Растворы. Растворами называют гомогенные системы, в которых одно вещество распределено в среде другого (других) веществ. Если одним из составляющих растворов веществ является жидкость, а другими - газы или твердые вещества, то растворителем обычно считают жидкость. В других случаях растворителем считают тот компонент, которого больше. Раствор Растворитель Растворенное вещество
Растворы. Классификация растворов. Твердые Жидкие Газообразные Агрегатное состояние Грубодисперсные системы Коллоидные растворы Истинные растворы Степень дисперсности Ненасыщенные Насыщенные Пересыщенные Растворимость Разбавленные Концентрированные Количество растворенного вещества
Растворы. Растворение. Растворение – это самопроизвольное распределение частиц одного вещества между частицами другого. Под влиянием растворителя разрушается кристаллическая решетка твердого вещества, а ионы распределяются равномерно по всему объему растворителя.
Растворы. Ненасыщенный раствор – это раствор, в котором при данных температуре и давлении возможно дальнейшее растворение уже содержащегося в нем вещества. Раствор, в котором вещество при данной температуре больше не растворяется, т.е. раствор, находящийся в состоянии равновесия с твердой фазой растворяемого вещества, называется насыщенным. Пересыщенный раствор, раствор, концентрация вещества в котором выше концентрации насыщенного раствора (при данных температуре и давлении). Пересыщенные растворы очень неустойчивы. Легкое сотрясение сосуда или введение в раствор кристаллов вещества, находящегося в растворе, вызывает кристаллизацию избытка растворенного вещества, и раствор становится насыщенным.
Растворы. Физическая и химическая теория растворов. Физическ ая теория предложена В. Оствальдом (Германия) и С. Аррениусом (Швеция). частицы растворителя и растворенного вещества (молекулы, ионы) равномерно распределяются по всему объему раствора вследствие процессов диффузии. При этом между растворителем и растворенным веществом отсутствует химическое взаимодействие. Химичес кая теория предложена Д.И. Менделеевым. между молекулами растворяемого вещества и растворителем происходит химическое взаимодействие с образованием неустойчивых, превращающихся друг в друга соединений растворенного вещества с растворителем – сольватов. Физико- химическая теория Русские ученые И.А. Каблуков и В.А. Кистяковский объединили представления Оствальда, Аррениуса и Менделеева Согласно современной теории в растворе могут существовать не только частицы растворенного вещества и растворителя, но и продукты физико-химического взаимодействия растворенного вещества с растворителем – сольваты. Сольваты – это неустойчивые соединения переменного состава. Если растворителем является вода, их называют гидратами. Сольваты (гидраты) образуются за счет ион- дипольного, донорно-акцепторного взаимодействий, образования водородных связей и т.д.
Растворы. Растворимость. Растворимость зависит от природы растворенного вещества и растворителя, а также от внешних условий (температуры, давления). Зависимость растворимости от природы растворенного вещества и растворителя Растворимость твердых веществ в жидкостях зависит от типа связи в их кристаллических решетках. Например, вещества с атомными кристаллическими решетками (углерод, алмаз и др.) мало растворимы в воде. Вещества с ионной кристаллической решеткой, как правило, хорошо растворимы в воде. Вещества с ионным или полярным типом связи хорошо растворяются в полярных растворителях. Например, соли, кислоты, спирты хорошо растворимы в воде. В то же время неполярные вещества, как правило, хорошо растворяются в неполярных растворителях. Растворимость газов в жидкостях также зависит от их природы. Например, в 100 объемах воды при 20oС растворяется 2 объема водорода, 3 объема кислорода. В тех же условиях в 1 объеме Н2О растворяется 700 объемов аммиака.
Растворы. Влияние температуры на растворимость. При растворении газов в воде вследствие гидратации молекул растворяемого газа выделяется теплота. Поэтому в соответствии с принципом Ле Шателье при повышении температуры растворимость газов понижается. Температура различным образом влияет на растворимость твердых веществ в воде. В большинстве случаев растворимость твердых веществ возрастает с повышением температуры. В большинстве случаев взаимная растворимость жидкостей также возрастает с повышением температуры.
Растворы. Влияние давления на растворимость. На растворимость твердых и жидких веществ в жидкостях давление практически не оказывает влияния, так как изменение объема при растворении невелико. При растворении газообразных веществ в жидкости происходит уменьшение объема системы, поэтому повышение давления приводит к увеличению растворимости газов. В общем виде зависимость растворимости газов от давления подчиняется закону У. Генри (Англия, 1803 г.): растворимость газа при постоянной температуре прямо пропорциональна его давлению над жидкостью. Закон Генри справедлив лишь при небольших давлениях для газов, растворимость которых сравнительно невелика и при условии отсутствия химического взаимодействия между молекулами растворяемого газа и растворителем.
