용매에서 용매화물(수화물)의 균일한 분포. 이것은 확산의 결과이며 에너지 소비가 필요합니다.
화학의 기본 개념
화학의 기본 개념과 법칙
소개
화학은 기본적인 자연 과학 분야입니다. 모든 전문 엔지니어의 유익한 창의적 활동을 위해서는 화학 지식이 필요합니다. 화학 연구를 통해 물질의 구조, 무기 및 유기 물질의 물리적 및 화학적 변형, 기술 재료의 특성 및 현대 기술의 화학 공정 사용에 대한 현대 과학적 이해를 얻을 수 있습니다. 화학 지식은 일반 과학 및 특수 분야의 성공적인 후속 연구에 필요합니다.
우리 주변의 세상은 물질입니다. 물질은 실체와 장의 형태로 존재한다. 장은 정지 질량이 없는 일종의 물질입니다.
물질 – 주어진 조건에서 특정 물리적 특성을 갖는 물질의 유형. 예를 들어, 표준 조건(25℃, 1atm.)에서 물은 몰 질량 18g/mol, 밀도 1g/ml(4℃에서), 상전이 온도: 동결 및 끓는점은 각각 0 및 100 °C(p = 1 atm.에서), 액체 물의 열용량은 4.18 J/g K이고 기타 상수입니다.
물질은 원자 또는 분자로 구성됩니다. 원자 및 분자 이론의 기초는 M.V. 1741년 로모노소프
원자 – 양전하를 띤 핵과 음전하를 띤 전자로 구성된 전기적으로 중성인 입자. 원자의 주요 특성은 원자의 양성자 수와 동일한 핵 전하입니다. 수소 동위 원소 1 H를 제외한 핵의 구성에는 중성 입자 인 중성자도 포함됩니다.
요소 - 같은 핵전하를 가진 다양한 원자.
동위원소 - 핵전하가 같으나 질량이 다른 원자의 한 종류. 이것은 한 원소의 원자에 있는 중성자의 함량이 다르기 때문입니다. 동위 원소는 물리적 상수와 화학적 성질이 약간 다릅니다. 수소 동위원소는 예외입니다. 양성자(H) - 1H, 중수소(D) - 2H 및 삼중수소(T) - 3H 이는 각각 이러한 동위원소의 물리화학적 특성에 상당한 차이를 가져옵니다.
분자 - 화학적 성질을 가진 물질의 가장 작은 입자이다.
나방 - 이것은 탄소 동위 원소 12 C의 12g에 있는 원자 수만큼 많은 분자, 원자, 이온, 전자 또는 기타 구조 단위를 포함하는 물질의 양입니다. 탄소 12 C 원자 1몰에는 6.02 10 23이 들어 있습니다(아보가드로 수) 탄소 원자. 예를 들어, 1몰의 H 2 SO 4 에는 6.02·10 23 H 2 SO 4 분자가 들어 있습니다.
몰 질량은 물질 1몰의 질량입니다.
예를 들어, M (H 2 SO 4) \u003d 98 g / mol.
물질의 몰수 n(x)로 표시되며 공식에 의해 계산됩니다.
여기서 M(x)는 물질 x의 몰 질량,
fequiv.(x)는 물질 x의 등가 계수입니다.
예를 들어, M (½H 2 SO 4) \u003d 98 ½ \u003d 49 g / mol.
물질 등가 계수 - 이것은 산-염기 반응에서 1개의 H + 이온에 대한 또는 1개의 전자에 대한 산화환원 반응에서 물질의 원자 또는 분자의 몇 분율이 등가인지를 나타내는 숫자입니다.예: fequiv.(H 2 SO 4) = ½, fequiv.(A1) = 1 ∕ 3.
물질의 몰당량 수는 n으로 표시됩니다. 예를 들어, n(½H 2 SO 4) \u003d 0.6 mol 당량은 H 2 SO 4입니다.
1.2 화학의 기본 법칙
질량 보존 법칙 - 반응에 들어간 물질의 질량은 반응의 결과로 형성된 물질의 질량과 같습니다.
