Reakcje

Michał Szczepaniak I TM Bb

Kamil Kuklewski

Roztwory

  1. Część teoretyczna:

Definicja roztworu

Roztwór jest to jednorodna mieszanina substancji rozpuszczonej i rozpusz­czalnika. Rozpuszczalnikiem w roztworze jest ta substancja, która występuje w przewadze ilościowej. Roztwory mogą występować w trzech stanach skupie­nia, a więc mogą być roztwory gazowe (powietrze), ciekłe i stałe (stopy metali, szkło). Do najbardziej rozpowszechnionych i mających największe znaczenie praktyczne należą roztwory ciekłe. Można je otrzymać przez rozpuszczanie w cieczy - najczęściej jest nią woda - gazów, innych cieczy lub substancji sta­łych. Z uwagi na wielkość cząstek substancji rozpuszczonych w roztworach ciekłych, dzieli się te roztwory na:

- roztwory rzeczywiste (wielkość cząstek od 0,1 nm do l nm),

- koloidy (od l nm do 500 nm),

- zawiesiny (większe od 500 nm).

Procesy rozpuszczania

Rozpuszczanie jakiejkolwiek substancji jest możliwe tylko wówczas, gdy oddziaływanie między substancją rozpuszczaną a rozpuszczalnikiem jest dosta­tecznie silne i prowadzi do zniszczenia sieci krystalicznej. Procesom rozpuszczania towarzyszą efekty cieplne, które są najczęściej efektem hydratacji powstających w roztworze jonów. Ich wielkość zależy od ro­dzaju ilości rozpuszczonej substancji oraz od rodzaju i ilości rozpuszczalnika. Gdy rozpuszczana substancja ma budowę krystaliczną, to część ciepła hydrata­cji zużywana jest na zniszczenie sieci krystalicznej. W zależności od tego, który efekt jest większy - czy energia hydratacji, czy zniszczenia sieci krystalicznej ­ciepło rozpuszczania będzie albo dodatnie, albo ujemne. Ujemne ciepło roz­puszczania występuje wtedy, gdy energia hydratacji jest mniejsza od energii wiązań w sieci krystalicznej. Rozpuszczalność takich substancji rośnie wraz z temperaturą. Jeśli przeważa ciepło hydratacji to rozpuszczalność takiej sub­stancji maleje wraz z temperaturą.

Mol i masa molowa

Mol jest jednostką liczności substancji (materii), która zawiera tyle samo atomów, jonów, cząsteczek (czy też innych cząsteczek), ile atomów węgla za­wartych jest w 0,012 kg węgla (ściślej izotopu węgla 12C).

Sposoby wyrażania stężeń roztworów

Stężeniem roztworu nazywamy zawartość substancji rozpuszczonej w okre­ślonej ilości roztworu lub rozpuszczalnika. Wyraża się je najczęściej jako stę­żenie procentowe, stężenie procentowe roztworu C% wyrażone w procentach masowych oznacza liczbę gramów substancji rozpuszczonej w 100 g roztworu.

gdzie:

ma - masa substancji rozpuszczonej w [g],

mr - masa roztworu, która jest sumą masy substancji rozpuszczonej i ma­sy rozpuszczalnika, np. wody w [g].

Stężenie procentowe roztworu można wyrazić w procentach objętościo­wych i oznacza to liczbę centymetrów sześciennych substancji rozpuszczonej w 100 cm3 roztworu.

gdzie:

Va - objętość substancj i rozpuszczonej w [cm3],

Vr - objętość roztworu, na którą składa się suma objętości substancji rozpuszczonej i rozpuszczalnika w [cm3].

Stężenie molowe roztworu M oznacza liczbę moli substancji rozpuszczonej w l dm3 roztworu i wyraża się w [mol/dm3].

gdzie:

n - liczba moli substancji rozpuszczonej w [mol],

Vr - objętość roztworu wyrażona w [dm3].

Stężenie roztworu wyrażane w ułamku molowym jest to stosunek liczby moli tego składnika do sumy liczby moli wszystkich składników roztworu.

gdzie:

n1 - liczba moli składnika pierwszego w [mol],

- liczba moli wszystkich składników.

  1. Część doświadczalna

Przyrządy i odczynniki:

Roztwory:

Substancje stałe:

Doświadczenie I:

W 5 cm3 wody o temperaturze pokojowej rozpuścić około 1,5 g chlorku po­tasu. Dla przyspieszenia procesu rozpuszczania sól uprzednio rozetrzeć w moź­dzierzu, następnie po dodaniu wody wstrząsnąć probówką. Po całkowitym roz­puszczaniu dodawać po 1 mikrołopatce (około 0,2 g) tej samej soli, każdorazo­wo sól rozpuszczać, aż do stanu nasycenia roztworu.