Растворы. Концентрация растворов. 1. Массовая доля (или процентная концентрация вещества) – это отношение массы растворенного вещества m к общей массе раствора. Для бинарного раствора, состоящего из растворённого вещества и растворителя: где: ω – массовая доля растворенного вещества; m в-ва – масса растворённого вещества; m р-ра – масса растворителя. Массовую долю выражают в долях от единицы или в процентах.
Растворы. Концентрация растворов. 2. Молярная концентрация или молярность – это количество молей растворённого вещества в одном литре раствора V: где: C – молярная концентрация растворённого вещества, моль/л (возможно также обозначение М, например, 0,2 М HCl); n – количество растворенного вещества, моль; V – объём раствора, л. Раствор называют молярным или однополярным, если в 1 литре раствора растворено 1 моль вещества, децимолярным – растворено 0,1 моля вещества, сантимолярным – растворено 0,01 моля вещества, миллимолярным – растворено 0,001 моля вещества.
Растворы. Концентрация растворов. 3. Моляльная концентрация (моляльность) раствора С(x) показывает количество молей n растворенного вещества в 1 кг растворителя m: где: С (x) – моляльность, моль/кг; n – количество растворенного вещества, моль; m р-ля – масса растворителя, кг.
Растворы. Концентрация растворов. 5. Мольная доля растворённого вещества – безразмерная величина, равная отношению количества растворенного вещества n к общему количеству веществ в растворе: где: N – мольная доля растворённого вещества; n – количество растворённого вещества, моль; n р-ля – количество вещества растворителя, моль. Сумма мольных долей должна равняться 1: N(X) + N(S) = 1. где N(X) - мольная доля растворенного вещества Х; N(S) - мольная доля растворенного вещества S. Иногда при решении задач необходимо переходить от одних единиц выражения к другим: ω(X) - массовая доля растворенного вещества, в %; М(Х) – молярная масса растворенного вещества; ρ= m/(1000V) – плотность раствора
Растворы. Концентрация растворов. 6. Нормальная концентрация растворов (нормальность или молярная концентрация эквивалента) – число грамм-эквивалентов данного вещества в одном литре раствора. Грамм-эквивалент вещества – количество граммов вещества, численно равное его эквиваленту. Эквивалент – это условная единица, равноценная одному иону водорода в кислотно-основных реакциях или одному электрону в окислительно – восстановительных реакциях. Для записи концентрации таких растворов используют сокращения н или N. Например, раствор, содержащий 0,1 моль-экв/л, называют децинормальным и записывают как 0,1 н. где: С Н – нормальная концентрация, моль-экв/л; z – число эквивалентности; V р-ра – объём раствора, л.
Растворы. Концентрация растворов. Растворимость вещества S - максимальная масса вещества, которая может раствориться в 100 г растворителя: Коэффициент растворимости – отношение массы вещества, образующего насыщенный раствор при конкретной температуре, к массе растворителя:
«Свойства химической связи» - Ковалентная связь. Связь в водородном соединении. Направленность химической связи. Основы химии. Металлическая связь. Диполь. Характеристики связи. Энергия связи. Водородная связь. Молекулярная кристаллическая решётка. Возбуждённое состояние атома. Ионная кристаллическая решётка. Связь. Длина связи.
«Химия «Химическая связь»» - Резких границ между разными видами химических связей нет. Параметры ковалентной связи. Вещества с ковалентной связью. Два типа кристаллических решеток. Ковалентная связь. Ионная связь – это электростатическое притяжение между ионами. Вещества с ионной связью. Металлы образуют металлические кристаллические решетки.
«Водородная химическая связь» - Симметричные Н-связи. Энергия прямого электростатического взаимодействия. Азотсодержащие комплексы. Водородная связь. Появление в электронных спектрах новой полосы поглощения. Водородная и донорно-акцепторная связи. Гуанин. Фрагменты кристаллов. P-комплексы. Комплексы двух типов. Доноры. Расстояние между атомами.
«Типы и характеристики химических связей» - Свойства веществ. Ионные кристаллические решетки. Ионная связь. Молекулярная и атомная кристаллические решетки. Водородная связь. Ковалентная полярная. Ковалентная полярная связь. Металлическая связь. Вещества с молекулярной кристаллической решеткой. Свойства веществ с металлической связью. Типы химической связи.
«Основные типы химической связи» - Виды ковалентной связи. Заряженные частицы. Химическая связь. Механизмы образования ковалентной связи. Полярность связи. Образование ионной химической связи. Металлическая связь. Водородная связь. Координация. Параметры ковалентной связи. Электроны. Свойства ковалентной связи. Направленность. Связи.
«Химическая связь и её виды» - Определение понятия. Взаимодействие между атомами. Химическая связь. Игра «Крестики-нолики». Ионная связь. Проверочная работа. Характеристика типов связи. Самостоятельная работа. Ковалентная полярная связь. Параметры характеристики связи. Полярная связь. Виды химической связи в неорганических веществах.