에너지 절약 법칙 - 고립된 시스템에서 발생하는 모든 상호 작용에 대해 이 시스템의 에너지는 일정하게 유지되며 동일한 비율로 한 유형의 에너지가 다른 유형으로의 전환만 가능합니다.
질량과 에너지 보존 법칙은 M.V.에 의해 발견되고 실험적으로 확인되었습니다. 로모노소프.
구성 불변의 법칙 - 화학적으로 개별적인 모든 화합물은 제조 방법에 관계없이 동일한 양적 구성을 갖습니다.
아보가드로의 법칙 같은 조건에서 같은 부피의 모든 기체는 같은 수의 분자를 포함합니다.. 기체에서 개별 분자 사이의 거리가 너무 커서 분자의 고유 크기가 기체의 전체 부피에 실질적으로 영향을 미치지 않습니다. 실제로 Avogadro의 법칙의 결과가 널리 사용됩니다. 정상 조건(0 0 C, 1 atm.)에서 모든 가스의 1몰은 22.4리터(몰 부피)의 부피를 차지합니다.
등가 법칙 - 반응에 관여하고 형성되는 모든 물질의 몰당량 수는 동일. 일반 형식 aA + bB \u003d cC로 작성된 반응 방정식의 경우 다음 관계가 성립합니다.
2) 반응물의 부피는 정상 농도에 반비례합니다.
 | (1.5) |
위의 법칙은 화학량론적 법칙이라는 일반명으로 통합되어 있습니다. 그들은 물질의 공식과 반응 방정식에 따라 계산을 수행 할 수 있습니다.
2 무기 화합물의 주요 부류
2.1 단순 물질
단순 물질은 한 요소의 원자로 구성됩니다.예: H 2 , O 2 , Fe 등 하나의 요소는 여러 단순 물질의 형태로 존재할 수 있습니다. 동소 변형 . 예를 들어, O 2 는 분자 산소이고 O 3 는 오존입니다.
원소는 금속과 비금속으로 나뉩니다. 금속은 비금속과 달리 높은 전기 및 열 전도성, 연성, 가단성을 가지고 있습니다. 화학적 성질에 따라 금속은 환원제일 뿐이고 비금속은 산화제이자 환원제입니다. 주기율표에서 원소의 성질 변화의 일반적인 패턴에 따르면, 프랑슘은 가장 활동적인 금속이고 불소는 비금속입니다. 주기율표에서 프랑슘에서 불소로 이동할 때 금속성은 약해지고 비금속성은 증가한다.
2.2 복합물질
화합물은 다른 원소의 원자로 구성됩니다.
두 요소가 연결되면 이원 화합물이 형성됩니다. 이러한 화합물은 금속과 비금속 또는 비금속과 비금속의 상호 작용에 의해 형성됩니다. 예: KC1, H 2 O, HC1 등 이원 화합물 중에서 산화물이 가장 일반적입니다.
무기 화합물의 주요 부류에는 산, 염기 및 염도 포함됩니다. 예: H 2 CO 3, KOH, K 2 CO 3 등
산화물 - 산소와 원소의 화합물. 산화물은 염 형성 및 비 염 형성의 두 그룹으로 나뉩니다.
비염 형성 산화물 - 산, 염기 및 염을 형성하지 않음. 예: NO, CO 등
염 형성 산화물 - 특정 화학 반응에서 염을 형성. 염 형성 산화물은 산성, 염기성 및 양쪽성으로 나뉩니다.
산성 산화물 - 물과 반응하여 산을 형성.
예를 들어, CO 2 + H 2 O \u003d H 2 CO 3.
산성 산화물은 모든 비금속뿐만 아니라 산화 상태 +3 이상의 금속을 형성합니다. 예: CO 2, P 2 O 3, P 2 O 5, SO 3, CrO 3 등
일부 산화물은 두 산의 혼합 산화물입니다. 예를 들어, NO 2는 질산과 아질산 2NO 2 + H 2 O \u003d HNO 3 + HNO 2의 혼합 산화물입니다.
염기성 산화물 - 물과 결합하면 염기를 형성.
예를 들어, Na 2 O + H 2 O \u003d 2NaOH.
