roztworów w pewnym zakresie ciśnienia i temp. 

może  się  zmieniać  (skład  związków  chemicznych  jest 
stały);

- są jednorodne; 

- przy ich powstaniu nie występują efekty energetyczne 

w odróżnieniu od mieszanin niejednorodnych.

 

 

14

UKŁADY WIELO-

SKŁADNIKOWE - 

Roztwory

Roztwór

Roztwór

Rozpuszczal

Rozpuszczal

nik

nik

Substancja 

Substancja 

rozpuszczon

rozpuszczon

a

a

Proces rozpuszczania jest 

SAMORZUTNY

.

Biorąc pod uwagę wielkość substancji 
rozpuszczonej 
wyróżniamy:
1. ROZTWORY WŁAŚCIWE

ROZTWORY WŁAŚCIWE

   -   < 1 nm

2. ROZTWORY KOLOIDALNE  -   = 1 – 100 nm

 

 

15

Roztwory

STĘŻENIE ROZTWORU

- masa (objętość) substancji rozpuszczonej i 
roztworu mają te 

same jednostki

- mają różne jednostki.





i

i

i

i

n

n

x

Przykłady:

  % masowy;               Molowość: mol/dm

3

, kmol/m

3

         masa subst.rozp./obj.roztworu, np. g/dm

3

; kg/m

3

         Ułamek molowy (x):

Dla roztworów gazowych stężenie wyraża się 
często za pomocą ciśnienia cząstkowego 
składnika (p

i

)







i

i

i

i

p

P

P

x

p

Prawo Daltona

P - ciśnienie 
całkowite

 

 

16

Roztwory

ROZTWÓR 

DOSKONAŁY

:

• brak efektów energetycznych podczas 

rozpuszczania ΔH

r

 = 0,

• objętość roztworu jest sumą objętości 

składników: ΔV = 0
gdzie: V

r-ru

 = V

rozp.

 + V

s.r.

ROZTWÓR 

NASYCONY

 - roztwór o maksymalnym 

stężeniu substancji rozpuszczonej w danej 
temperaturze.

Rozpuszczalność

 - stężenie roztworu nasyconego 

(g/100 g rozpuszczalnika).
Zależy od rodzaju substancji rozpuszczonej oraz 
temperatury.

 

 

17

Roztwory gazów w 

cieczy

Ad.
1

Roztwory gazów dobrze rozpuszczalnych,

NH

4

OH

    

H

2

CO

3

H

2

SO

3

 np.H

2

O + NH

3

                  H

2

S         

                               

      CO

2                 

          

SO

2

Tworzą 

wiązania 

chemiczn

e

Ilość GAZU rozpuszczonego w CIECZY zależy 
od:

1. rodzaju gazu i cieczy
2. parametrów stanu układu: temperatury, ciśnienia.

Roztwory gazów słabo rozpuszczalnych, 
   np. H

2

, O

2

, N

2

 + H

2

O

np. 1 dm

3

 H

2

O rozpuszcza: 710 dm

3

 NH

3

, 

               a tylko 0,017 dm

3

 H

2

.

Wniosek

Wniosek: 
Rozpuszczalność 
różnych  gazów  w 
tym 

samym 

rozpusz-czalniku 
zależy  zatem  od 
różnego 
wzajemne-go 
oddziaływania 
cząsteczek  gazu  i 
cieczy.

 

 

18

Roztwory gazów w 

cieczy

Rozpuszczalność gazu w cieczy zależy od 

ciśnienia

 – 

PRAWO HENRY’EGO

    dla T=const.           

c = k·p

c = k·p

gdzie:   c – stężenie gazu w roztworze
             k – stała Henry’ego; charakteryzuje 
rozpuszczalność                          gazu pod ciśnieniem 
normalnym.
             p – ciśnienie gazu nad roztworem

Ad.
2

Rozpuszczalność gazu jest wprost proporcjonalna 

do ciśnienia gazu nad roztworem (w fazie gazowej)

Rozpuszczalność  gazów  w  cieczach  zależy  od 

temperatury

temperatury. Ponieważ rozpuszczanie gazu w cieczy 
jest  procesem 

EGZOTERMICZNYM

  ΔH

r

  <  0   

rozpuszczalność  gazu  w  cieczy  MALEJE  ZE 

MALEJE  ZE 

WZROSTEM TEMPERATURY

WZROSTEM TEMPERATURY

 

 

19

Roztwory cieczy w 

cieczy

Rozpuszczalność dwóch cieczy jest zawsze 

WZAJEMNA

, tzn. jeżeli ciecz A rozpuszcza 

ciecz B to również ciecz B rozpuszcza ciecz A.

