Растворы. Способы выражения концентрации

Размещено на http://www.allbest.ru/

[Введите текст]

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФГБОУ ВО «УДМУРТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт нефти и газа им. М.С. Гуцериева

Кафедра разработки и эксплуатации нефтяных и газовых скважин

Реферат по химии

Тема: Растворы. Способы выражения концентрации

Содержание

Введение

1. Растворы

2. Способы выражения концентрации растворов

Заключение

Введение

Все процессы в организме проходят в растворённом виде. Растворы играют важную роль в природе. Почти все реакции в технологии проходят в растворах. Поэтому важно знать теоретические аспекты растворения и растворов.

Растворы представляют собой жидкости, в которых одно вещество или комплекс веществ растворено в другом. Растворы представляют собой однородные дисперсные системы. Все вещества характеризуются свойствами растворяться в тех или иных жидкостях. В зависимости от растворимости в жидкостях вещества могут образовывать растворы различной насыщенности. Существует определённый предел растворимости. Это означает, что вещество растворяется в какой-либо жидкости только в пределах растворимости. Предел растворимости может быть низким, - сотые процента, может быть высоким, - 50% и выше. Это зависит от сродства вещества и жидкости.

Для приготовления растворов могут использоваться различные приёмы, например, подогрев растворителя, перемешивание раствора, предварительное измельчение растворяемого вещества, добавление солюбилизаторов. Эти приёмы используются, когда нужно получить раствор малорастворимого или труднорастворимого вещества.

По содержанию растворяемого вещества в растворителе растворы могут быть разбавленными, концентрированными, пресыщенными.

1. Растворы

Растворы - это свободные дисперсные системы, в которых дисперсная фаза (одно или несколько твёрдых или жидких веществ) в виде молекул или ионов равномерно распределены в растворителе, - жидкой дисперсионной среде.

Самые распространённые растворы, - это жидкости. Но растворы могут быть представлены и твёрдыми сплавами металлов, и газообразной смесью.

По природе растворителя растворы могут быть:

- водными,

- спиртовыми,

- глицериновыми,

- масляными.

Все вещества имеют свойства растворяться в различных жидкостях, при этом образуется сольватная оболочка вокруг ионов или молекул. При этом одно вещество легко растворяется в одном растворителе, и не растворяется в другом.

Вследствие протекания процесса диффузии структурные частицы растворяемого вещества с поверхности постепенно переходят в растворённое состояние и равномерно распределяются по всему объёму растворителя [2].

Отечественный учёный Д.И. Менделеев много трудов посвятил природе растворения. Он доказал, что растворение объясняется происходящими химическими процессами. Им были открыты гидраты серной кислоты строения H2SО4H2O, H2SО42H2O, H2SО44H2О и некоторых других веществ, например, С2Н5ОН3Н2О. Химическая связь возникает между частицами растворяемого вещества и растворителя. Этот процесс называется сольватацией. В случае водных растворов этот процесс называется гидратацией. Известен факт, что сольваты образуются при взаимодействии ионов, - ион-дипольное, молекул, - диполь-дипольное взаимодействие. Последнее имеет место в случае растворения органических веществ.

Химические взаимодействия осуществляются за счет донорно-акцепторных связей. Ионы растворяемого вещества принимает электроны, и является акцептором. Растворитель же наоборот, является донором электронов и отдаёт их растворяемому веществу. Образуются аквакомплексы за счёт образования водородных связей.

Протекание химических процессов при растворении веществ доказываются появлением окраски, тепловыми эффектами. Так, при растворении кальция хлорида происходит охлаждение раствора, что ощущается тактильно. Наоборот, при растворении щёлочи в воде раствор нагревается, - выделяется теплота. Теплота, которая выделяется или поглощается при растворении веществ, называется теплотой растворения [1].

Безводный сульфат меди имеет белый цвет, но при растворении окрашивает раствор в голубой цвет.

Таким образом, при получении растворов происходят физические и химические преобразования.

Способность вещества образовывать растворы называется растворимостью. Вещества по-разному растворяются в различных растворителях. Неполярные вещества растворяются в неполярных растворителях, например, бензол хорошо растворим в гексане. Полярные растворители хорошо растворяют полярные вещества, например, спирт хорошо смешивается с водой, а бензол не растворяется в воде.