염기성 산화물은 +3 이하의 산화 상태에서 알칼리, 알칼리 토류 및 기타 금속에 의해 형성된 모든 산화물을 포함합니다. 예: Na 2 O, CaO, BaO, MgO, NiO 등
양쪽성 산화물 - 이들은 산성 및 염기성 특성을 모두 나타내는 산화물입니다.. 예를 들어:
Cr 2 O 3 + 6HC1 \u003d 2C-C1 3 + 3H 2 O,
Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O.
양쪽성 산화물의 예: BeO, ZnO, Al 2 O 3, PbO, PbO 2, Fe 2 O 3 등
현재 IUPAC(International Union for Pure and Applied Chemistry)에서 개발한 명명법이 무기 화합물 명명법의 기초로 채택되었습니다.
산화물의 이름은 "산화물"이라는 단어와 속격의 원소 이름으로 구성됩니다. 원소가 여러 개의 산화물을 형성하는 경우 이름은
산화물은 원소의 원자가를 포함합니다. 예를 들어:
FeO - 산화철(II), Fe 2 O 3 - 산화철(III).
화합물의 공식은 화합물의 구성에 어떤 원소와 어떤 비율로 포함되어 있는지를 나타내는 총 공식과 구성뿐만 아니라 원자의 연결 순서를 나타내는 그래픽 공식을 사용하여 표현할 수 있습니다. 화합물. 예를 들어, 산화알루미늄의 경우: 총 공식 - A1 2 O 3,
그래픽 공식 - O=A1–O–A1=O.
혼합 산화물도 있습니다. 예를 들어, Fe 3 O 4 는 화학양론적으로 FeO 및 Fe 2 O 3 2개의 산화물로 구성됩니다. 이 화합물에서 FeO는 기본 특성을 나타내고 Fe 2 O 3 - 산성이므로 이 산화물은 Fe(FeO 2) 2 - 철(II) 페라이트 염의 클래스에 기인할 수 있습니다. 구조식은 O \u003d Fe - O - Fe - O - Fe \u003d O로 나타낼 수 있습니다.
산 - 수용액에서 수소 양이온과 산 잔기의 음이온으로 해리되는 화합물. 강산은 모든 단계에서 완전하고 비가역적으로 해리되는 반면, 약산은 가역적으로 단계적으로 해리됩니다. 예: H 2 SO 4 → 2H + + SO 4 2 -;
H 2 CO 3 ↔ H + + HCO 3 - (I 단계), HCO 3 - ↔ H + + CO 3 2 - (II 단계).
무산소산의 이름은 산을 형성하는 원소의 이름과 "수소"라는 단어의 두 부분으로 구성됩니다. 예: HCl - 염산, H 2 S - 황화수소 등
가장 높은 산화 상태의 산 형성 원소를 포함하는 산소 함유 산의 이름은 -로 끝나는 원소의 이름으로 구성됩니다. 나야그리고 "산"이라는 단어의 추가. 산 형성 요소에 다른 (낮은) 산화 상태가 있으면 접미사가 산 이름에 나타납니다. 진실. 예를 들어:
H 2 SO 4 - 황산, H 2 SO 3 - 아황산.
산화물이 물 분자의 함량이 다른 여러 산소 함유 산을 형성하면 함량이 낮은 산의 이름에 접두사가 추가됩니다. 메타, 그리고 가장 높은 콘텐츠에서 접두사 직교. 예: H 2 SiO 3 - 메타규산 및 H 4 SiO 4 - 오르토규산.
근거 - 수용액에서 수산화물 이온과 금속 양이온으로 해리되는 화합물. 예: Ca(OH) 2 → Ca 2+ + 2OH -;
Fe(OH) 2 ↔ FeOH + + OH - (I-stage), FeOH + ↔ Fe 2+ + OH - (II-stage).
염기의 이름은 "수산화물"이라는 단어와 속격의 양이온 이름으로 구성됩니다. 예를 들어:
NaOH는 수산화나트륨, Fe(OH) 3 는 수산화철(III)입니다.
소금 - 금속 양이온과 산 잔기 음이온으로 해리되는 화합물.예를 들어, Al 2 (SO 4) 3 → 2Al 3+ + 3SO 4 2-.
