Самостоятельная работа по дисциплине «Неорганическая химия»

Список литературы

1. Татевский В. М. Квантовая механика и теория строения молекул. — М.: Изд-во МГУ, 1965. — 162 с.

2. Бейдер Р. Атомы в молекулах. Квантовая теория. — М.: Мир, 2001. — 532 c. ISBN 5-03-003363-7
3. Минкин В. И., Симкин Б. Я., Миняев Р. М.Теория строения молекул. — М.: Высшая школа, 1979. — 408 с.
4. Кук Д. Квантовая теория молекулярных систем. Единый подход. Пер с англ. М.: Интеллект, 2012. — 256 с. ISBN 978-5-91559-096-9
5. Степанов Н. Ф. Молекула. Химическая энциклопедия: в 5 т. Гл. ред.И. Л. Кнунянц. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. — Т. 3: Меди — Полимерные. — С. 106—109. — 639 с. — 48 000 экз. — ISBN 5-85270-039-8.

ТЕМА: РАСТВОРЫ. НАСЫЩЕННЫЕ, ПЕРЕСЫЩЕННЫЕ,
КОНЦЕНТРИРОВАННЫЕ И РАЗБАВЛЕННЫЕ РАСТВОРЫ.

План:

1.
2.

3.
Содержание вещества в насыщенном растворе при T=constколичественно характеризует растворимость этого вещества.
Обычно растворимость выражается массой растворенного вещества, приходящейся на 100 г воды. Эта величина - коэффициент растворимости (например, 65,2 г KBr / 100 г H₂O при 20 °С). Следовательно, если 70 г твердого бромида калия внести в 100 г воды при 20 °С, то 65,2 г соли перейдет в раствор (который будет насыщенным), а 4,8 г твердого бромида калия (избыток) останется на дне стакана.
Содержание растворённого вещества в насыщенном растворе равно, в ненасыщенном растворе меньше и пересыщенном большего растворимости при данной температуре. Так, раствор, приготовленный при 20 °С из 100 г воды и сульфата натрия Na₂SO₄(растворимость 19,2 г / 100 г H₂O), при содержании 12,3 г соли - ненасыщенный, 19,2 г соли - насыщенный, 20,1 г соли - пересыщенный.
Растворимость твердых веществ обычно увеличивается с ростом температуры (KBr, NaCl) и лишь для некоторых веществ (CaSO₄, Li₂CO₃) наблюдается обратное:
Растворимость газов при повышении температуры падает, а при повышении давления растет, например, при давлении 1 атм растворимость аммиака составляет 52,6 (20 °С) и 15,4 г / 100 г H₂O (80 °С), а при 20 °С и 9 атм она равна 93,5 г / 100 г H₂O.
Растворимые и нерастворимые вещества
В соответствии со значениями растворимости различают вещества
а) хорошо растворимые, масса которых в насыщенном растворе соизмерима с массой воды (например KBr, при 20 °С растворимость 65,2 г / 100 г H₂O; это 4,6М раствор);
б) малорастворимые, масса которых в насыщенном растворе значительно меньше массы воды (например CaSO₄, при 20 °С растворимость 0,206 г / 100 г H₂O; это 0,015М раствор);
в) практически нерастворимые, масса которых в насыщенном растворе пренебрежимо мала по сравнению с массой растворителя(например AgCl, при 20 °С растворимость 0,00019 г / 100 г H₂O; это 0,0000134М раствор).
Качественная характеристика растворимости различных веществ при комнатной температуре приведена в таблице растворимости, количественная характеристика - в справочных таблицах по значениям растворимости:
Растворимость некоторых веществ в воде
Таблица растворимости неорганических веществ в воде при комнатной температуре.
Разбавленные и концентрированные растворы
Растворы, которые содержат малое количество растворенного вещества, часто называют разбавленными растворами, а растворы с высоким содержанием растворенного вещества - концентрированными.
Так, 1%-ный и 0,1М растворы бромида калия KBr - это разбавленные растворы, а 32%-ный и 4,3М растворы KBr - это концентрированные растворы.
Очевидно, что концентрированные растворы могут образовать только хорошо растворимые вещества, а разбавленные растворы - вещества с любой растворимостью.
В лабораторной практике часто приходится готовить разбавленный раствор вещества B с массовой долей wB′ и массой mB′ из концентрированного раствора того же вещества (с характеристиками wB″ и массой mB″).
Масса растворенного вещества при разбавлении не изменяется:
mB=wB′ ·m(р)′ =wB″ ·m(р)″
Масса добавленной воды равна 
m(добавленной H₂O)= m(р)′ -m(р)″
По соотношению преобладания числа частиц, переходящих в раствор или удаляющихся из раствора, различают растворы на­сыщенные, ненасыщенные и пересыщенные. По относительным количествам растворенного вещества и растворителя растворы подразделяют на разбавленные и концентрированные. Раствор, в котором данное вещество при данной температуре больше не растворяется, т. е. раствор, находящийся в равновесии с растворяемым веществом, называют насыщенным, а раствор, в котором еще можно растворить добавочное количество данного вещества, - ненасыщенным. Насыщенный раствор содержит максимально возможное (для данных условий) количество растворенного вещества. Следовательно, насыщенным раствором является такой раствор, который находится в равновесии с избытком растворенного вещества. Концентрация насыщенного раствора (растворимость) для данного вещества при строго определенных условиях (температура, растворитель) - величина постоянная.
Раствор, содержащий растворенного вещества больше, чем его должно быть в данных условиях в насыщенном растворе, на­зывается пересыщенным. Пересыщенные растворы представляют собой неустойчивые, неравновесные системы, в которых наблюдается самопроизвольный переход в равновесное состояние. При этом выделяется избыток растворенного вещества, и раствор становится насыщенным. Насыщенный и ненасыщенный растворы нельзя путать с разбавленным и концентрированным. Разбавленные растворы - растворы с небольшим содержанием растворенного вещества; концентрированные растворы - растворы с большим содержанием растворенного вещества. Необходимо подчеркнуть, что понятие разбавленный и концентрированный растворы являются относительными, выражающими только соотношение количеств растворенного вещества и растворителя в растворе. Сравнивая растворимость различных веществ, мы видим, что насыщенные растворы малорастворимых веществ являются разбавленными, а хорошо растворимых веществ - хотя и ненасыщенные, но довольно концентрированными.