Презентація з хімія 1 курс спеціальності харчові иехнології

1. Розчини

2. План
1. Загальна характеристика розчинів.
2. Способи вираження складу розчинів.
3. Колігативні властивості розчинів.
4. Ізотонічний коефіцієнт. Особливості
розчинів електролітів

3. Розчин - це дисперсна гомогенна
система, яка складається з двох
або більше компонентів:
розчинника, розчиненої
речовини і продуктів їх взаємодії.

4. За агрегатним станом
Розчини
Газоподібні
(повітря)
Рідкі Тверді
(сплави)

5. Класифікація розчинів

6. РОЗЧИННИК -
компонент який у даних умовах
знаходиться в тому ж
агрегатному стані що й
утворений розчин, або той який
переважає у розчині
РОЗЧИННА РЕЧОВИНА –
сполука, здатна розчинятися в
даному розчиннику
ПОДІБНЕ РОЗЧИНЯЄТЬСЯ В
ПОДІБНОМУ

7. • – це максимальна маса речовини, яка може за даних умов
(температури, тиску) розчинитись у певному розчиннику
масою 100 г.
Добре розчинні речовини - розчинність
перевищує 10 г на 100 г розчинника (сульфатна,
нітратна, оцтова кислоти, ацетон, гліцерин).
Розчинні речовини - якщо розчинність
речовин від 1 до 10 г на 100 г розчинника
(бром)
Малорозчинні речовини - розчинність від
0,001 до 1 г на 100 г розчинника (азот,
кальцій карбонат).
Розчинність

8. Процес розчинення
Фізичний :
Руйнується кристалічна
решітка і відбувається
дифузія молекул
розчиненої речовини
Хімічний:
Взаємодія молекул
розчиненої речовини з
молекулами
розчинника

9. Енергетичні ефекти розчинення
Внаслідок перебігу процесів сольватації або гідратації розчинення
речовин у розчинниках супроводиться певним енергетичним ефектом.
а) енергії кристалічної
решітки речовини;
•Тепловий ефект
розчинення
(екзо- чи
ендотермічний)
залежить від
двох величин:
б) енергії взаємодії
розчиненої речовини з
молекулами розчинника.

10. Гідратація – взаємодія розчиненої речовини з водою.
диполь

11. Кристалогідрати - кристалічні речовини в
складі молекул яких є кристалізаційна вода
СuSO4 · 5Н2О
мідний купорос
Na2B4O7·5H2O
бура
CaSO4·2H2O
гіпс

12. Способи вираження складу розчинів

13. Способи вираження складу розчинів
%
100
)
(
)
(


розчину
m
речовини
розчин
m

Масова частка
речовини (%)
15% розчин: в 100 г розчину
15 г розчиненої речовини та 85 г розчинника
%
100
1



V
m


N
n
n
Х


Мольна частка

14. )
(
)
(
)
(
)
(
)
(
реч
М
ка
роз
m
реч
m
ка
роз
m
реч
Сm






Моляльна концентрація (моль/кг)
V
M
m
V
См




Молярна концентрація (моль/л)
2 М НСІ : в 1 л розчину 2 моль НСІ

15. Хімічний зв’язок
іонний,
ковалентний полярний
більшість
неорганічних кислот,
солі, луги
Електроліти
Речовини.
Хімічний зв’язок
ковалентний
неполярний
Більшість органічних
речовин, гази
Неелектроліти

16. +
+
+
+ -
-
-
-
Аніони
Катіони
Анод
Катод
- +
Електроліти.

17. Анод
Катод
- +
Неелектроліти.

18. Молекулярні
Молекулярно-
іонні
Іонні
Р
о
з
ч
и
н
и
Водні розчини неелектролітів –
органічних речовин (спирту,
глюкози, цукрози)
Розчини слабких електролітів
(нітритної, сульфідної кислот)
Розчини сильних електролітів
(лугів, солей, кислот - NaOH,
K2SO4, HNO3, HClO4)
Нажмите любую клавишу

19. Колігативні властивості розчинів
1. Осмотичний тиск
2. Зниження тиску насичених парів розчинника
над розчином порівняно з тиском насиченої
пари розчинника над чистим розчинником
3. Підвищення температури кипіння розчину
порівняно з температурою кипіння чистого
розчинника
4. Зниження температури замерзання розчину
порівняно з температурою замерзання чистого
розчинника.

20. Колігативні властивості розведених
розчинів не електролітів
Дифузія - процес руху (взаємного проникнення)
двох речовин, що призводить до самовільного
вирівнювання їх концентрації в усьому об’ємі, що
вони займають

21. Осмотичний тиск
Осмос – це процес одностороннього переміщення молекул
розчинника через напівпроникну мембрану у розчин із більшою
концентрацією розчиненої речовини.

