Растворы электролитов. Растворами называют однофазные многокомпонентные системы, в которых в объеме одного вещества - растворителя

Растворами называют однофазные многокомпонентные системы, в которых в объеме одного вещества - растворителя, равномерно распределены другие компоненты - растворенные вещества.

Важнейшей количественной характеристикой раствора является концентрация, которая отражает содержание в нем растворенных веществ. При описании свойств растворов наиболее часто употребляют следующие способы выражения концентрации:

молярная концентрация (С_М или М) - число молей растворенного вещества в 1 литре раствора;

нормальная концентрация (С_Н или Н) - число молей эквивалентов растворенного вещества в 1 литре раствора;

массовая доля ( в %) - число граммов растворенного вещества в 100 г раствора;

титр (г/мл) - число граммов растворенного вещества в 1 мл раствора. Все виды концентраций взаимосвязаны.

Пример 1. Рассчитайте молярную и нормальную концентрации, титр раствора ортофосфорной кислоты с массовой долей вещества 49 % и плотностью r = 1,33 г/см ³.

Решение. 1. Масса 1 л раствора равна: 1,33 ^. 1000 = 1330 г. По условию - в 100 г раствора содержится 49 г Н ₃ РО ₄, тогда в 1330 г (т.е. в 1 л) соответственно - 49 ^. 1330 / 100 = 651,7 г. Это составляет 651,7 / 98 = 6,65 молей или 651,7 / 32,6 = 19,9 молей эквивалентов. (Молярная масса Н₃РО₄ равна: 3+ 31 + 64 = 98 г/моль; молярная масса эквивалента равна соответственно: 98 / 3 = 32,6 г/моль).

Следовательно, в 1 л раствора содержится 6,65 молей, или 19,9 молей эквивалентов Н₃РО₄.

Из данных п.1 следует, что в 1 мл раствора содержится 651,7 / 1000 = 0,652 г Н₃РО_4. Ответ: молярная концентрация С_М = 6,65 моль/л; нормальная концентрация С_Н = 19,9 моль/л; титр Т = 0,652 г/мл.

Растворы могут иметь любое агрегатное состояние - твердое (растворы металлов); жидкое (растворы твердых, жидких, газообразных веществ в жидкостях), газообразное (смеси газов). Наиболее распространенными и изученными являются жидкие растворы. Последние подразделяются на растворы электролитов, способные проводить электрический ток, и растворы неэлектролитов, которые неэлектропроводны.

В зависимости от природы растворителя различают водные растворы (растворитель- вода) и неводные (все другие растворители).

В данном курсе рассматриваются водные растворы электролитов, которые имеют наибольшее значение для технологических процессов в энергетике.

Растворы - сложные системы, в которых сосуществуют частицы различного вида и состава (молекулы растворителя, ионы и молекулы растворенного вещества, ассоциаты), взаимодействующие между собой. В очень разбавленных растворах, когда содержание растворенных частиц мало, этим взаимодействием можно пренебречь; с увеличением концентрации раствора, особенно в растворах электролитов, указанное взаимодействие становится все более существенным. В связи с этим для описания свойств растворов вместо концентрации используют активность (активную концентрацию - a), которая связана с концентрацией (C) следующим соотношением:

a = g ^. C (1) где g - коэффициент активности, который показывает степень отклонения какого-либо свойства реального раствора от теоретически рассчитанной величины для идеального раствора, в котором взаимодействия между растворенными частицами отсутствуют.