ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Теоретические пояснения. Концентрация раствора- это относительное содержание растворенного вещества в растворе
Концентрация раствора- это относительное содержание растворенного вещества в растворе. Для выражения концентрации растворов существует два способа. I. долевой способ: а) массовая доля вещества ω, безразмерная величина или выражается в процентах, вычисляют по формуле % (7.1) где m(в-ва), масса вещества, г; m(р-ра), масса раствора, г. б) мольная доля χ, величина безразмерная или выражается в процентах, вычисляют по формуле % (7.2) где ν(в-ва), количество вещества, моль; ν1 + ν2 +…, сумма количеств всех веществ в растворе, моль. в) объемная доля φ, величина безразмерная или выражается в процентах, вычисляют по формуле % (7.3) где V(в-ва), объем вещества, л; V(смеси), объем смеси, л. II. концентрационный способ: а) молярная концентрация CM, моль/л, вычисляют по формуле (7.4) где ν(в-ва), количество вещества, моль; V(р-ра), объем раствора, л. б) нормальная концентрация СН, моль/л, вычисляют по формуле (7.5) или (7.6) где ν(экв), количество вещества эквивалента, моль; V(р-ра), объем раствора, л; Z, фактор эквивалентности. в) моляльная концентрация Сb, моль/кг, вычисляют по формуле (7.7) где ν(в-ва), количество вещества, моль; m(р-ля), масса растворителя, кг. г) титр Т, г/мл, вычисляют по формуле (7.8) где m(в-ва), масса вещества, г; V(р-ра), объем раствора, мл. Обычно вызывает затруднение изучение свойств растворов (осмос и осмотическое давление, понижение давления насыщенного пара, понижение температуры кристаллизации и повышение температуры кипения растворов), а также свойств растворенных веществ — растворимости и произведения растворимости. Осмос- это односторонняя диффузия веществ из растворов через полупроницаемую мембрану, разделяющую раствор и чистый растворитель или два раствора различной концентрации. В системе растворитель-раствор молекулы растворителя могут перемещаться через перегородку в обоих направлениях. Но число молекул растворителя, переходящих в раствор в единицу времени, больше числа молекул, перемещающихся из раствора в растворитель. Давление, которое надо приложить, чтобы скорости обоих процессов были равными, называют осмотическим. Растворы, характеризующиеся одинаковым осмотическим давлением, называются изотоническими. Осмотическое давление определяют согласно закону Вант-Гоффа , (7.9) где ν, количество вещества, моль; R, газовая постоянная, равная 8,314 Дж/(моль·К); Т, абсолютная температура, К; V, объем раствора, м3 Относительное понижение давления пара растворителя над раствором согласно закону Рауля выражается соотношением , (7.10) где P0, давление пара над чистым растворителем; P, давление пара растворителя над раствором; n, количество растворенного вещества, моль; N, количество растворителя, моль. Повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания растворов по сравнению с чистым растворителем, согласно закону Рауля, пропорциональны моляльной концентрации растворенного вещества неэлектролита ∆Т= КСb (7.11) где Сb, моляльная концентрация, моль/кг; К, коэффициент пропорциональности. В случае повышения температуры кипения раствора К называется эбулиоскопической константой, в случае понижения температуры замерзания- криоскопической константой. Эти константы, численно различные для одного и того же растворителя, характеризуют повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания одномоляльного раствора, т.е. при растворении 1 моль нелетучего неэлектролита в 1000 г растворителя. Растворимость S показывает, сколько граммов вещества может раствориться в 100 г воды при данной температуре. Растворимость твердых веществ с ростом температуры, как правило, возрастает, а для газообразных веществ – уменьшается. Для перехода от массы раствора к его объему и наоборот нужно знать величину плотности. Плотность выражается в г/см3 (г/мл), кг/м3, г/л, и др. Для приближенного и быстрого определения плотности служит ареометр или денсиметр (см. рис. 7.1). Ареометр представляет собой поплавок с дробью и узкой трубкой. На трубке имеется шкала, проградуированная в единицах плотности. Ареометр погружается в различные жидкости или растворы различной концентрации на разную глубину. При этом вытесняются различные объемы жидкостей, но массы их всегда одинаковы, они равны массе ареометра. В состоянии равновесия выталкивающая сила, действующая на ареометр, уравновешивается силой тяжести: Fвыт.= mg или рж·V·g = mg, отсюда V = m/рж,. Итак, объем вытесненной жидкости (или глубина погружения) обратно пропорционален плотности жидкости рж. На этом и основано измерение плотности ареометром. Жидкость наливают в чистый цилиндр. Из набора выбирают ареометр, который погружается на такую глубину, чтобы уровень жидкости в цилиндре находился в пределах шкалы ареометра. Ареометр не должен касаться дна и стенок цилиндра. Показания следует снимать по нижнему краю мениска в случае прозрачной жидкости, и по верхнему - в случае непрозрачной. Зная плотность раствора, по специальным таблицам (см. табл. 7.1) можно определить массовую долю раствора, и наоборот, зная концентрацию раствора, определить его плотность.
Рис.7.1 Определение плотности жидкости при помощи ареометра
Таблица 7.1- Массовая доля (ω%) и плотность (р) растворов солей при 20°C
Если в таблице отсутствует необходимое значение величины, то применяют метод интерполяции (нахождение промежуточного значения величины по известным крайним значениям). В данном случае применяется линейная интерполяция: считается, что в узких интервалах зависимость между плотностью и концентрацией линейна. Это является, в некоторой степени, приближением. В действительности возможны и отклонения от линейности. Допустим, нужно определить плотность 2,3% раствора хлорида натрия. Такой концентрации в таблице нет. Ближайшие значения массовой доли - 2% и 4%, им соответствуют плотности растворов 1,0125 г/см3 и 1,0226 г/см3. Следовательно, при изменении концентрации на 2%, плотность раствора изменится на 1,0226-1,0125=0,0101 г/см3. Составив пропорцию, найдем, как изменится плотность при изменении концентрации на 0,3%: 2% — 0,0101 г/см3 0,3% — х г/см3 Из пропорции х=0,0015 г/см3. Прибавив эту величину к значению плотности 2%- ного раствора, получим плотность 2,3%- ного раствора: 1,0125+0,0015=1,0140 г/см3. Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|