22. Приклади осмосу
“Сльози” лимону
Досліди з картоплею
1- підсолений
розчин
2 – звичайна вода
3 – концентрований
розчин солі

23. Конц.
розчин
Розв.
розчин
Н2О
Рівень
рідини
зросте
тиск
н/п мембрана

24. У 1887 г. Вант-Гофф експериментально встановив, що
Росм. = СМRT – рівняння Вант-Гоффа.
]
/
[ л
моль
V
М
m
V
n
С
ну
р
р
ну
р
р
M

 


Осмотичний тиск – це тиск який чинила б розчинена
речовина, якщо б вона при тих самих умовах перебувала
в газоподібному стані і займала весь об’єм розчину
RT
V
n
Р
ну
р
р
осм 


.

25. .Ізотонічними називають розчини, які мають однакові значення осмотичного
тиску
Фізіологічний розчин (0,9% NaCl) ізотонічний крові людини

27. Тиск насичених парів розчинника
випаровування конденсація
Насичена
пара
V випаровування = V конденсації
Р0 – тиск насиченої пари розчинника

28. I закон Рауля: «тиск насиченої пари над
розчином (Р) дорівнює добутку тиску насиченої
пари над чистим розчинником (Р0) і мольної
частки розчину (Х)»
Р = Р0 Х
Р0 – Р = ΔР ;
ΔР- абсолютне зниження тиску насиченої пари
розчинника над розчином

29. 

0
Р
Р відносне зниження тиску насиченої пари над
розчином
N
n
n
Х


P = P0 - P0 Х;
P0 – P = P0 Х ;
ΔР=Р0 Х
N
n
n
Р
Р



0

30. Температура кипіння та температура замерзання
розчинів неелектролітів
розчини замерзають при більш низькій і киплять при більш
високій температурі, ніж чисті розчинники
Морська вода замерзає при температурі - 1,91°C
Овочевий суп кипить при 105 °C

32. Е- ебуліоскопічна стала, эбулиоскопическая постоянная
К- кріоскопічна стала, криоскопическая постоянная
Сm- моляльність розчину, моляльность раствора
Для Н2О: Е= 0,53 кгград / моль,
К=1,86 кгград / моль.
II закон Рауля (1882) : «Підвищення tкип. та
зниження tзам. розчинів пропорційно моляльності
розчиненої речовини»
tзам. = K  Сm tкип. =Е  Сm

33. Кріометрія, ебуліометрія
кг
р
р
кг
р
m
зам
O
H
m
М
m
К
O
H
m
n
K
С
К
t
)
(
)
( 2
2 







кг
зам
р
р
O
H
m
t
m
К
М
)
( 2
. 




34. Приклади основних розрахунків
Чому дорівнює при температурі –7,5°С осмотичний
тиск розчину, в 1,5 л якого міститься 276 г гліцерину
С3Н8О3
Обчислення осмотичного тиску

35. Розв’язок
1. Визначаємо молярну концентрацію розчину
СМ
2. Визначаємо осмотичний тиск розчину.
Р осм = СМ · R· Т = 2 · 0,082 ( 273 – 7,5 ). = 43,54
атм.
Відповідь: 43,54 атм.
2
5
,
1
92
276






V
M
m
V
См


36. Приклад 2
При температурі 25°С осмотичний тиск розчину, що містить 2,8 г
високомолекулярної сполуки в 200 мл розчину, становить 0,7
кПа. Знайти молекулярну масу сполуки.
Розв’язок
6
,
49527
14
,
0
864
,
6933
2
,
0
7
,
0
298
31
,
8
8
,
2

















M
V
P
T
R
m
M
T
R
V
M
m
T
R
См
Росм
осм

37. Обчислення за І законом Рауля
Приклад 3. Розрахувати тиск пари над розчином, що містить 12 г
сечовини СО(NН2)2 в 180 г води при 100°С.
Розв’язок 1. Визначаємо кількість моль сечовини і води в розчині.
2. Визначаємо відносне зниження тиску пари води над розчином.
Тиск водяної пари за температури 100С становить або 101,3 кПа,
3. Визначаємо тиск водяної пари над розчином.
р = р0 - Δр = 101, 3 - 1,986 = 99,4 кПа
Відповідь: 99,4 кПа
10
18
180
;
2
.
0
60
12
)
(
)
(
2
2
2
2
2
2






O
MH
O
mH
N
NH
MCO
NH
mCO
n
986
,
1
10
2
,
0
2
,
0
3
,
101
0 






N
n
n
Р
Р

38. Приклад 4.
Визначити молярну масу неелектроліту, якщо тиск
пари над його розчином в етиловому спирті з
масовою часткою розчиненої речовини 8% при
температурі 20°С становить 7,02 кПа, а тиск пари
над чистим розчинником за цієї температури
становить 7,22 кПа.
Розв’язок
1. Визначаємо відносне зменшення тиску пари
розчинника над розчином.
Δр = р0 - р = 7,22 – 7,02 = 0,2 кПа
2. Визначаємо кількість моль розчиненої речовини і
розчинника у розчині з масовою часткою 8%.
В 100 г розчину міститься 8 г розчиненої речовини,
тоді маса розчинника становить: 100 – 8 = 92 г

39. 3. За рівнянням І закону Рауля визначаємо молярну
масу речовини.
2
46
92
)
(
)
(
;
8
)
(
)
(
5
2
5
2





OH
H
C
M
OH
H
C
m
N
х
речовини
M
речовини
m
n
N
n
n
Р
Р


 0
140
057
,
0
8
057
,
0
02
,
7
4
,
0
02
,
7
4
,
0
2
,
0
22
,
7
4
,
0
22
,
7
4
,
0
2
,
0
22
,
7
)
2
(
2
,
0
)
( 0


















M
n
n
n
n
n
n
n
n
n
P
N
n
Р

40. Обчислення за ІІ законом Рауля
Приклад 5. Визначити температуру кипіння і
замерзання 10%-го водного розчину цукру C12H22О11.
Кріоскопічна константа води дорівнює 1,86° С, а
ебуліоскопічна 0,52° С.
Розв’язок
1. Нехай маса розчину 100 г, тоді в 100 г 10%-ного
водного розчину міститься 10 г C12H22О11 і 90 г води
(або 0,09 кг).
2. Користуючись ІІ законом Рауля визначимо зміну
температури кипіння розчину:
М (C12H22О11) = 342 г/моль
С
tк
Е
реч
М
ка
роз
m
реч
m
E
Сm
tк 











 17
,
0
52
,
0
342
09
,
0
10
.
;
)
(
)
(
)
(
.

41. 3. Знаючи, що температура кипіння чистої води 100˚С,
обчислимо температуру кипіння 10%-го водного
розчину цукру: tкип = 100 + 0,17 = 100,17˚С
• 4. Користуючись ІІ законом Рауля визначимо зміну
температури замерзання розчину:
• Знаючи, що температура замерзання чистої води
0˚С, обчислимо температуру замерзання 10%-ного
водного розчину цукру: tзам = 0 - 0,6 = -0,6˚С
Відповідь: температура кипіння розчину 100,17˚С,
температура замерзання розчину -0,6˚С.
С
tз
К
реч
М
ка
роз
m
реч
m
К
Сm
tз 











 6
,
0
86
,
1
342
09
,
0
10
.
;
)
(
)
(
)
(
.

42. 4. Ізотонічний коефіцієнт.
Властивості розчинів електролітів
1. Росм = См  R  T
2. P = P0 Х
3. Ткип.=Е Сm
4. Тзам.=К Сm
лише для розчинів
нелектролітів
Електроліти в середовищі полярного розчинника
дисоціюють (розпадаються) на іони

43. Порівняння властивостей розчинів
неелектролітів і електролітів
1М 1М
NaCl
глюкоза
Росм=24 атм Росм=43,2 атм
Δtкрист=-2,3оС Δtкрист=-4,1оС
С6Н12О6  С6Н12О6
NaCl  Na+ + Cl-

44. Висновок:
При однакових концентраціях розчинів електролітів і
неелектролітів значення
Росм, Δр, Δtкип, Δtкрист
будуть мати більші значення в розчинах електролітів,
що пов’язано з дисоціацією їх на іони

45. В 1887 г. Вант-Гофф увів ізотонічний
коефіцієнт – i (i>1)
Росм = i  См  R T
P = i  P0 Х
Ткип.= i  Е  Сm
Тзам.= i  К  Сm
Ізотонічний коефіцієнт i - показує міру відхилення
розчинів електролітів від закономірностей для неелектролітів

46. СН3СООН  СН3СОО- + Н+ ; теор. i=2
практ. i =1,05
Ступінь дисоціації 
Який зв’язок між  и i ?
KA  K+ + A- ; n = 2
Нехай N – загальне число розчинених молекул слабкого електроліту;
N - число молекул, що розпались на іони
Nn – загальне число іонів (катіонів і аніонів)

47. (N - N) - число молекул, що не дисоціюють
(Nn + (N - N)) – загальне число часток у розчині






















1
)
1
(
)
(
n
N
N
n
N
N
N
N
n
N
частинок
початкових
число
розчині
у
частинок
всіх
число
i
i=  (n-1) + 1
1
1



n
i


48. ДЯКУЮ ЗА УВАГУ!