Цель занятия: Формирование базовых знаний о определения свойств и концентраций растворов и навыков проведения расчетов.
Требования к знаниям, которые студент должен приобрести в результате освоения темы:
знать выражения состава растворов;
уметь: вычислять состав и количества индивидуальных веществ в растворах
Теоретическая часть:
Растворами называют термодинамически устойчивые гомогенные смеси переменного состава, образованные из двух и более компонентов. Гомогенная система, образующая раствор, может быть твердой или жидкой. В состав каждого раствора обязательно входят растворенные вещества и растворитель. Растворителем называют компонент, который в чистом виде существует в том же агрегатном состоянии, что и полученный раствор, либо компонент, концентрация которого выше концентрации других компонентов. Растворитель представляет собой среду, в которой равномерно распределены растворенные вещества и сохраняет свое фазовое состояние при образовании растворов. Компонент раствора, присутствующий в нем в меньшей концентрации, чем растворитель и молекулы которого равномерно распределены между молекулами растворителя, обычно определяют как растворенное вещество.
Состав раствора, в частности, содержание растворенного вещества, может выражаться различными Концентрацией раствора называют содержание растворенного вещества в определенном массовом или объемном количестве раствора или растворителя. В химической практике наиболее часто используются следующие величины, выражающие содержание растворенного вещества в растворе:
Ø Массовая доля растворенного вещества (ω). Массовая доля представляет собой отношение массы растворенного вещества к массе всего раствора. Это безразмерная величина, выражаемая в долях от единицы или в процентах.
ω = или ω =
где mв-ва – масса растворенного вещества, г;
mp – масса раствора, г.
Масса раствора представляет собой сумму масс растворенного вещества и растворителя:
mp = m + mр-ля
Ø Мольная доля (N) – отношение количества растворенного вещества (или растворителя) к сумме всех веществ, составляющих раствор. Также как и массовая доля, мольная доля является безразмерной величиной.
Nв-ва =
Nр-ля =
где νв-ва – количество растворенного вещества, моль;
νp – количество вещества растворителя, моль.
Ø Молярная концентрация растворенного веществаили молярность (СМ). Молярная концентрация вещества в растворе показывает, какое количество растворенного вещества (моль) содержится в 1 литре раствора. Молярная концентрация измеряется в моль/л или моль/дм3 (М).
СМ = или СМ =
где νв-ва – количество растворенного вещества, моль;
mв-ва – масса растворенного вещества, г;
Мв-ва – молярная масса растворенного вещества, г/моль;
Vp-ра – объем раствора, л.
Ø Молярная концентрация эквивалента вещества или нормальность (Сн) – число эквивалентных масс растворенного вещества, содержащегося в 1 литре раствора; единицы измерения – моль эквивалентов/литр (н).
Сн =
где mв-ва – масса растворенного вещества, г;
МЭ – молярная масса эквивалента вещества, г/моль.
Vp-ра – объем раствора, л;
Ø Моляльная концентрация растворенного веществаили моляльность (Сm) – величина, показывающая, какое количества растворенного вещества содержится в 1000 г растворителя. Единицы измерения моляльности – моль/кг или моль/г.
Неметаллические свойства элементов определяются атомов «принимать» электроны, т.е. проявлять при взаимодействии с атомами других элементов окислительные свойства. К неметаллам отно- сятся элементы с большой энергией ионизации, большим сродством к элек- трону и минимально возможным радиусом атома. Число неметаллов, известных в природе по сравнению с металлами отно- сительно невелико. Из всех элементов неметаллическими свойствами обла- дают 22 элемента, остальные элементы характеризуются металлическими свойствами. Неметаллы в основном располагаются в правой верхней части периоди- ческой системы. По мере заполнения наружной электронной оболочки чис- ло электронов на внешнем слое у неметаллов растет, а радиус уменьшается, поэтому они в большей степени стремятся присоединять электроны. В связи с этим неметаллы характеризуются более высокими значениями энергии ионизации, сродства к электрону и электроотрицательности по сравнению с атомами металлов и поэтому у них преобладают окислительные свойства, т.е атомов присоединять электроны. Особенно ярко окисли- тельные свойства выражены у атомов неметаллов 6 и 7 групп второго и третьего периодов. Самый сильный окислитель – фтор. Он окисляет даже воду и некоторые благородные газы: 2 F2 + 2 H2O = 4HF + O2 2 F2 + Xe = XeF4 Окислительные свойства неметаллов зависят от численного значения электроотрицательности атома и увеличиваются в следующем порядке: Si, B, H, P, C, S, I, Br, N, Cl, O, F Такая же закономерность в изменении окислительных свойств харак- терна и для простых веществ соответствующих элементов. Ее можно на- блюдать на примере реакций с водородом: 3 H2 + N2 = 2 NH3 (t, катализатор); H2 + Cl2 = 2 HCl (при освещении – hυ); H2 + F2 = 2 HF (в темноте - взрыв); Восстановительные свойства у атомов неметаллов выражены довольно слабо и возрастают от кислорода к кремнию: Si, B, H, P, C, S, I, Br, N, Cl, О Cl2 + O2 ≠ ; N2 + O2 = 2 NO (только при высокой t); S + O2 = SO2 ( при н.у.) Благородные газы в виде простых веществ одноатомны (Не, Nе, Аr и т.д.). Галогены, азот, кислород, водород как простые вещества существуют в виде двухатомных молекул (F2, С12, Вr2, I2, N2, О2, Н2). Остальные неме- таллы могут существовать при нормальных условиях, как в кристалличе- ском состоянии, так и в аморфном состоянии. Неметаллы в отличие от ме- таллов плохо проводят теплоту и электрический ток.
Объяснение:
растворов (решение задач)
Цель занятия: Формирование базовых знаний о определения свойств и концентраций растворов и навыков проведения расчетов.
Требования к знаниям, которые студент должен приобрести в результате освоения темы:
знать выражения состава растворов;
уметь: вычислять состав и количества индивидуальных веществ в растворах
Теоретическая часть:
Растворами называют термодинамически устойчивые гомогенные смеси переменного состава, образованные из двух и более компонентов. Гомогенная система, образующая раствор, может быть твердой или жидкой. В состав каждого раствора обязательно входят растворенные вещества и растворитель. Растворителем называют компонент, который в чистом виде существует в том же агрегатном состоянии, что и полученный раствор, либо компонент, концентрация которого выше концентрации других компонентов. Растворитель представляет собой среду, в которой равномерно распределены растворенные вещества и сохраняет свое фазовое состояние при образовании растворов. Компонент раствора, присутствующий в нем в меньшей концентрации, чем растворитель и молекулы которого равномерно распределены между молекулами растворителя, обычно определяют как растворенное вещество.
Состав раствора, в частности, содержание растворенного вещества, может выражаться различными Концентрацией раствора называют содержание растворенного вещества в определенном массовом или объемном количестве раствора или растворителя. В химической практике наиболее часто используются следующие величины, выражающие содержание растворенного вещества в растворе:
Ø Массовая доля растворенного вещества (ω). Массовая доля представляет собой отношение массы растворенного вещества к массе всего раствора. Это безразмерная величина, выражаемая в долях от единицы или в процентах.
ω = или ω =
где mв-ва – масса растворенного вещества, г;
mp – масса раствора, г.
Масса раствора представляет собой сумму масс растворенного вещества и растворителя:
mp = m + mр-ля
Ø Мольная доля (N) – отношение количества растворенного вещества (или растворителя) к сумме всех веществ, составляющих раствор. Также как и массовая доля, мольная доля является безразмерной величиной.
Nв-ва =
Nр-ля =
где νв-ва – количество растворенного вещества, моль;
νp – количество вещества растворителя, моль.
Ø Молярная концентрация растворенного веществаили молярность (СМ). Молярная концентрация вещества в растворе показывает, какое количество растворенного вещества (моль) содержится в 1 литре раствора. Молярная концентрация измеряется в моль/л или моль/дм3 (М).
СМ = или СМ =
где νв-ва – количество растворенного вещества, моль;
mв-ва – масса растворенного вещества, г;
Мв-ва – молярная масса растворенного вещества, г/моль;
Vp-ра – объем раствора, л.
Ø Молярная концентрация эквивалента вещества или нормальность (Сн) – число эквивалентных масс растворенного вещества, содержащегося в 1 литре раствора; единицы измерения – моль эквивалентов/литр (н).
Сн =
где mв-ва – масса растворенного вещества, г;
МЭ – молярная масса эквивалента вещества, г/моль.
Vp-ра – объем раствора, л;
Ø Моляльная концентрация растворенного веществаили моляльность (Сm) – величина, показывающая, какое количества растворенного вещества содержится в 1000 г растворителя. Единицы измерения моляльности – моль/кг или моль/г.
атомов «принимать» электроны, т.е. проявлять при взаимодействии с
атомами других элементов окислительные свойства. К неметаллам отно-
сятся элементы с большой энергией ионизации, большим сродством к элек-
трону и минимально возможным радиусом атома.
Число неметаллов, известных в природе по сравнению с металлами отно-
сительно невелико. Из всех элементов неметаллическими свойствами обла-
дают 22 элемента, остальные элементы характеризуются металлическими
свойствами.
Неметаллы в основном располагаются в правой верхней части периоди-
ческой системы. По мере заполнения наружной электронной оболочки чис-
ло электронов на внешнем слое у неметаллов растет, а радиус уменьшается,
поэтому они в большей степени стремятся присоединять электроны. В связи
с этим неметаллы характеризуются более высокими значениями энергии
ионизации, сродства к электрону и электроотрицательности по сравнению с
атомами металлов и поэтому у них преобладают окислительные свойства,
т.е атомов присоединять электроны. Особенно ярко окисли-
тельные свойства выражены у атомов неметаллов 6 и 7 групп второго и
третьего периодов. Самый сильный окислитель – фтор. Он окисляет даже
воду и некоторые благородные газы:
2 F2 + 2 H2O = 4HF + O2
2 F2 + Xe = XeF4
Окислительные свойства неметаллов зависят от численного значения
электроотрицательности атома и увеличиваются в следующем порядке:
Si, B, H, P, C, S, I, Br, N, Cl, O, F
Такая же закономерность в изменении окислительных свойств харак-
терна и для простых веществ соответствующих элементов. Ее можно на-
блюдать на примере реакций с водородом:
3 H2 + N2 = 2 NH3 (t, катализатор);
H2 + Cl2 = 2 HCl (при освещении – hυ);
H2 + F2 = 2 HF (в темноте - взрыв);
Восстановительные свойства у атомов неметаллов выражены довольно
слабо и возрастают от кислорода к кремнию:
Si, B, H, P, C, S, I, Br, N, Cl, О
Cl2 + O2 ≠ ;
N2 + O2 = 2 NO (только при высокой t);
S + O2 = SO2 ( при н.у.)
Благородные газы в виде простых веществ одноатомны (Не, Nе, Аr и
т.д.). Галогены, азот, кислород, водород как простые вещества существуют
в виде двухатомных молекул (F2, С12, Вr2, I2, N2, О2, Н2). Остальные неме-
таллы могут существовать при нормальных условиях, как в кристалличе-
ском состоянии, так и в аморфном состоянии. Неметаллы в отличие от ме-
таллов плохо проводят теплоту и электрический ток.