중화 반응의 결과로 염이 형성됩니다. 이것은 산과 염기 또는 그 산화물의 상호 작용으로 중성 화합물(염)이 형성되는 반응입니다. 예를 들어:
H 2 SO 4 + 2NaOH \u003d Na 2 SO 4 + 2H 2 O,
H 2 SO 4 + Na 2 O \u003d Na 2 SO 4 + H 2 O,
SO 3 + NaOH \u003d Na 2 SO 4 + H 2 O,
SO 3 + Na 2 O \u003d Na 2 SO 4.
화학양론적 양의 산과 염기가 반응에 사용되면 중간 염이 형성됩니다. 예를 들어:
H 2 CO 3 + 2NaOH \u003d Na 2 CO 3 + 2H 2 O, Mg(OH) 2 + 2HCl \u003d Mg(OH) 2 + 2H 2 O.
약산 또는 약염기의 화학양론적 과잉의 경우 산성 또는 염기성 염의 형성이 가능합니다. 예를 들어:
H 2 CO 3 + NaOH \u003d NaHCO 3 + H 2 O - 산성 염,
NaHCO 3 - 중탄산나트륨;
Mg (OH) 2 + HCl \u003d MgOHCl + H 2 O - 염기성 염,
MgOHCl은 수산화마그네슘 염화물입니다.
소금의 이름에는 금속의 러시아 이름이 추가된 산 잔류물의 라틴어 이름이 포함됩니다. 무산소 산의 경우 산 잔기의 이름에 끝 - id가 붙습니다. 예를 들어, СuС1 2는 염화구리(II)입니다. 산소 함유 산의 염의 경우, 산소 함유 원소가 가장 높은 산화 상태에 있는 경우, - at.가 산 잔기의 이름에 붙습니다. 산소 함유 원소에 두 번째 (낮은) 산화 상태가 있으면 끝 부분이 산 잔기의 이름에 붙습니다. 예를 들어:
Na 2 SO 4 - 황산나트륨, Na 2 SO 3 - 아황산나트륨.
2개 이상의 산화 상태를 나타내는 산 형성 원소를 포함하는 산소 함유 산 염의 경우, 산소 함유 염소 염의 예를 사용하여 아래에 제공되는 다음과 같은 접두사와 접미사를 추가합니다.
NaClO, NaClO 2, NaClO 3, NaClO 4.
차아염소산나트륨, 아염소산나트륨, 염소산나트륨, 과염소산나트륨.
III 주기 원소의 산화물, 수산화물 및 염.
III 기간의 요소를 예로 사용하여 가능한 산화물과 그로부터 형성된 산, 염기 및 염에 대한 공식을 작성합니다.
1) 산화물:
Na 2 O, MgO, Al 2 O 3, SiO, SiO 2, P 2 O 3, P 2 O 5, SO 2, SO 3, Cl 2 O, Cl 2 O 3, Cl 2 O 5, Cl 2 O 7 ;
2) 수산화물:
NaOH, Mg(OH)2, Al(OH)3, H3AlO3, H2SiO3, H3RO3, H3RO4, H2SO3, H2SO4, HclO, HclO2, HclO 3, HClO4;
NaCl, MgCl 2, AlCl 3, K 3 AlO 3, K 2 SiO 3, K 3 PO 3, K 3 PO 4, K 2 SO 3, K 2 SO 4, KClO, KClO 2, KClO 3, KClO 4.
위의 식으로부터, 원소의 서수가 증가하는 기간에는 염기성 성질이 약해지고, 양쪽성 성질을 거쳐 산성 성질이 증가함을 알 수 있다.
주제 2 "해결책"
강의 №3
"솔루션의 일반 속성"
1 둘 이상의 물질로 구성된 시스템 분류
입자의 크기에 따라 둘 이상의 물질로 구성된 시스템은 다음과 같이 나눌 수 있습니다. 분산 시스템, 콜로이드 솔루션 및 진정한 솔루션 .
분산 시스템에서 입자 크기는 10 -3 ÷ 10 -5 cm, 콜로이드 용액에서는 10 -5 ÷ 10 -7 cm, 실제 용액에서는 10 -7 cm 미만입니다. 진정한 솔루션에서 물질은 개별 분자로 단편화됩니다.
표 1 - 분산 시스템의 분류
분산 시스템은 열역학적으로 불안정하고 시간이 지남에 따라 분리됩니다.
분산 시스템과 달리 콜로이드 용액은 브라운 운동으로 인해 입자가 침전되는 것을 방지하는 구성 요소의 단편화 정도가 특징입니다. 콜로이드는 준안정 상태이며 작은 외부 영향으로 콜로이드 용액 성분의 응고 및 분리를 시작하기에 충분합니다.
외관상 콜로이드는 진정한 솔루션과 유사합니다. 투명합니다. 그러나 광선이 투명한 콜로이드 용액을 통과하면 어두운 배경에 대해 측면에서 볼 수 있습니다. 이 광학 효과를 Tyndall 원뿔이라고 합니다(그림 1).
I - 진정한 용액 II - 콜로이드 용액
사진 1 - 광선이 콜로이드 용액을 통과할 때 빛의 산란 효과
실제 용액에서 용질과 용매는 원자 또는 분자 수준으로 분쇄되고 용액 전체에 고르게 분포됩니다. 진정한 솔루션은 열역학적으로 안정적인 시스템입니다. 앞으로는 진정한 솔루션의 이름 대신에 "해결책" .
해결책 두 개 이상의 구성 요소로 구성된 동종 시스템입니다.
용액은 실제적으로 매우 중요하며 살아있는 유기체의 신진대사의 기초가 되는 중요한 화학 반응을 포함하여 많은 화학 반응이 용액에서 발생합니다. 솔루션은 대부분의 식품 기술에 사용됩니다. 다음 자료는 수용액의 특성 연구에 전념합니다.
2 용액의 구성을 표현하는 방법
다음은 화학에서 용액의 구성을 표현하는 데 가장 일반적으로 사용되는 방법입니다.
1) 질량 분율(ω) - 용액의 질량에 대한 용질의 질량 비율
질량 분율은 단위의 분율 또는 백분율(100분의 1 단위)로 표시됩니다. 퍼센트 농도는 용액 100g에 몇 그램의 용질이 포함되어 있는지 보여줍니다.
예 - ω(H 2 SO 4) \u003d 3% 또는 3% H 2 SO 4, 즉 용액 100g에는 H 2 SO 4 3g이 들어 있습니다.
2) 몰분율(N) - 용액의 총 몰수에 대한 용질의 몰수의 비율 2성분 용액의 경우 공식은 다음과 같은 형태를 갖는다.
몰분율은 용액 1몰에 몇 개의 용질이 들어 있는지를 나타냅니다.
예 - N (H 2 SO 4) \u003d 0.2, 즉 용액 1몰은 H 2 SO 4 0.2몰을 차지합니다.
질량과 몰분율은 무차원 양입니다.
3) 몰 농도(C) - 용액의 부피에 대한 용질의 몰수의 비율
.
몰 농도의 약어는 M입니다. 실제로 몰 농도는 일반적으로 다음과 같이 표현됩니다. 정부.
예 - 2M H 2 SO 4 또는 C (H 2 SO 4) \u003d 2 mol / l.
4) 몰당량 농도 또는 정상 농도(n) - 용액의 부피에 대한 용질의 몰당량 수의 비율
예 - C (1/2 H 2 SO 4) \u003d 0.4 mol 당량 / L 또는 0.4 n H 2 SO 4, 즉 1리터의 용액에는 0.4몰당량의 H 2 SO 4 가 들어 있습니다.
5) 몰 농도(Cm) - 용매 1kg에 대한 용질의 몰수의 비율
.
예 - C m (H 2 SO 4) \u003d 0.3 mol / kg, 즉 1kg의 용매는 0.3mol H 2 SO 4 를 설명합니다.
3 용액 형성의 물리화학적 과정
솔루션 형성의 현대 개념의 기초는 D. I. Mendeleev의 수화물 이론입니다. 그는 용해가 물리적일 뿐만 아니라 용질과 용매의 상호작용의 화학적 과정이라고 믿었습니다. 이것은 용해 과정에서 발생하는 열의 방출 또는 흡수, 부피 변화, 색상 및 기타 현상에 의해 입증됩니다.
용해 과정에는 세 가지 주요 단계가 포함됩니다.
1) 분자나 이온의 수준으로 용질이 파괴되는 것.이 과정에는 에너지가 필요합니다.
2) 용매 분자와 용질 입자의 상호 작용.이 과정을 용매가 물인 경우 용매화 또는 수화라고 합니다. 용매화(수화)는 에너지 방출을 동반합니다.
용해 과정의 총 열 효과는 용해 과정에서 발생하는 모든 열 효과의 합으로 결정됩니다.
4 용해도
용매에 용해되는 물질의 능력입니다. 정량적으로 용해도는 포화 용액의 농도를 특징으로 합니다. 포화 용액은 용질이 용액과 평형을 이루는 용액입니다. 포화 용액보다 농도가 낮은 용액을 불포화 용액이라고 하고 농도가 높은 용액을 과포화 용액이라고 합니다.
물질의 용해도는 용질과 용매의 성질과 외부 조건(압력, 온도 등)에 따라 달라집니다.
용해도는 또한 용매의 성질에 의해 영향을 받습니다. 일반적으로 이온 결합 및 극성 결합이 높은 물질은 극성 용매(물, 알코올, 액체 암모니아 등)에 더 잘 용해되고, 비극성 또는 약 극성 결합을 갖는 물질은 비극성 용매(벤젠, 이황화탄소 등)에 더 잘 용해됩니다. .). 이것은 잘 알려진 규칙을 확인합니다. "좋아하면 좋아진다."
4.1 액체에서 기체의 용해도. 헨리의 법칙
액체에서 기체의 용해도에 대한 압력의 영향은 헨리의 법칙으로 표현됩니다.
С = k p ,
여기서 C는 포화 용액의 가스 농도,
물에서 가스의 용해는 발열 과정입니다. 따라서 기체의 용해도는 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 기체가 액체에 녹을 때 평형이 이루어진다.
기체 + 액체 ↔ 포화 용액 (1).
이 경우 시스템의 볼륨이 크게 줄어 듭니다. 따라서 압력이 증가하면 평형이 오른쪽으로 이동해야 합니다. 즉, 기체의 용해도가 증가합니다.
Henry는 이 패턴을 보다 일반적인 형태로 공식화했습니다.
용액에 대한 용질의 부분 증기압은 용액에 있는 용질의 몰분율에 비례합니다.
이 진술을 헨리의 법칙이라고 하며 수학 공식은 다음과 같습니다.
여기서 P는 압력, k는 헨리 상수, X는 용질의 몰분율입니다.
Henry의 법칙에서 다음과 같은 결과가 나옵니다.
일정한 온도에서 일정 부피의 액체에 용해되는 기체의 부피는 그 부분압에 의존하지 않습니다.
기체는 낮은 압력과 기체 분자와 용매 분자 사이의 화학적 상호작용이 없을 때 헨리의 법칙을 따릅니다.
헨리의 법칙은 산업에서 중요한 역할을 합니다. 수소에서 이산화탄소를 제거하기 위해 보쉬 공정을 사용하는 수소의 산업적 생산에서 이러한 가스의 기체 혼합물은 고압 하에 물을 통과합니다. 약 50 기압의 압력에서 이산화탄소는 물에 잘 녹고 수소에서 거의 완전히 제거됩니다.
또 다른 예는 케이슨 병입니다. 이 고통스러운 상태는 다이버가 증가된 압력을 받는 깊이에서 정상적인 대기압이 있는 표면으로 너무 빨리 상승할 때 발생합니다. 압력의 증가 및 감소와 함께 혈액 내 질소 용해도의 동시 감소가 발생합니다. 이로 인해 순환계에 질소 기포가 방출되어 심한 통증을 유발합니다. 게다가 질소 기포는 뇌의 작은 혈관과 신체의 다른 부분의 순환을 차단합니다. 감압병을 피하기 위해 다이버는 수심에서 수면으로 천천히 올라와야 합니다.
Henry-Dalton의 법칙은 액체에 압력을 가하는 기체의 탄성의 함수로서 액체에서 기체의 용해도를 나타냅니다.