Всего в теме 23 презентации
Массовая доля Отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора. Массовую долю выражают в долях от единицы: w(раств. в - ва) = m (раств. в - ва)/ m (р - ра) или в процентах: w(раств. в - ва) = m (раств. в - ва)/ m (р - ра) * 100% Задача
Решите задачи Определите массовую долю (в %) NaOH в растворе, если NaOH массой 16 г растворен в воде массой 144 г. Сколько соли и воды потребуется для приготовления 200 г 15% - ного раствора карбоната натрия. При выпаривании 25 г раствора получили 0,25 г соли. Определите массовую долю растворенного вещества и выразите ее в процентах. К 200 г 20% раствора прилили 500 г воды. Какова массовая доля растворенного вещества в полученном растворе?
ЕГЭ. Задание В 9. Масса нитрата калия, которую следует растворить в 150 г раствора с массовой долей 10% для получения раствора с массовой долей 12%, равна. __________ г. (Запишите число с точностью до десятых.) Определите массу воды, которую надо добавить к 20 г раствора уксусной кислоты с массовой долей 70% для получения раствора уксуса с массовой долей 3%. Ответ: __________ г. (Запишите число с точностью до целых.)
Прием « креста » В каком массовом соотношении нужно смешивать 5% и 60% растворы, чтобы приготовить 200 г. 20% раствора. ДАНО: W1=5% W2=60% W = 20% m = 200 г m1/m2 -? РЕШЕНИЕ: Составляем диагональную схему: в центре пишем требуемую массовую долю. У левого конца каждой диагонали пишем данные массовые доли. Затем по диагонали производим вычитание (вычитаем всегда из большей величины меньшую): = = 15 Результат вычитания проставляем у правого конца соответствующей диагонали: Таким образом,60% и 5% растворы надо смешивать в соотношении 15:40 = 3:8. Всего 3+8 = 11 массовых частей. Общая масса раствора должна быть равна 200 г. Следовательно, 1 м ч составляет 200 г /11 = 18,18 г.. Следовательно, 3 м. ч. будут составлять 18,18 г. х 3 =54,54 г., а 8 м. ч. - 18,18 г. х 8 = 145,46 г. Ответ: необходимо взять 54,54 г.60% раствора и 145,5 г.5%.
Решите задачу (прием « креста ») В каком массовом соотношении нужно смешивать 3% и 40% растворы, чтобы получить 150 г. 15% раствора? Из ЕГЭ по математике Имеется два сплава. Первый сплав содержит 10% никеля, второй 30% никеля. Из этих двух сплавов получили третий сплав массой 200 кг, содержащий 25% никеля. На сколько килограммов масса первого сплава меньше массы второго?
ЕГЭ. Математика В сосуд, содержащий 5 литров 12- процентного водного раствора некоторого вещества, добавили 7 литров воды. Сколько процентов составляет концентрация получившегося раствора? Смешали некоторое количество 15- процентного раствора некоторого вещества с таким же количеством 19- процентного раствора этого вещества. Сколько процентов составляет концентрация получившегося раствора?
ЕГЭ. Математика Смешав 30- процентный и 60- процентный растворы кислоты и добавив 10 кг чистой воды, получили 36- процентный раствор кислоты. Если бы вместо 10 кг воды добавили 10 кг 50- процентного раствора той же кислоты, то получили бы 41- процентный раствор кислоты. Сколько килограммов 30- процентного раствора использовали для получения смеси? Виноград содержит 90 влаги, а изюм 5. Сколько килограммов винограда требуется для получения 20 килограммов изюма?
Молярная концентрация Молярная концентрация с (раств. в - ва) – отношение количества вещества n (моль), содержащегося в растворе, к объему этого раствора V (л): с (раств. в - ва) = m(раств. в - ва)/M(раств. в - ва)*V, т. к. n = m / M, то с (раств. в - ва) = n (раств. в - ва)/V
Молярная концентрация Для обозначения молярной концентрации используют символ « М ». Если 1 л раствора содержит 1 моль растворенного вещества, то раствор называют однополярным и обозначают 1 М, если 2 моль – двуполярным (обозначают 2 М), 0,1 моль – децимолярным (0,1 М) Задачи
Решите задачи Сколько граммов H 2 SO 4 содержится в 0,1 М растворе объемом 500 мл? Вычислите молярную концентрацию раствора гидроксида натрия, 1 л которого содержит 20 г NaOH? Задачи 17, 18, 19 стр 64 (Сборник задач и упражнений по химии, автор Ю. М. Ерохин)
МКОУ «Новогуровская средняя общеобразовательная школа»
Тема урока:
«Способы выражения концентрации растворов»
11 класс
Урок подготовила и провела:
учитель химии
Арсеньева Е.Н.
