![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
II. Практическая частьСтр 1 из 4Следующая ⇒
Лабораторно-практическое занятие № 7 Тема 1.4 Растворы. Тема занятия «Растворы. Массовая доля растворенного вещества» Цели занятия:
· совершенствовать знания - видов дисперсных систем: грубодисперсные (суспензии и эмульсии), коллоидные и истинные растворы; - способов выражения состава растворов; · приобрести навыки: - определения массовой доли растворенного вещества в растворе; - использования расчетных формул; - приготовления раствора с указанной массовой долей растворенного вещества. I Теоретическая часть: Основные понятия. Классификация дисперсных систем. Очень часто одно или несколько веществ более или менее равномерно распределены между частицами другого вещества. Примером такой системы является зубная паста, в которой частицы твердого вещества распределены в жидкости. Такая система является гетерогенной. Системы, в которых частицы одного вещества распределены между частицами другого, называются дисперсными. Таблица 1. Классификация дисперсных систем.
Дисперсность (лат. - рассеянный, рассыпчатый) - степень раздробленности вещества на частццы (чем мельче частицы, тем больше дисперсность). Дисперсная система - вещество в виде малых частиц (дисперсная фаза) вместе со средой (дисперсионная среда), в которой они распределены, например аэрозоли (туман, дым), суспензии, эмульсии. Суспензия (лат. - подвешивание) - взвесь - дисперсная система, состоящая из двух фаз - жидкой и твердой, где мелкие твердые частицы взвешены в жидкости (например, мутная глинистая вода). Эмульсия (лат. - доить - одной из первых изученных эмульсий было молоко) - жидкость, в которой находятся во взвешенном состоянии микроскопические капельки другой жидкости. Классификация дисперсных систем по размеру частиц, составляющих дисперсную фазу: · грубодисперсные — размер частиц более 100 нм;
Коллоиды занимают промежуточное положение между грубодисперсными системами и истинными растворами. Большое значение имеют коллоидные системы для биологии и медицины. В состав любого живого организма входят твердые, жидкие и газообразные вещества, находящиеся в сложнейших взаимоотношениях друг с другом и окружающей средой. Цитоплазма клеток обладает свойствами, характерными как для жидких, так и студнеобразных веществ. С химической точки зрения организм в целом — это сложная совокупность многих коллоидных систем.
Коллоидные растворы, как правило, опалесцируют — рассеивают падающий свет за счет частиц дисперсной фазы, размеры которых сравнимы с длиной волны излучения. При этом коллоидный раствор при освещении как бы светится сам. Характерным проявлением опалесценции является эффект Тиндаля — появление в коллоидном растворе светящейся дорожки при пропускании через него луча света.
Источник света Истинный раствор Коллоидный раствор Рис. 1Рассеяние света коллоидными частицами (эффект Тиндаля). Важнейшими типами коллоидных систем являются золи и гели. Золи- это коллоидные системы, в которых дисперсионной средой является жидкость, а дисперсной фазой – твердое вещество. При длительном хранении гидрофильные золи могут превращается в гели – особое студнеобразное коллоидное состояние. Гели широко распространены в нашей повседневной жизни.
Рис. 2. Классификация гелей
Для некоторых гелей характерно явление синерезиса (расслоения) — самопроизвольного выделения жидкости. При этом пространственная сетка геля уплотняется, ее объем уменьшается, образуется так называемый твердый коллоид Схематично эти процессы представлены на рисунке 3. Рис. 3. Обратимые процессы превращения золя в гель и твердый коллоид Раствор — это гомогенная система, состоящая из двух или более компонентов и продуктов их взаимодействия. Растворы всегда однородны и по агрегатному состоянию могут представлять собой газ, жидкость или твердое вещество. Любые газы смешиваются друг с другом в любых соотношениях. Такие растворы чаще называют газовыми смесями. В жидкостях могут растворяться газы, другие жидкости и твердые вещества (агрегатное состояние таких растворов жидкое). Аналогично существуют растворы газов, жидкостей и твердых веществ в твердых веществах. Например, при кристаллизации расплава серебра и золота можно получить твердые растворы различного состава. В истинных растворах вещество дисперсной фазы раздроблено до мельчайших частиц — молекул или ионов. Такие частицы непросто увидеть даже «вооруженным» глазом, поскольку их размеры не превышают 5 нм (5 • 10-9 м). Чаще всего растворы состоят из двух компонентов — растворителя и растворенного вещества. Понятия «растворитель» и «растворенное вещество» достаточно условны. Растворителем считают то вещество, агрегатное состояние которого не изменяется при образовании раствора. Например, в системах аммиак—вода, нитрат серебра—вода растворителем является вода, несмотря на то, что в 65% -м растворе нитрата серебра массовая доля соли больше, чем воды. Если же раствор образовался при смешении газа с газом, жидкости с жидкостью, твердого вещества с твердым веществом, то растворителем считают тот компонент, которого в растворе больше. Если одним из компонентов раствора является вода, ее чаще всего и считают растворителем. Например, 60%-ю азотную кислоту привычнее считать водным раствором HNО3, а не раствором воды в азотной кислоте. Способы выражения состава растворов. Состав раствора выражают с помощью так называемых дольных величин или с помощью концентрации. Массовая доля (ω) определяется отношением массы растворенного вещества к массе раствора: и может быть выражена в процентах или в долях от единицы. Например, 5%-й раствор поваренной соли массой 100 г содержит 5 г растворенного вещества (поваренной соли) и 95 г растворителя (воды). С увеличением массовой доли изменяется плотность раствора. Зависимость плотности раствора от массовой доли растворенного вещества часто представляют в виде таблиц и помещают в справочниках по аналитической химии. Измерив плотность раствора с помощью специального прибора — ареометра, можно по таблице определить массовую долю растворенного вещества в данном растворе. Массовые доли чаще всего используются в медицине (3- или 5% -я настойки йода) или в быту (3% -й уксус). Растворы играют важную роль в природе, науке и технике. Вода, широко распространенная в природе, всегда содержит растворенные вещества. Природные водные растворы участвуют в процессах почвообразования и снабжают растения питательными веществами. Сложные физико-химические процессы, происходящие в организме человека и животных, тоже протекают в растворах. Очень важным свойством растворов является наличие у них осмотического давления, возникающего в результате осмоса. (см. Приложение 2 «Осмос, значение осмоса в медицине»). Контрольные вопросы и задачи
1. Для получения некоторых лаков приготавливают дисперсную систему из красителя и ацетона. Что является при этом дисперсной фазовой и что дисперсионной средой? 2. В чем отличие взвесей от коллоидных растворов и истинных растворов? 3. Можно ли считать растворы механическим смесями? Почему? 4. Можно ли растворы считать химическими соединениями? Почему? 5. Молоко и сливочное масло представляют собой эмульсии. В чем их принципиальное различие с точки зрения природы дисперсной фазы и дисперсионной среды? 2. Определите массу воды, которую нужно прибавить к 100 мл 27 %-го раствора гидроксида калия плотностью 1, 25 г/мл, чтобы получить раствор с массовой долей щелочи, равной 3%. II. Практическая часть Задания № 1, 3, 4, 6, 8, 11 выполняются малыми группами. Задания 2, 5, 7, 9, 10 –внеаудиторная самостоятельная работа.
|