Краткий конспект подготовки к ЗНО по химии № 7 Раствор

Качественный и количественный состав растворов

Раствор – это гомогенная система, состоящая из двух или более веществ, содержание которых можно изменять в определенных пределах без нарушения однородности.
Жидкие растворы (в дальнейшем будем называть их просто «растворами») состоят из жидкого растворителя (чаще всего воды) и растворенного вещества, которое до смешения с растворителем могло быть твердым (например, ), жидким (например, ) или газообразным (например, ).
Состав растворов обычно передаётся содержанием в них растворённого вещества в виде массовой доли или молярной концентрации.

Массовая доля и молярная концентрация растворённого вещества

Массовая доля ω (В) растворенного вещества В – это отношение его массы m (B) к массе раствора m (р), где m (р) = m (вещества) + m .

Единица массовой доли вещества в растворе – доля от единицы или от 100%.
Пример:
Если в 100 г раствора находится 1 г , то ω () = 0,01 (1%). Такой раствор называют однопроцентным (1%-ный раствор KBr).
Для приготовления 100 г 1%-ного раствора некоторой соли надо взять 1 г этой соли и 99 г воды.
Молярная концентрация – количество растворённого вещества (число молей) в единице объёма раствора.
Молярная концентрация в системе СИ измеряется в моль/м³, однако на практике её гораздо чаще выражают в моль/л или ммоль/л.
Также распространено выражение в «молярности». Возможно другое обозначение молярной концентрации , которое принято обозначать М. Так, раствор с концентрацией 0,5моль/л называют 0,5-молярным.

,
где:
ν – количество растворённого вещества, моль;
V – общий объём раствора, л.

Пример: Если в 1 л раствора содержится 1 моль KBr, то с (KBr) = 1 моль/л. Такой раствор называют одномолярным и обозначают 1М. Аналогичным образом записи 0,1М; 0,01М и 0,001М означают деци-, санти- и миллимолярный раствор.
Для приготовления 1 л 1М раствора KBr необходимо взять навеску соли с количеством вещества 1 моль (то есть 119 г), растворить ее в воде объемом, например, 0,8 л (то есть обязательно меньше 1 л) и затем довести объем раствора до 1 л добавлением воды.
Объем раствора V (р) при данной температуре связан с массой раствора m (р) и его плотностью (ρ) следующим образом: m (р) = ρ • V (р).
Например, 100 г некоторого раствора с плотностью 1,074 г/мл (1074 г/мл) имеет объем 93,1 мл (0,0931 л).

Энергетика растворения

Процесс растворения твердого вещества в воде сопровождается разрушением кристаллической решетки (затрата энергии в форме теплоты, -Qкр) и гидратацией – образованием гидратов B , то есть соединений переменного состава между частицами растворенного вещества и молекулами воды (выделение теплоты, +Qгидр).Рис.1.

В результате общий тепловой эффект растворения равен 

Q(р) = -Qкр + Qгидр

Если тепловой эффект растворения:

1. положительный (Q(р) больше 0), то после растворения вещества раствор становится теплее (например, это происходит в случае приготовления раствора )

2. если же тепловой эффект отрицательный (Q(р) меньше 0), то раствор становится холоднее (иногда температура может опуститься ниже 0°С, например для или ).

3. В тех редких случаях, когда Q(р) = 0, температура раствора остается постоянной (например, для NaCl).

Переход в раствор жидких и газообразных веществ также сопровождается гидратацией их молекул и положительным тепловым эффектом.

 Поэтому в соответствии с принципом Ле-Шателье повышение температуры ведет к уменьшению растворимости газов в воде.

Таким образом, растворение – это физико-химический процесс разрушения связей в исходных веществах и образования новых связей в гидратах. Это положение является основным содержанием химической теории растворов Д.И. Менделеева.

Кристаллогидраты

Многие гидраты оказываются настолько устойчивыми, что не разрушаются и приполном выпаривании раствора.

Так, известны твердые кристалогидраты:

– пентагидрат сульфата меди(II)

– декагидрат карбоната натрия

– додекагидрат сульфата алюминия-калия.

Если для приготовления раствора используют не безводное вещество, а его кристаллогидрат B , то следует при расчетах учитывать воду, которая входит в состав кристаллогидрата (кр). Массу кристаллогидрата mкр определяют по формуле

mкр =(mB/MB)Mкр,

где MB и Mкр– молярные массы соответственно безводного растворяемого вещества и его кристаллогидрата.

Определение массы воды , которую следует добавить к рассчитанной массе кристаллогидрата для приготовления его раствора заданного состава, ведут по формуле

= m(раствора) – mкр.

Тесты подготовки к ЗНО:

Online-тест подготовки к ЗНО по химии №7 "Растворы"

Online-тест подготовки к ЗНО по химии№8 "Повторение"

Online-тест подготовки к ЗНО по химии №9 "Срез 1"