Wyniki i wnioski:

Po pewnym czasie sól przestala się rozpuszczać i zaczęła osadzać się na dnie probówki z powodu nasycenia roztworu.

Roztwór nasycony - roztwór, który w określonych warunkach termodynamicznych (ciśnienie, temperatura) nie zmienia swego stężenia w kontakcie z substancją rozpuszczoną. W praktyce oznacza to, że bez zmian warunków termodynamicznych z roztworu nasyconego nie wytrąca się żaden osad, ale nie można też w nim rozpuścić już więcej substancji.

Roztwór nienasycony - roztwór, w którym w danej temperaturze można rozpuścić jeszcze pewną ilość danej substancji.

Doświadczenie II:

W probówce z 5 cm3 wody rozpuścić około 5 g octanu sodu. Wstrząsając probówką, ogrzewać w łaźni wodnej do całkowitego rozpuszczenia się soli. Na­stępnie ostrożnie (nie wstrząsając) ochłodzić w strumieniu bieżącej wody. Po ostygnięciu wrzucić do roztworu kryształek tej samej soli. Obserwować zacho­dzące zjawisko.

Wyniki i wnioski:

Po Wstawieniu probówki do łaźni wodnej nastąpiło całkowite rozpuszczenie soli. Po schłodzeniu probówki wrzucony kryształek tej samej soli zaszczepił roztwór. Nadmiar rozpuszczonej soli skrystalizował się. Nastąpiło przesycenie roztworu, czyli powstał roztwór o stężeniu większym od stężenia roztworu nasyconego w danej temperaturze.

Doświadczenie III:

  1. Probówkę z nasyconym roztworem chlorku sodu podgrzewać na łaźni wod­nej do 313 K÷323 K i dodawać małymi porcjami sól (po parę kryształków), aż do uzyskania roztworu o niewielkiej ilości fazy stałej w danej temperatu­rze. Następnie podgrzewać roztwór do około 363 K i znowu dodawać por­cjami sól, aż do stanu nasycenia.

  2. Przeprowadzić analogicznie doświadczenie z azotanem(V) potasu.

  3. Roztwór wodorotlenku wapnia nasycony w temperaturze pokojowej, pod­grzać do wrzenia. Zaobserwować zachodzące zjawisko.

Wyniki i wnioski:

  1. Rozpuszczalność NaCl minimalnie zmienia się wraz ze wzrostem temperatury,

  2. Rozpuszczalność KNO3 wzrasta wraz ze wzrostem temperatury,

  3. Rozpuszczalność Ca(OH)2 maleje wraz ze wzrostem temperatury.

[Wykres]

Doświadczenie IV:

W dwóch probówkach przygotować po 5 cm3 nasyconego roztworu (około 1/3 objętości) azotanu(V) amonu i chlorku magnezu. Do probówki z azotanem (V) amonu wrzucić 3÷4 mikrołopatki tej soli. Porównać efekty cieplne w obu probówkach podczas rozpuszczania soli. Następnie obie probówki lekko pod­grzać. Zaobserwować efekt rozpuszczania soli w obu przypadkach.

Wyniki i wnioski:

Po dodaniu MgCl2 do probówki zachodzi reakcja endoenergetyczna, ponieważ probówka pozostaje zimna. Natomiast w przypadku chlorku magnezu zachodzi reakcja egzoenergetyczna, gdyż probówka jest ciepła. Po podgrzaniu probówek azotan(V) amonu rozpuścił się całkowicie, natomiast chlorek magnezu wydzielił osad. Zjawisko to tłumaczy „reguła przekory”, która mówi że układ, na który działa jakiś bodziec, odpowiada w taki sposób aby przeciwdziałać bodźcowi. Reguła przekory dotyczy układów w stanie równowagi, na które działa czynnik zewnętrzny.

[Wykres]


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Czynności obronne i reakcje stresowe
CZLOWIEK I CHOROBA – PODSTAWOWE REAKCJE NA
W15 reakcje utlenienia redukcji
psychologiczna reakcja na katastrofy
06 Kinetyka reakcji enzymatycznych
w5 wzor reakcja chemiczna ilościowo
Reakcje jądrowe
Opor jako reakcja na wplyw spoleczny
Mechanizm wrzodotwórczej reakcji stresowej gr 5b wtorek
procesy fotochemiczne i reakcje Nieznany
Energetyka reakcji biochemicznych
Związki chemiczne produkty reakcji tlenków z wodą
Pogranicza psychiatrii rozdz 11 OSTRE REAKCJE NA STRES
4 Badanie kinetyki reakcji zmy Nieznany (2)

więcej podobnych podstron