8: Рішення

Last updated

Oct 25, 2022
Save as PDF
- Індекс
- 8.1: Розчини та їх концентрації

$\newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} }$

$\newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

Розчини являють собою однорідні (однофазні) суміші з двох і більше компонентів. Для зручності ми часто називаємо компонент більшості розчинником; компоненти меншини є розчиненими речовинами; насправді немає принципової різниці між ними. Розчини відіграють дуже важливу роль у хімії, оскільки вони дозволяють інтимні та різноманітні зустрічі між молекулами різних видів, умова, яка необхідна для швидких хімічних реакцій.

8.1: Розчини та їх концентрації
Концентрація - це загальний термін, який виражає кількість розчиненої речовини, що міститься в заданій кількості розчину. Різні способи вираження концентрації використовуються; вибір, як правило, питання зручності в конкретному застосуванні. Ви повинні ознайомитися з усіма ними.
8.2: Термодинаміка розчинів
Два основні процеси, які повинні відбуватися кожного разу, коли розчинена речовина розчиняється в розчиннику, і обговорюють вплив поглинання або вивільнення енергії на ступінь цих процесів.
8.3: Колігативні властивості - Закон Рауля
Зниження тиску пари розчину прямо пропорційно частці [летючих] розчинених молекул в рідині — тобто мольної фракції розчинника. Знижений тиск пари задається законом Рауля.
8.4: Колігативні властивості - висота точки кипіння та депресія точки замерзання
Температура, при якій тиск пари розчину становить 1 атм, буде вище нормальної температури кипіння на величину, відому як висота точки кипіння.
8.5: Колігативні властивості - осмотичний тиск
Осмос - це процес, в якому рідина проходить через мембрану, пори якої дозволяють проходити молекули розчинника, але занадто малі, щоб через них проходили більші молекули розчинених речовин.
8.6: Зворотний осмос
Застосування гідростатичного тиску, більшого, ніж це, до високорозчинної сторони осмотичної клітини змусить воду витікати назад у прісну сторону. Цей процес, відомий як зворотний осмос, зараз є основною технологією, яка використовується для опріснення океанської води та регенерації «використаної» води з електростанцій, стоків і навіть із стічних вод. Він також широко використовується для деіонізації звичайної води та очищення її для промислових цілей (особливо для виробництва напоїв та харчових продуктів) та питних цілей.
8.7: Колігативні властивості та ентропія
Всі чотири колігативні властивості є результатом «розведення» розчинника доданою розчиненою речовиною. Більш конкретно, все це є результатом впливу розведення розчинника на його ентропію, а отже, збільшення щільності енергетичних станів системи в розчині в порівнянні з такою в чистій рідині.
8.8: Ідеальні проти реальних рішень
Можна очікувати, що тиск пари розчину етанолу та води буде прямо пропорційним сумам значень, передбачених законом Рауля для двох рідин окремо, але загалом цього не відбувається. Причину цього можна зрозуміти, якщо згадати, що закон Рауля відображає єдиний ефект: меншу частку випаровуються молекул (і, таким чином, їх знижена тенденція виходу), коли рідина розбавляється інакше «інертним» (нелетким) речовиною.
8.9: Дистиляція
Дистиляція - це процес, при якому суміш рідин, що мають різний тиск пари, розділяється на її компоненти. Оскільки дистиляція залежить від різного тиску пари розділюваних компонентів, давайте спочатку розглянемо тиск пари проти ділянки складу для гіпотетичної суміші при деякій довільній температурі, при якій можуть існувати як рідка, так і газова фази, залежно від загального тиску.
8.10: Іони та електроліти
Електролітичні розчини - це ті, які здатні проводити електричний струм. Речовина, яка при додаванні до води робить її провідною, відома як електроліт. Поширеним прикладом електроліту є звичайна сіль, хлорид натрію. Тверда NaCl і чиста вода обидва непровідні, але розчин солі у воді легко проводить. Розчин цукру у воді, навпаки, не здатний проводити струм, тому цукор є неелектролітом.