2 grupy roztworów ciecz-ciecz:

1. Wzajemna rozpuszczalność dwóch cieczy 

jest 

NIEOGRANICZONA

 – np. H

2

O – 

etanol

2. Wzajemna rozpuszczalność jest 

OGRANICZONA

 – np. H

2

O – eter

 

 

20

Roztwory cieczy w cieczy

  Prawo Raoulta

Dotyczy roztworów cieczy o 

NIEOGRANICZONEJ WZAJEMNEJ  

NIEOGRANICZONEJ WZAJEMNEJ  

ROZPUSZCZALNOŚCI.

ROZPUSZCZALNOŚCI.

ROZTWÓR CIECZY 

A

 i 

B

        PARA NASYCONA

  X

A

, 

X

B

 

  

Ułamki molowe  

    

p

A

, 

p

B 



 

Ciśnienia 

cząstkowe

 

Mamy układ dwufazowy – dwuskładnikowy w 

równowadze

równowadze

:

Wg prawa DALTONA:ciśnienie całkowite P = p

A

 

+ p

B

PRAWO RAOULTA - 

PRAWO RAOULTA - 

liniowa zależność 

prężności pary (p

A

, 

p

B

)

 nad roztworem od 

stężenia roztworu (X

A

, 

X

B

)

.

 

 

21

Roztwory cieczy w cieczy

  Prawo Raoulta

p

A

 = p

0

B

x

A

A

A

A

0

.

Roztwór doskonały:
(np. CH

3

OH-C

2

H

5

OH)

- prężność pary 

nasyconej składnika A i B 
nad czystą cieczą

o

B

o

A

p

,

p

;

x

p

p

     

i

x

p

p

B

o

B

B

A

o

A

A









Wówczas
:

z prawa 
Daltona

B

o

B

A

o

A

x

p

x

p

p









Roztwór doskonały oraz T = const.

Roztwory rzeczywiste - 
występują odchylenia od 
prawa Raoulta, które mogą 
być dodatnie (większe) lub 
ujemne (mniejsze).

 

 

22

Roztwory ciał stałych w 

cieczy

Układ:            

ROZTWÓR   PARA

Stosuje się  PRAWO RAOULTA:

Wniosek:Po wprowadzeniu STAŁEJ substancji do 

cieczy następuje 

OBNIŻENIE PRĘŻNOŚCI PARY 

NAD ROZTWOREM

 (w porównaniu z czystym 

rozpuszczalnikiem):

dla roztworu ciała stałego w cieczy: 

p

B

 = 0

wówczas:

p

x

p

p

A

o

A

A





ponieważ

B

A

x

1

x





,

więc

)

x

(1

p

p

B

o

A

A





x

B

 – ułamek molowy 

substancji 
rozpuszczonej

Ciśnienie całkowite

B

o

B

B

A

o

A

A

x

p

p

x

p

p









Wówczas:

jeżeli:   A – rozpuszczalnik i B – substancja rozpuszczona (stała)

Wg prawa 
Raoulta

 

 

23

Roztwory ciał stałych w 

cieczy

Można zatem stwierdzić, że:
WZGLĘDNE 

OBNIŻENIE 

PRĘŻNOŚCI 

PARY 

ROZPUSZCZALNIKA  JEST  PROPORCJONALNE  DO 
UŁAMKA 

MOLOWEGO 

SUBSTANCJI 

ROZPUSZCZONEJ, zatem:

NIE  ZALEŻY  OD  RODZAJU  SUBSTANCJI 
ROZPUSZCZONEJ

.

Obniżenie prężności 
pary:

Obniżenie względne 
wyniesie:

B

o

A

o

A

A

o

A

x

p

p

p

p

p









B

o

A

A

o

A

x

p

p

p

p









 

 

24

Roztwory ciał stałych w 

cieczy

Jakie są konsekwencje obniżenia prężności pary 
rozpusz-czalnika nad roztworem?

1. Podwyższenie temp. wrzenia roztworu

2. Obniżenie temp. krzepnięcia roztworu (w 

stosunku do czystego rozpuszczalnika)