roztwory i sposoby wyrażania stężeń roztworów+ przykładowe.pdf
(
496 KB
)
Pobierz
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">
Materiał powtórzeniowy do sprawdzianu - roztwory i sposoby wyrażania
stężeń roztworów, rozcieńczanie i zatężanie roztworów, zadania
z rozwiązaniami
I. Mieszaniny
Mieszanina to układ przynajmniej dwuskładnikowy składający się z fazy dyspergowanej
(rozpraszanej) i dyspergującej (rozpraszającej) (np. rozproszony tlen w azocie, wodny
roztwór alkoholu, gaz w cieczy- piana, ciecz w gazie- aerozol, ciało stałe w gazie - kurz,
gaz w ciele stałym - pumeks)
Kryteria podziału mieszanin
:
a)
Kryterium średnicy cząsteczek fazy dyspergowanej
Rzeczywiste
Koloidy
Zawiesiny
średnica cząsteczek
fazy rozproszonej
(zdyspergowanej) <
1nm (10
-9
m)
średnica cząsteczek fazy rozproszonej
(zdyspergowanej) zawarta
w przedziale od 1 do 200nm,
średnica cząsteczek fazy
rozproszonej
(zdyspergowanej) >
200nm, cząsteczki te
podlegają siłom
grawitacji więc
następuje ich separacja
z fazy dyspergującej
(rozpraszającej) –
zjawisko sedymentacji.
zole liofilowe
zole liofobowe
–„lubiące”-
mające
powinowactwo do
rozpuszczalnika
„nielubiące”-
niemające
powinowactwa do
rozpuszczalnika.
b)
Kryterium składu chemicznego i stanu skupienia fazy rozpraszanej i rozpraszającej
:
- jednorodne (np. woda + para wodna + lód)
- niejednorodne (np. etanol + woda),
- jednofazowe (wodny roztwór cukru),
II. Rozpuszczalność, rozpuszczanie kryształów jonowych, sposoby wyrażania stężeń
roztworów
1. Podstawowe definicje
Rozpuszczalność
- maksymalna ilość gram substancji , która w określonej
temperaturze rozpuszcza się w 100g rozpuszczalnika dając roztwór nasycony
(
rozpuszczalność
można również określić jako maksymalną liczbę moli substancji
rozpuszczonej, która zawarta w 1dm
3
roztworu nasyconego
),
Roztwór nasycony
–
to taki w którym ilość substancji rozpuszczonej jest równa jej
rozpuszczalności,
Roztwór nienasycony
– ilość substancji rozpuszczonej jest mniejsza niż to wynika
z jej rozpuszczalności,
Roztwór przesycony
– ilość substancji znajdującej się w roztworze jest większa niż
to wynika z jej rozpuszczalności, czyli substancja w roztworze znajduje się w
stanie równowagi dynamicznej między jej fazą rozpuszczoną i fazą
nierozpuszczoną.
Dla większości
substancji stałych
ich
rozpuszczalność wzrasta wraz ze wzrostem
temperatury roztworu
, dla
substancji gazowych
rozpuszczalność maleje wraz
ze wzrostem temperatury
a
wzrasta wraz ze wzrostem ciśnienia
.
2
.
Rozpuszczanie i efekty towarzyszące procesowi rozpuszczania
Roztwarzanie
Dylatacja
Kontrakcja
rozpuszczanie, któremu
towarzyszą reakcje
chemiczne, np. reakcja
sodu z wodą, reakcja
metalu z kwasem,
zwiększenie objętości
po wymieszaniu rozpuszczalnika
i substancji rozpuszczonej jako
wynik powiększenia się
dotychczasowych odległości
między cząsteczkami,
zmniejszenie objętości
w wyniku zmniejszenia
się odległości między
cząsteczkami (np. woda +
alkohol daje zmniejszenie
objętości ok. 3%)
3
.
Etapy rozpuszczania i
efekt energetyczny rozpuszczania
etapy rozpuszczania się kryształów jonowych:
Etap I
– rozerwanie oddziaływań międzycząsteczkowych w
rozpuszczalniku (wiązań wodorowych w zasocjowanych aglomeratach
wody) etap endoenergetyczny (
E
1
)
Etap II
- Wyrwanie jonów z węzłów sieci krystalicznej przez dipole wody
i zniszczenie kryształu jonowego – etap endoenergetyczny (
E
2
)
Etap III
– solwatacja (uwodnienie - hydratacja) jonów przez dipole wody
– proces egzoenergetyczny (
E
3
)
Przykład - etapy rozpuszczania się jodku potasu w wodzie
Etap I:
rozerwanie wiązań wodorowych (oddziaływań miedzy cząsteczkowych)
między dipolami wody -
proces endoenergetyczny
wymagający nakładu energii
Etap II: ustawienie się dipoli wody odpowiednimi biegunami w kierunku jonów
w krysztale jonowym i wyrwanie ich z węzłów sieci krystalicznej - zniszczenie
sieci krystalicznej -
proces endoenergetyczny
Anion
I
-
Kation
K
+
Etap III. Solwatacja - uwodnienie - hydratacja jonów przez dipole wody i ich
izolowane w roztworze wodnym -
proces egzoenergetyczny
efekt energetyczny rozpuszczania substancji jest sumą efektów energetycznych
poszczególnych etapów rozpuszczania: np. w przypadku rozpuszczania
kryształów jonowych w rozpuszczalnikach polarnych (woda, etanol)
jeżeli
E
1
+ E
2
< E
3
to kryształ
jonowy jest rozpuszczalny w wodzie
,
jeżeli
E
1
+ E
2
> E
3
to związek
jest praktycznie nierozpuszczalny
lub bardzo słabo
rozpuszczalny, jego rozpuszczalność można zwiększyć przez podgrzanie
roztworu (dostarczenie energii do układu).