рпгт Новогуровский
2011 – 2012 учебный год
Способы выражения концентраций растворов.
Тип урока: Изучение нового материала.
Вид урока: Комбинированный, решение задач, практическая работа.
Цели урока:
расширить и систематизировать представления о способах выражения концентрации растворов;
Оборудование: компьютер, проектор, экран, периодическая система Д.И.Менделеева, карточки с заданиями для учащихся.
Лабораторное оборудование и вещества: На столах учащихся –
Мерный цилиндр,
лабораторные весы с разновесами,
стеклянная палочка,
химический стакан,
колба с водой,
пробирка с солью (по вариантам).
План урока
I .Организация класса к учебной работе.
1. Приветствие.
2. Организационный момент.
3. Создание комфортной доброжелательной обстановки в классе.
II. Объяснение нового материала.
Учитель: -Тема сегодняшнего урока «Способы выражения концентраций растворов» (слайд №1)
И сегодня вы должны
Расширить и систематизировать представления о способах выражения
концентрации растворов;
Изучить новые способы выражения концентраций растворов;
Учиться применять полученные теоретические знания при решении задач;
Развивать интеллектуальные умения и навыки. (слайд №2)
Концентрация - величина, характеризующая количественный состав раствора.
Согласно правилам ИЮПАК, концентрацией растворённого вещества (не раствора) называют отношение количества растворённого вещества или его массы к объёму раствора (моль/л, г/л), то есть это соотношение неоднородных величин. Те величины, которые являются отношением однотипных величин (отношение массы растворённого
вещества к массе раствора, отношение объёма растворённого вещества к объёму раствора) правильно называть долями.
Однако на практике для обоих видов выражения состава применяют термин концентрация и говорят о концентрации растворов. (слайд №3)
Существуют несколько способов выражения концентраций растворов:
1 Массовая доля (весовые проценты, процентная концентрация)
2 Объёмная доля
3 Молярность (молярная концентрация)
4 Мольная доля
5 Моляльность (моляльная концентрация)
6 Титр раствора
7 Нормальность (молярная концентрация эквивалента)
8 Растворимость вещества (слайд №4)
Мы с вами рассмотрим массовую долю растворенного вещества в растворе и молярную концентрацию.
Понятие массовой доли растворенного вещества в растворе вы изучали в крсе химии 8 класса и решали задачи. Вспомните определение массовой доли и формулу ее расчета.
Учащиеся: - Массовая доля растворённого вещества - это отношение массы растворённого вещества к массе раствора.
(слайд №5)
Учитель: - В бинарных растворах часто существует однозначная зависимость между плотностью раствора и его концентрацией (при данной температуре). Это даёт возможность определять на практике концентрации важных растворов с помощью денсиметра (спиртометра, сахариметра, лактометра). Некоторые ареометры проградуированы не в значениях плотности, а непосредственно концентрации раствора (спирта, жира в молоке, сахара). Часто для выражения концентрации (например, серной кислоты в аккумуляторах) пользуются просто их плотностью. Распространены ареометры предназначенные для определения концентрации растворов веществ. (слайд №6)
Решим задачу: задача №1 стр. 42 учебника Г.Е.Рудзитиса, Ф.Г.Фельдмана «Химия.11 класс. (Задачу у доски решает ученик)
Следующий вид выражения концентрации раствора – это молярность или молярная концентрация.
Молярность - число растворённого вещества в единице объёма раствора.
где ν - количество растворённого вещества, моль; V - объём раствора, л
Молярность чаще выражают в моль/л или ммоль/л. Возможны следующие обозначения молярной концентрации - С, См, М.
Так, раствор с концентрацией 1,0 моль/л называют одномолярным, можно записать – 1М,
0,1 моль/л – децимолярным – 0,1М, 0,01 моль/л – сантимолярным – 0,01М (слайд №7)
Решим задачу: задача № 4 стр.2 учебника.
III . Закрепление изученного – выполнение практической работы «Приготовление растворов с заданной молярной концентрацией».
А теперь выполним практическую работу №1 «Приготовление растворов с заданной молярной концентрацией» стр.42 учебника.
Для этого решите задачу по вариантам. Задания даны на карточках-инструктажах. (слайд10)
Затем приготовьте раствор заданной концентрацией взвесив рассчитанную массу на весах и отмерьте нужный объем воды мерным цилиндром.
Вспомним правила работы с лабораторными весами (слайд №8) и правила измерения объёма жидкости с помощью измерительного цилиндра. (слайд №9)
Составьте отчет о работе в произвольной форме. (слайд №11)
После выполнения работы сдайте тетради на проверку, уберите свое рабочее место (слайд №12) и запишите домашнее задание (слайд №13).
IV . Домашнее задание: §10, вопр. 10-13 стр.41, решить задачи № 2, 3 стр.42.