Властивості розчинів і гетерогенних систем
1.Загальна характеристика. концентрація розчинів
Розчини мають величезне значення в медицині:
Хімічні перетворення, які відбуваються в тварин, рослинних організмах, здійснюються в розчинах
Внутрішнє середовище організму: кров, лімфа, слина, різні тканинні рідини - розчини
Природна, мінеральна, питна води - розчини
Багато лікарські форми, також - розчини (настоянка йоду, нашатирний спирт, розчини глюкози, соляної кислоти і ін).
Розчинами називаються фази змінного складу.
Розчини - це однорідні суміші молекул, атомів або іонів речовин, між якими є фізичне, а нерідко і хімічну взаємодію.
На хімічну взаємодію вказує гидратная теорія Д.І. Менделєєва. Доказом хімічної взаємодії в розчинах є теплові ефекти при розчиненні і освіту гідратованих сполук.
Прості складові частини, змішанням яких утворюються розчини будь-якого можливого складу називають компонентами розчину.
Розподіл компонентів на розчинник і розчинена речовина є досить умовним. Розчинником звичайно називають компонент, що знаходиться в надлишку в порівнянні з іншими компонентами, або це рідкий компонент, якщо інші компоненти - гази або тверді речовини. Розчинник зазвичай називають першим компонентом, а розчинена речовина - другим, третім і т.д.
Найважливішою характеристикою розчину є його склад. Склад розчину можна виразити через масові, oб'eмние, молярні і інші кількості компонентів.
Способи вираження концентрації розчинів. Важливою характеристикою розчинів є концентрація.
Концентрацією розчину називається кількість розчиненої речовини, що міститься в певній кількості розчину або розчинника.
Масова частка компонента (i) - це відношення маси даного компонента до маси розчину, яка у відсотках визначається співвідношенням:
,
де - маса розчиненої речовини, а- сумарна маса всіх компонентів розчину.
Мольность (Сi) визначається числом моль речовини в одиниці об'єму розчину. В системі СІ вона виражається в моль / м 3.
Молярна концентрація або молярність (СМ) дорівнює числу моль розчиненої речовини, що містяться в 1 л розчину. Розчин, що містить в 1 л 1 моль розчиненої речовини, називається одномолярного або молярним; 0,1 моль-децімолярним (0,1 М розчин); 0,01 моль - сантімолярним і т. Д.
Еквівалентна концентрація або нормальність (СН) дорівнює числу моль-еквівалентів розчиненої речовини, що містяться в 1 л розчину. Розчин називається однонормальним, або нормальним, якщо в 1 л його міститься 1 моль-екв розчиненої речовини (1 н розчин); напівнормальних, якщо він містить 0,5 моль-екв в 1 л (0,5 н розчин) і т. д.
Моляльна концентрація або моляльність (Сm) дорівнює числу моль розчиненої речовини в 1000 г розчинника. Якщо розчин складається тільки з розчиненої речовини і розчинника, моляльність розчиненої речовини позначають Сm, 2. Її можна розрахувати за формулою
,
де m1 і m2 - маси розчинника і розчиненої речовини відповідно, М2 - молярна маса розчиненої речовини. Так як кількість речовини в молях, то
,
де n2 - кількість моль розчиненої речовини в m1 грамах розчинника.
Мольной часток (хi) компонента називається число молей компонента, що припадають на один моль розчину. Молярна частка i- го компонента дорівнює відношенню числа молей i-го компонента () до суми чисел молей всіх компонентів в розчині () і визначається співвідношенням:
,
Якщо розчин складається тільки з розчиненої речовини і розчинника, мольну частку розчиненої речовини позначають х2. а розчинника - х1. При будь-якій кількості компонентів розчину сума мольних часток всіх компонентів дорівнює 1:
,
тоді для бінарного розчину
Розчини являють собою дисперсні системи, в яких частинки однієї речовини рівномірно розподілені в іншому. Властивості дисперсних систем, в першу чергу їх стійкість, залежать від розмірів розподілених частинок. Залежно від ступеня дисперсності розрізняють суспензії, колоїди та істинні розчини.
Частинки суспензій мають зазвичай розмір 10 -3 -10 -5 см. Їх характерною особливістю є нестійкість в часі: зважені частинки (диспергована фаза) або осідають, або спливають на поверхню в залежності від співвідношення щільності. Якщо розподілене речовина знаходиться у вигляді окремих молекул, система є стійкою і не поділяється при тривалому стоянні. Такі розчини називаютістіннимі або молекулярними. Проміжними між істинними розчинами і суспензіями є колоїдні розчини. Розміри частинок колоїдних розчинів лежать в інтервалі 10 -5 - 10 -7 см, а справжніх - менше 10 -7 см.