Krystalizacja
– proces odwrotny do rozpuszczania, efekty energetyczne
odwrócone w stosunku do procesu rozpuszczania.
4. Sposoby wyrażania stężeń roztworów
A. Stężenie procentowe - C
p
= [%]
Określa procent masowy (wagowy) substancji rozpuszczonej w rozpuszczalniku -
praktycznie określa liczbę gramów substancji rozpuszczonej - zawartej w 100g
roztworu:
C
p
Liczba gramów substancji rozpuszczonej w 100g roztworu
1%
1,0g
0,2%
0,2g
25%
25,0g
0,05%
0,05g
Wzór na stężenie procentowe
C
p
=
gdzie:
m
s
- masa substancji rozpuszczonej: m
s
= m
r
- m
rozp.
m
r
- masa roztworu: m
r
= m
s
+ m
rozp.
m
rozp.-
masa rozpuszczalnika: m
rozp.
= m
r
- m
s
d
r
=
gdzie: d
r
- gęstość roztworu, V
r
- objętość roztworu
Uwaga - w przeliczeniach należy każdorazowo jednostki miary należy do
tej samej skali: 1kg = 1000g, 1dm
3
= 1000cm
3
.
Przykładowe zadania:
Zad.1. Rozpuszczalność jodu potasu KI w temp. 20
o
C wynosi 145g/100g wody. Oblicz
stężenie procentowe nasyconego roztworu tej soli.
Rozwiązanie:
Dane:
m
s
= 145g
m
rozp.
= 100g
m
r
= m
s
+ m
rozp
. =
145g + 100g = 245g
Obliczenie:
C
p
=
Zad.2. W 250g wody rozpuszczono 50g cukru. Oblicz stężenie procentowe roztworu.
Rozwiązanie:
Dane:
m
s
= 50g
m
rozp.
= 250g
m
r
= m
s
+ m
rozp
. =
50g + 250g = 300g
Obliczenie:
C
p
=
Zad.3. Oblicz, ile należy odważyć gramów chlorku sodu i odmierzyć dm
3
wody aby
otrzymać 2kg 6% roztworu tej soli.
Rozwiązanie:
Dane: Szukane:
C
p
= 6% m
s
m
r
= 2kg = 2000g m
rozp.
i V
rozp.
Obliczenie:
C
p
=
m
s
=
m
rozp.
= m
r
- m
s
= 2000g - 120g = 1880g wody, przyjmując gęstość wody 1g/cm
3
V
rozp
= 1880cm
3
= 1,88dm
3
.
Zad.4. Stężenie procentowe nasyconego roztworu chlorku potasu w temp. 40
o
C wynosi
28,57%. Oblicz, ile gramów tej soli wytrąci się z 200g roztworu - ulegnie
krystalizacji jeżeli temp. roztworu zostanie obniżona do 10
o
C,w której
rozpuszczalność tej soli wynosi 32g/100g wody.
Rozwiązanie:
Dane:
C
p
= 28,57% co oznacza, że w 100g roztworu znajduje się m
s
= 28,57g tej soli,
Obliczenie rozpuszczalności soli w temp. 40
o
C
m
rozp.
= m
r
- m
s
= 100g - 28,57g = 71,43g wody
71,43g wody ------------ 28,57g soli
100g ---------------------- x
------------------------------------------
x = 40g czyli rozpuszczalność tej soli wynosi 40g w 100g wody,
Obliczenie gramów soli 28,57% zawartej w 200g roztworu:
100g roztworu ----- 28,57g soli
200g ------ x
----------------------------------------
x = 57,14g
Obliczenie gramów soli rozpuszczonej dla rozpuszczalności w temp. 10
o
C
m
r
= m
s
+ m
rozp.
= 32g + 100g = 132g
132g roztworu ----------- 32g rozpuszczonej soli
200g ------------ x
----------------------------------------------------------
X
= 48,50g (w temp. 10
o
C w 200g roztworu maksymalnie może
rozpuścić się ta ilość soli dając roztwór nasycony)
Obliczenie masy skrystalizowanej soli po obniżeniu temp. roztworu
Δm
s
= 57,14g - 48,57g = 8,57g.
Zad.5. Gęstość w temp. 20
o
C wodnego roztworu kwasu siarkowego(VI) wynosi
1,32g/cm
3
, jego stężenie procentowe 42%. Oblicz masę kwasu siarkowego
zawartą w 1dm
3
42% roztworu tego kwasu
.
Rozwiązanie:
Dane:
dr = 1,32g/cm
3
,
V
r
= 1dm
3
= 1000cm
3
Obliczenie masy roztworu kwasu
mr = Vr · dr = 1000cm
3
· 1,32g/cm
3
= 1320g.
C
p
=
m
s
=
Plik z chomika:
uusia20
Inne pliki z tego folderu:
Klasyfikacja związków nieorganicznych - kompendium.pdf
(607 KB)
konfiguracja eletronowa + przykładowe zadania.pdf
(468 KB)
Kwasy i sole - zestawienie tabeleryczne.pdf
(251 KB)
kwasy i sole + przykładowe zadania.pdf
(239 KB)
Kwasy tlenowe - budowa.pdf
(290 KB)
Inne foldery tego chomika:
budowa atomu zadania
Chemia
organiczna
pazdro
podreczniki
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin