Дисперсные системы. Растворы.


Чтобы посмотреть презентацию с оформлением и слайдами, скачайте ее файл и откройте в PowerPoint на своем компьютере.
Текстовое содержимое слайдов:

Лекция № 4 тема: Дисперсные системы. Растворы Преподаватель Ростовцева Л.В., 2015 г. ГБОУ ВПО КрасГМУ им. проф.В.Ф. Войно-Ясенецкого Минздрава РоссииФармацевтический колледж План:Понятие о дисперсных системах. Классификация дисперсных систем.2. Гидратная теория растворов Д. И. Менделеева.3. Виды растворов. 4. Способы выражения концентрации растворов. Дисперсные системы - гетерогенные системы, в которых одно вещество в виде очень мелких частиц равномерно распределено в объёме другого. 1. Понятие о дисперсных системах. Классификация дисперсных систем Дисперсная фаза - вещество, которое присутствует в меньшем количестве и распределено в объёме другого. Дисперсионная среда - вещество, присутствующее в большем количестве, в объёме которого распределена дисперсная фаза. Классификация дисперсных систем по сочетанию агрегатного состояния дисперсной фазы и дисперсионной среды Дисперсионнаясреда Дисперсная фаза газ газ жидкость твердое вещество жидкость твердое вещество 2. Классификация дисперсных систем Примеры дисперсных систем Природный газД.с. – газД.ф. -газ Дым, смогД.с. – газД.ф. – твердое вещество АэрозолиД.с. – газД.ф. - жидкость Примеры дисперсных систем шипучие напиткиД.с. – жидкостьД.ф. - газ Жидкие среды организма – плазма крови,лимфа, пищеварительные соки, жидкое содержимое клеток – цитоплазма,кариоплазмаД.с. – жидкостьД.ф. - жидкость 2. Классификация дисперсных систем Примеры дисперсных систем Пористый шоколадД.с. – твердоеД.ф. - газ Медицинские и косметические средстваД.с. – твердоеД.ф. - жидкость Классификация дисперсных систем по степени дисперсности, т.е. среднему размеру частиц дисперсной фазы грубодисперсные (взвеси) тонкодисперсные(коллоидные системы) с размерами частиц более 100 нм. с размерами частиц от 100 до 1нм. Взвеси – это дисперсные системы, в которых размер частиц фазы более 100 нм. это непрозрачные системы, отдельные частицы которых можно заметить невооруженным глазом дисперсная фаза и дисперсионная среда легко разделяются отстаиванием. Взвеси 3. Взвеси эмульсии среда и фаза - нерастворимые друг в друге жидкости суспензии среда – жидкость, фаза – нерастворимое в ней твердое вещество аэрозоли среда – газ, фаза - мелкие частицы жидкостей илитвердых веществ Коллоидные системы – это такие системы, в которых размер частиц фазы от 100 до 1 нм. частицы фазы не видны не вооруженным глазом дисперсная фаза и дисперсионная среда разделяются с трудом 4. Коллоидные системы гели (студни) Коллоидные системы золи (коллоидные растворы) Золь - коллоидный раствор, жидкий при комнатной температуре и содержащий в качестве дисперсионной среды – воду, в качестве дисперсной фазы - твердое вещество. размер частиц фазы лежит в пределах от 1 до 100 нм., частицы фазы не видны не вооруженным глазом, дисперсная фаза и дисперсионная среда разделяются с трудом. нем. sole,лат. solutio — раствор К коллоидным растворам (золям) относятся: большинство жидкостей живой клетки (цитоплазма, ядерный сок – кариоплазма, содержимое органоидов и вакуолей); жидкости живого организма в целом (кровь, лимфа, тканевая жидкость, пищеварительные соки, гуморальные жидкости и т.д.); золи образуют клеи, крахмал, белки, некоторые полимеры; коллоидные растворы могут быть получены в результате химических реакций: например, образование коллоидного раствора кремниевой кислоты Na2SiO3 +2HCl → 2NaCl + H2SiO3↓ Свойства коллоидных растворов (золей):3оли занимают промежуточное положение между истинными растворами и грубодисперсными системами (суспензиями, эмульсиями).Золи обладают эффектом светорассеяния (эффект Тиндаля). 3. Коагуляция – явление слипания коллоидных частиц и выпадение их в осадок при добавлении в коллоидный раствор электролит. При этом раствор превращается в суспензию или гель. Джон Тиндаль – английский физик. Изучал рассеяние света в мутных средах. Открыл явление рассеяния света при прохождении через оптически неоднородную среду (эффект Тиндаля). Впервые детально исследовал (1869) рассеяние солнечного света атмосферой, объяснил голубой цвет неба. Блестящий лектор, автор книги «Фарадей как исследователь» и нескольких научно-популярных книг, переведенных на многие языки.Член Лондонского королевского общества (1852). Награждён медалью Б. Румфорда (1864).  ТИНДАЛЬ (Tyndall), Джон2 августа 1820 г. – 4 декабря 1893 г. Эффект Тиндаля— оптический эффект, рассеяние света при прохождении светового пучка через оптически неоднородную среду. Обычно наблюдается в виде светящегося конуса (конус Тиндаля), видимого на тёмном фоне. слева –раствор крахмала,справа - вода Ге́ли (студни) - студенистые осадки, образующиеся прикоагуляции золей гели образуются при коагуляции золей; со временем структура гелей нарушается - из них выделяется вода. Это явление называется синерезисом. при высушивании гели необратимо разрушаются. лат. gelo — «застываю» природные гели: минералы (опал), тела медуз, хрящи, сухожилия, волосы, мышечная и нервная ткани и т.д. К гелям относятся: полимерные гели, кондитерские, косметические и медицинские гели дисперсионное вещество раздроблено до молекул или ионов менее 1 нм.; растворы называют истинными, если требуется подчеркнуть их отличие от коллоидных растворов. Истинные растворы – гомогенные системы, состоящие из двух и более веществ. Раствор – гомогенная равновесная система переменного состава, образованная из двух или более компонентов (ингредиентов). Растворитель - среда, в которой растворенные вещества равномерно распределены в виде молекул или ионов.Растворителем считается то вещество, агрегатное состояние которого не изменяется при образовании раствора. Растворенное вещество - это вещество, молекулы которого равномерно распределены между молекулами растворителя. 2. Гидратная теория растворов Д. И. Менделеева В 1887 г. Д. И. Менделеев разработал химическую (гидратную) теорию растворов.Химическая теория рассматривает процесс растворения как химическое взаимодействие частиц растворенного веществас молекулами растворителя.В результате этого взаимодействия образуются химические соединения - сольваты.Если растворитель вода, то образуются химические соединения, называемые гидратами. CuSO4 + nH2O растворение CuSO4∙ nH2O выпариваниеCuSO4∙ 5H2O Кристаллические вещества, содержащие молекулы воды, называются кристаллогидратами. Вода, входящая в их состав, называется кристаллизационной водой.CuSO4∙ 5H2O – медный купорос, кристаллогидрат сульфата меди (П)Na2SO4∙ 10H2O - глауберова сольNa2CO3∙ 10H2O - кристаллическая содаMgSO4∙ 7H2O - английская соль Согласно современной теории растворов, при растворении веществодновременно протекают следующие процессы:1. Разрушение структуры растворяемого вещества и диффузия его частиц в массе растворителя. Это физический процесс, он протекает с поглощением теплоты, ΔНфиз≥02. Сольвация (гидратация) частиц растворенного вещества. Это химический процесс, который сопровождается выделением теплоты, ΔНхим ≤0 Общий тепловой эффект растворения равен сумме тепловых эффектов физического и химического процессов:ΔНраст = ΔНфиз + Δнхим Если ΔНхим ≤ ΔНфиз , то ΔНраст ≥0 Процесс растворения - эндотермический процесс, температура раствора понижается. Это происходит при растворении таких веществ, как NaNО3; KC1; K2SO4 КNО3; NH4Cl и др.2. Если ΔНхим ≥ ΔНфиз , то ΔНраст ≤ 0 Процесс растворения - является экзотермическим процессом, температура раствора повышается. Выделение теплоты происходит при растворении в воде АgNО3; NaOH; КОН; ZnSO4; H2SO4 др. Растворы - физико-химические системы, состоящие из растворителя, растворенного вещества и продуктов химического взаимодействия растворителя и растворенного вещества Растворимость – определяется массой вещества, способной раствориться в 1000 мл растворителя при данной температуре.Растворимые - > 10 г. на 1000 мл. воды;Малорастворимые – от 10 до 0, 01 г. на 1000 мл водыНерастворимые - < 0,01 г. на 1000 мл. воды. 3. Виды растворов Растворимость веществ зависит ● от природы растворенного вещества и растворителя● температуры,● давления (для газов, растворимость газов при повышении температуры уменьшается, при повышении давления – увеличивается) По агрегатному состоянию Жидкие (плазма крови, лимфа, микстуры) Твердые (таблетки, сплавы) Газообразные (воздух, газовые смеси)По типу растворителя жидкие растворы делятся на: водные (растворитель - вода) неводные (растворитель - спирт, бензол, эфир, ацетон и т.д.). Классификация растворов По количеству растворенных частиц Насыщенные Ненасыщенные Пересыщенные Концентрированные Разбавленные Классификация растворов Насыщенный - раствор, который содержит максимальное количество растворяемого вещества при данной температуре.