Способы выражения состава растворов

Истинные растворы

РАСТВОРЫ

Раствор -это гомогенная однородная система переменного состава, состоящая из двух и более компонентов.

В зависимости от размеров частиц вещества смеси делятся на:

· грубодисперсные или механические смеси(размер частиц 10^-5-10³см). Примером могут служить:суспензии -взвесь частиц одного или нескольких твёрдых веществ в жидкой среде (песок в воде), эмульсии – взвесь капель одной или нескольких жидкостей в средедругой (молоко), аэрозоли – взвесь жидких и твёрдых частиц в газообразной среде (туман, дым, пыль);

· коллоидные(размер частиц 10^-7-10^-5см), иначе – золи - микрогетерогенные системы с жидкой средой, содержащие очень мелкие частицы;

· истинные(размер частиц 10^-8-10^-7см).

Истинные растворы (как и другие виды растворов) состоят из растворённого вещества и растворителя.

Вещество, присутствующее в растворе в большем количестве, называют растворителем. Растворитель не меняет своё агрегатное состояние.

Растворённым веществом является вещество, меняющее своё агрегатное состояние. Если растворённое вещество и растворитель находятся в одинаковом агрегатном состоянии, то растворителем считается то вещество, которое находится в большем количестве.

По агрегатному состоянию растворы подразделяются на твёрдые, жидкие и газообразные.

Твёрдым раствором называется кристалл, кристаллическая решетка которого построена из двух или нескольких компонентов.

Металлические твёрдые растворы устойчивы к окислению и коррозии и применяются как конструкционные материалы.

Жидкие растворы могут быть построены по типу жидкость – газ, жидкость – жидкость, жидкость – твёрдое тело.

Раствор отличается от механической смеси однородностью (гомогенностью), а от химического соединения - переменностью состава.

Важнейшей характеристикой каждого раствора является количественный состав.

Количественный состав раствора выражается:

1. Массовая доля растворенного вещества, ωвыражается в долях единицы или процентах:

m(вещества) m(вещества)

ω_{вещества} = ──────── (в долях) или ω_{вещества} = ──────── • 100%,

m (раствора) m (раствора)

где m – масса;

2. Объемная доля растворенного вещества, ωвыражается в долях единицы или объемных процентах:

V(вещества) V(вещества)

ω_{вещества}= ───── (вдолях) или ω_{вещества}= ───── •100 %, V(раствора) V(раствора)

где V_{_} - объем;

3. Мольная доля растворенного вещества, N выражается соотношением:

n(вещества) n(вещества)

N_{вещества} = ───────(вдолях)или N(В) = ─────── • 100 %,

n(раствора) n(раствора)

где n –количество вещества или раствора в молях;

4. Моляльная концентрация растворенного вещества,С_m определяется количеством моль растворенного вещества (n) в 1 кг (1000г) растворителя:

Сm = m_{вещества} /M_{вещества}• m_{растворителя,} моль/кг или

Сm = m_{вещества}•1000/M_{вещества}•m_{растворителя,}

где 1000 – коэффициент пересчета килограммов в граммы;

5. Молярная концентрацияпоказывает отношение количества моль растворённого вещества, содержащееся в объеме раствора (в 1л или 1000мл):

С_м = n_{вещества} / V_{раствора}, моль/л или С_м = m_{вещества} /M_{вещества} • V_{раствора}

Например: 117г хлорида натрия содержится в 1л раствора:

Молярная масса NaCl:

23+35,5=58,5г/моль (по таблице Д.И.Менделеева)

Тогда C_M=117/58,5=2,0 моль/л

6. Эквивалентная концентрация (нормальность)–выражается количеством растворённого вещества в грамм-эквивалентах в 1л раствора:

C_Н=n/V, г-экв/л,

где n-число эквивалентов растворённого вещества, V- объём раствора.

Эквивалент -реальная или условная частица вещества,которая может замещать, присоединять или каким-либо другим способом эквивалентна оному иону водорода.

Например, эквивалентом гидроксида калия и хлороводородной кислоты будут 1 КОН и 1HCl, серной кислоты 1/2 H₂SO_4, фосфорной кислоты – 1/3 H₃PO_4, хлорида алюминия – 1/3 AlCl_3, сульфата алюминия - 1/6 Al₂(SO₄)₃

Например: в 1л раствора содержится 98г серной кислоты.

Масса одного эквивалента серной кислоты равна 98/2=49г-экв, следовательно, нормальность раствора равна С_н=2,0 г-экв/л или 2H- двунормальный раствор.