Гетерогенные равновесия. Произведение растворимости

                АВ_ТВ =

           = ПР (Т = const)

Произведение растворимости (ПР) – произведение молярных концентраций ионов:

а) малорастворимого;

b) сильного электролита;

с) в его насыщенном растворе;

d) при постоянной температуре.

 

Химия растворов

«Химия и жизнь» ч.2 «Химические новеллы» гл.12 «Океаны»

Растворы как источник жизни.

“Dead See”, дары моря в Азии

Из списка Нобелевских лауреатов

1901 г – Вант – Гофф – Первый нобелевский лауреат

        химкинетика, осмос

1903 г – Аррениус – электролитическая теория диссоциации

1909 г – Оствальд – закон разведения

1925 г – Зигмонди – коллоидная химия

 

Раствор – гомогенная многокомпонентная система переменного состава

Простая бинарная система А-В

Е_АА~Е_ВВ >> Е_АВ ® механическая смесь (вода + бензол)

Е_АА~Е_ВВ << Е_АВ ® химсоединение (K + 2Na®KNa₂)

Е_АА~Е_ВВ~Е_АВ ® раствор (вода + спирт)

Растворы – газообразные

                              жидкие (в воде, неводные, расплавы)

                              твердые (Au + Ag, минералы)

Самопроизвольность образования растворов

DG<0

DH_p-TDS < 0 ® TDS > DH_p

                   DSp > DH_p/T>0

                   увеличение беспорядка

Газовые смеси – идеальные растворы (Е_АА=Е_ВВ=Е_АВ)

m_i=m_i⁰ + RTlnPi                                                          (7.1)

Жидкие растворы: растворитель + растворенное вещество (условность)

 

 

m_i(г)=m_i(ж) условие равновесия                            (7.2)

По определению, для пар. фазы

m_i(г)=m_i⁰(г) + RtlnР_Н2О                                            (7.1)

для жидкой фазы – раствора

m_i(ж)=m_i⁰(ж) + Rtlna_i = m_i⁰(ж) + RTln(1-N_j)          (7.3)

Равновесие «пар – чистая вода» из (7.1) – (7.3)

m_i⁰(г) + RtlnР⁰_Н2О=m_i⁰(ж)                                        (7.4)

Равновесие «пар – раствор»

m_i⁰(г) + RtlnР_Н2О = m_i⁰(ж) + RTln(1-N_j)                 (7.5)

Из (7.5) – (7.4)

Р_Н2О/Р⁰_Н2О = 1-N_j

                                 (7.6)

Первый закон Рауля

 

 

m – моляльная концентрация

Е – эбулиоскопическая константа

К – криоскопическая константа

 

где в – масса растворенного вещества, В – масса растворителя

 

t_зам, ⁰С        t_кип,⁰С         K                E

Н₂О                                   0                            100                        1.86            0.52

СН₃СООН            16.7                       118.1          3.81            3.07

С₆Н₆                      5.5                         80.1                       5.4              2.57

Осмос – самопроизвольный переход вещества через полу - проницаемую мембрану, разделяющую раствор и чистый растворитель.

Селективное проникновение частиц опред. сорта через мембрану                                                                  (Плате)

Медный купорос

Прибор для осмоса

Осмотическое давление

                                   Р_осм.*V = nRT          (7.9)

                             растворенное вещество ~ газ

(7.10)

 

 

осмос – клетки – мембраны

изотонический коэффициент

электролитическая диссоциация

Кистяковский, Каблуков (книга)

 

 

                                           (7.6)

(7.7)

DТ_зам = Кm

DT_кип = Еm

 

Р_осм = CRT       (7.10)

 

Физическая теория растворов

Поведение растворителя под действием растворенного вещества

 

 

Растворы кислот, солей, оснований

Изотонический коэффициент

Одинаковость значения i в уравнениях (7.6), (7.7), (7.10)

Зависимость i от концентрации раствора

Измерения электропроводности растворов – С. Аррениус

Гипотеза электролитической диссоциации.

Менделеев, И.А. Каблуков, Кистяковский (книга Полищука)

Кислоты и основания по Аррениусу – соединения, диссоциирующие с образованием ионов Н⁺ и ОН^-, соответственно.

Эффективность растворителя – диэлектрическая проницаемость

аммиак                             e=25

ацетон                              e=21.7

бензол                                  2.3

вода                                         

СН₃СООН                           6.2

Н₂SO₄                                 100

SO₂ (ж)                               15.4

 

Модель Бренстеда – Лоури (1923 г)

Кислота – донор протонов