Ненасыщенные - раствор, который содержит меньше растворяемого вещества, чем насыщенный при данной температуре.Пересыщенные – неустойчивые растворы, при встряхивании из них образуются насыщенные растворы, и выделяется избыток растворенного вещества Виды растворов Концентрированные - содержат много растворенного вещества по сравнению с массой растворителя.Разбавленные - содержат мало растворенного вещества по сравнению с массой растворителя. 4. Способы выражения концентрации растворов Концентрация – характеризует количественный состав раствора и показывает относительное содержание растворённого вещества в нём. Концентрация Приблизительная(техническая) Точная (аналитическая) Массовая доля растворенного вещества в растворе(процентная концентрация) Способы выражения концентрации растворов ω (%) Молярная концентрация Молярная концентрация эквивалента Титр С(Х) (моль/л) С(1/z X) (моль/л) Т (г/мл) Массовая доля растворённого вещества (ω) показывает отношение массы растворённого вещества (mр.в-ва) к общей массе раствора (mр-ра). Массовая доля растворённого вещества выражается в долях от единицы, или процентах. ω = mр.в-ва /mр-ра · 100% Действия над растворами Разбавление Упаривание Смешивание mр.в-ва - не изменяетсяmр.в-ва = ω1 · mр-ра1/100%mр-ра ↑mр-ра2 = mр-ра1 + m(Н2О) ω ↓ω2 = mр.в-ва /mр-ра2·100% mр.в-ва - не изменяетсяmр.в-ва = ω1 · mр-ра1/100%mр-ра ↓ mр-ра2 = mр-ра1 - m(Н2О) ω ↑ω2 = mр.в-ва /mр-ра2·100% ω3 = ω1·m1+ ω2·m2 m1+ m2ω1 – массовая доля р-ра1m1- масса р-ра1ω2 – массовая доля р-ра2m2- масса р-ра2 Молярная концентрация (молярность) показывает число молей растворённого вещества в 1л раствора.С(Х) = n/V С(Х) – молярная концентрация, моль/л (М) n - количество растворённого вещества, моль V – объём раствора, литр n = m/М, М – молярная масса (г/моль) С(Х) = m/ V(л) · М С(Х) = m ·1000/ V(мл) · М Формулы для расчетов С (Х) = n/V 1. Вычисление молярной концентрации 2. Вычисление массы растворенного вещества m = С(Х) · V(л) · М m = С(Х) · V(мл) · М/1000 1 моль/л = 1М – одномолярный 0,1 моль/л = 0,1М – однодецимолярный0,5 моль/л = 0,5М - пятьдецимолярный0,01 моль/л = 0,01М – односантимолярный0,05 моль/л = 0,05М – пятьсантимолярный0,001 моль/л = 0,001М – одномиллимолярный0,005 моль/л = 0,005М - пятьмиллимолярный Молярная концентрация Молярная концентрация эквивалента (нормальная концентрация, нормальность)показывает число эквивалентов растворённого вещества в 1л раствора.С(1/z X) = n(1/z X) / V Формулы для расчетов 1. Вычисление молярной концентрации эквивалента 2. Вычисление массы растворенного вещества n(1/z X) = m/ M(1/z X), M(1/z X) – молярная масса эквивалента С(1/z X) = m/M(1/z X) · V(л) С(1/z X) = m · 1000/M(1/z X) · V(мл) m = С(1/z X) · M(1/z X) · V m = С(1/z X) · M(1/z X) · V(мл)/1000 M(1/z X) – молярная масса эквивалента M(1/z X) = 1/z (X) · M(X) 1/z Х - фактор эквивалентности показывает, какая доля частицы вещества Х соответствует одному иону водорода в реакциях без изменения степени окисления или одному электрону в ОВР. Для кислот: z – основность кислоты = числу атомов водорода Для оснований: z – кислотность основания = числу гидроксогрупп Для солей: z = степень окисления металла · число атомов металла соли. Переход от одного вида концентрации к другому С(Х)= ω · ρ · 10/М(Х) С(1/z X) = ω · ρ · 10/ M(1/z X) С(Х)= С(1/z X) · M(1/z X)/М(Х) С(1/z X) = С( X) · M(X)/М(1/z Х) Титрованные растворы – это растворы, концентрация которых выражается титромТитр показывает количество граммов вещества, растворённого в 1мл раствораТ = m/V Т = С(1/z Х) · М(1/z Х) /1000 Контрольные вопросы для закрепления:1. Что такое водные и неводные растворы?2. Что служит доказательством физико-химического характера процесса растворения? 3. В водном растворе массовая доля натрия хлорида равна 0,9% .Чему равна масса соли в 100 г. такого раствора? Рекомендуемая литератураОсновнаяА. В. Бабков, Т. И. Барабанова, В. А. Попков. Общая и неорганическая химия : учеб. для мед. училищ и колледжей, М. : ГЭОТАР-Медиа, 2013. Дополнительная А. В. Жолнин ; ред. В. А. Попков, А. В. Жолнин. Общая химия : учебник, М. : ГЭОТАР-Медиа, 2012. Электронные ресурсы ЭБС КрасГМУ Colibris; ЭБС Консультант студента; ЭБС ibooks; НЭБ elibrary.

Приложенные файлы

  • ppt file4
    Размер файла: 730 kB Загрузок: 6

Добавить комментарий