Вещества растворяются в растворителях в соответствии с их сродством с растворителем. Состояние насыщенности раствора характеризуется тем, что данной температуре растворяемое вещество уже не растворяется, а находится в состоянии равновесия с растворителем. Все вещества имеют коэффициент растворимости в воде:

растворимые в воде вещества - растворимость более 1 г на 100 мл воды;

малорастворимые вещества - 0,1 - 1,0 г на 100 мл;

нерастворимые вещества - менее 0,1 г на 100 мл.

Коэффициент растворимости - это масса растворённого вещества, насыщающая 100 граммов растворителя при соблюдении определённых условий (температуры, давления).

Твёрдые вещества лучше растворяются при повышении температуры, а газы, - при повышении давления. При повышении температуры газы хуже растворяются в воде. Этим объясняется нехватка кислорода для обитателей водоёмов в жаркую погоду [6].

В зависимости от размеров частиц растворы делятся на истинные и коллоидные.

Истинные растворы прозрачны. В них вещества растворяются до ионного или молекулярного состояния. Частицы растворённого вещества не видны ни невооружённым глазом, ни под микроскопом. Истинные растворы устойчивы на протяжение длительного времени.

Коллоидные растворы имеют, как правило, опалесценцию. Они имеют большой размер растворённых частиц. Коллоидные растворы более вязкие, чем истинные. Получают их диспергированием с растворителем или методом конденсации. Коллоидные растворы разрушаются при хранении на свету, повышенной температуре [3].

2. Способы выражения концентрации растворов

Состав раствора отображает содержание растворяемого вещества в определённом количестве растворителя. Содержание вещества в растворе отражает его концентрация. Концентрация - это относительное количество растворённого вещества в растворе [5].

Концентрация растворов может обозначаться различными способами[4]:

- процентный способ,

- молярный способ,

- нормальный способ.

Молярная концентрация отражает количество молей растворённого вещества в 1 литре. Моль - это количество вещества, в котором содержится число частиц (ионов, атомов, молекул) 6,02•1023 (число Авогадро). Молярная масса - это масса одного моля (г/моль). Величина молярной массы равна молекулярной массе вещества. Молярная концентрация (С) показывает, сколько молей вещества растворено в 1 литре раствора (1М, 2М, 0,1М, 0,02М).

Нормальная концентрация (N) показывает сколько молей эквивалентов растворённого вещества содержится в 1 литре раствора (1N, 2N, 0,02 N, 0,1N). Число молей эквивалентов высчитывается как произведение числа молей и фактора эквивалентности.

Моляльная концентрация отражает (m) число молей растворённого вещества в 1 кг растворителя.

Самый распространённый способ выражения концентрации, - это процентный. При выражении процентной концентрации обозначается количество граммов вещества в 100 мл (массо-объёмный метод изготовления раствора) или в 100 г раствора (массовый метод изготовления).

При массо-объемном методе изготовления обозначение концентрации, например, 1:10 или 1:20 означает содержание вещества или лекарственного средства по массе (г) в указанном объеме изготавливаемой жидкой лекарственной формы (мл), т.е. следует взять 1 г вещества или лекарственного средства и растворителя до получения 10 мл или 20 мл жидкой лекарственной формы.

При изготовлении лекарственных форм методом по массе обозначение концентрации 1:10 или 1:20 означает содержание вещества или лекарственного средства по массе (г) в указанной массе жидкой лекарственной формы (г), т.е. следует взять 1 г вещества или лекарственного средства и 9 г или 19 г растворителя.

При изготовлении методом по объему обозначение концентрации 1:10 или 1:20 означает содержание вещества или лекарственного средства по объему (мл) в указанном объеме лекарственной формы (мл), т.е. следует взять 1 мл жидкого лекарственного вещества или средства и растворителя до получения 10 мл или 20 мл раствора.

По массе дозируют: жирные и минеральные масла, глицерин, димексид, полиэтиленгликоли (полиэтиленоксиды), силиконовые жидкости, эфир, хлороформ, а также: бензилбензоат, валидол, винилин (бальзам Шостаковского), деготь березовый, ихтиол, кислоту молочную, масла эфирные, скипидар, метилсалицилат, нитроглицерин, пергидроль.

В объемной концентрации изготавливают растворы спирта различной концентрации, кислоты хлористоводородной и стандартные растворы, выписанные в рецепте под условным названием (раздел 2, пп. 2.5.1, 2.5.3), по объему дозируют: воду очищенную и для инъекций, водные растворы лекарственных веществ, (в том числе сироп сахарный), галеновые и новогаленовые лекарственные средства (настойки, жидкие экстракты, адонизид и др.).

Если требуется установить объем жидкости, выписываемой в прописи рецепта и дозируемой по массе, или, наоборот, массу жидкости, выписываемой в прописи рецепта и дозируемой по объему, используют значение их плотности.

В прописях концентрации: массо-объемная (а), по массе (б) и объемная концентрация (в) могут быть обозначены:

- В процентах (%)

Rp.: SolutionisNatriibromidi 2% - 200 ml (а) #

Rp.: SolutionisCamphoraeoleosae 2% - 50,0 (б) #

Rp.: SolutionisAcidihydrochlorici 2% - 200 ml (в)

- Раздельным перечислением лекарственного средства (вещества) и дисперсионной среды (растворителя)

Rp.: Natriibromidi 4,0

Aquaepurificatae 200 ml (а)

#

Rp.: Camphorae 1,0

OleiHelianthi 49,0 (б)

#

Rp.: Acidihydrochlorici 4 ml

Aquaepurificatae 196 ml (в)

- С указанием растворителя до заданного объема или массы

Rp.: Natriibromidi 4,0

Aquaepurificatae ad 200 ml (а) #

Rp.: Camphorae 1,0

OleiHelianthi ad 50,0 (б) #

Rp.: Acidihydrochlorici 4 ml

Aquaepurificatae ad 200 ml (в)

- С указанием соотношения массы или объема растворяемого лекарственного средства (вещества) и объема или массы раствора

Rp.: SolutionisNatriibromidi ex 4,0 - 200 ml (seu 1:50 - 200 ml) (а) #

Rp.:SolutionisCamphoraeoleosae ex 1,0 - 50,0 (б) #

Rp.: SolutionisAcidihydrochlorici ex 4 ml - 200 ml (seu 1:50 - 200 ml) (в)

Заключение

раствор преобразование концентрация

В ходе изучения теоретических основ получения растворов установлено, что процесс растворения связан с физическими и химическими преобразованиями.

Вещества по-разному растворяются в различных растворителях, Их способность переходить в растворённое состояние в растворах называется растворимостью. Растворимость зависит от природы растворяемого вещества и растворителя, температуры, давления, механического перемешивания, а также использования дополнительных компонентов, - солюбилизаторов.

По размеру растворяемых веществ в растворе растворы делят на истинные и коллоидные.

Количество растворённого вещества в определённом количестве отражает концентрация раствора.

Концентрация раствора выражается в молях, в процентах, в грамм-эквивалентах.

Самая распространённая концентрация, - процентная. В молях выражается содержание химических веществ в 1 л и 1 кг растворов, используемых для химического анализа содержания веществ. Это титрованные растворы. Нормальные растворы также используются в аналитической и фармацевтической химии для выражения концентрации титрованных растворов.

Список источников

1. Дерябина Г.И.; Кантария Г.В. Органическая химия. Интерактивный мультимедиа учебник. - [Электронный ресурс]. - Режим обращения: http://www.hemi.nsu.ru/index.htm

2. Дроздов, А.А.; Дроздова В.М. Неорганическая химия. - М.: Эксмо, 2008. - 32 с.

3. Золотова, Ю.А. Основы аналитической химии: Учебник в 2-х частях, - 5-е изд., стереотип. - т. 1. - М.: Академия, 2012. - 384 с.

4. Левченков, С.И. Физическая и коллоидная химия. - [Электронный ресурс]. - Режим обращения: http://physchem.chimfak.rsu.ru/Source/PCC/Solutions_1.htm

5. Мануйлов, А.В.; Родионов, В.И. Основы химии. - Новосибирск: Центрполиграф, - 2016. - 416 с.

6. Д. Менделеев Основы химии. - 8-е изд., вновь исправл. и доп. - С.-Пб.: Типолитография М.П. Фроловой, 1906 г. - 816 с.

Размещено на Allbest.ru