특정 압력과 일정한 온도에서 일정량의 기체가 액체에 용해되며 이는 액체의 특성에 따라 달라집니다. 동일한 온도를 유지하면서 액체에 대한 기체 분위기의 압력이 증가하거나 감소함에 따라 용존 기체의 양은 동일한 비율로 증가하거나 감소합니다.
기체의 용해도는 압력에 정비례합니다.
C i = K g P i
세체노프의 법칙
전해질 농도가 높을수록 용액의 용해도가 낮아집니다.
C i \u003d C o e - KgCe
몸의 삶에서 솔루션의 역할
· 콜로이드 용액:
1. 신체의 혈액, 림프액, 세포 내액은 단백질 및 기타 물질의 콜로이드 용액입니다.
2. 콜로이드 용액은 접착제와 페인트입니다.
3. 마멀레이드, 젤리, 에어로졸.
4. 비누 제조, 의약품, 향수, 플라스틱에 사용됩니다.
· 진정한 솔루션:
1. 예: 공기, 주철, 강철, 수용액.
2. 음식의 동화는 영양소의 용해와 관련이 있습니다.
3. 솔루션은 많은 약물입니다.
4. 화학적, 생물학적 및 물리적 연구는 종종 솔루션을 사용하여 수행됩니다.
작업 7
희석 용액의 결합 특성. 확산. 용액에 대한 용매의 포화 증기 압력의 상대적 감소(First Raoult의 법칙). 용매에 비해 용액의 어는점을 낮추고 끓는점을 높입니다(제2 라울의 법칙). Cryometry, ebuliometry, 생물 의학 연구에서의 응용.
솔루션의 집합적 속성 -이들은 분자의 자발적인 움직임으로 인한 용액의 특성입니다. 즉, 화학 조성이 아니라 운동 단위의 수 - 단위 부피 또는 질량 당 분자에 의해 결정됩니다. 이러한 공동 속성에는 다음이 포함됩니다.
포화 증기 압력 감소
용액의 끓는점 증가
용액의 어는점 낮추기
삼투압의 발생
용액의 집합적 성질은 용매와 용질의 성질에 의존하지 않고 용액의 입자 농도에 의해서만 결정됩니다.
라울트의 법칙
Raoult의 첫 번째 법칙:
비휘발성 용질을 포함하는 용액의 증기압은 용액에 있는 용매의 몰분율에 정비례합니다.
용액의 분압은 용질의 몰분율에 정비례합니다.
라울의 제2법칙
끓는점의 감소와 용액의 어는점의 증가는 용액의 몰 농도에 정비례합니다.
확산 -분자 열 운동에 의해 야기되고 상 내에서 농도의 평형 분포의 확립으로 이어지는 비평형 과정.
Ebuliometry 및 cryometry
Ebuliomeria 및 cryometry는 많은 물질 상수를 결정하는 데 사용됩니다. 크라이오메트리 방법은 적어도 2성분 시스템이고 증기, 액체, 고체의 3상을 형성하는 용액 연구에 널리 사용됩니다.
크라이오메트리 -연구 대상 물질의 순수한 용매 및 용액의 동결 온도의 차이를 측정하여 비 전해질의 분자량, 약한 전해질의 해리도 및 삼투압을 결정하는 일련의 방법.
cryometry 방법은 ebuliometry 방법보다 훨씬 더 편리하고 더 자주 사용됩니다. 첫 번째 경우 증발 중 용매 손실이 위험하지 않기 때문입니다.
부비동 측정용액의 끓는점과 순수한 용매의 끓는점 차이를 기준으로 합니다.
비소, 텔루륨, 게르마늄, 주석 및 티타늄의 염화물과 염화갈륨의 상대 휘발성 계수를 비포 측정법으로 연구했습니다.
중합체의 분자량을 결정하기 위해 부비동 측정법을 사용할 때 제한 요소는 온도 측정의 감도입니다.
작업 8
삼투. 삼투압. 전해질 및 비전해질의 희석 용액에 대한 Van't Hoff의 법칙. 등장비. hypo-, hyper-, isotonic 솔루션에서 살아있는 세포의 거동. 혈장 용해, 용혈. 생물학적 시스템에서 삼투압과 삼투압의 역할. 혈액의 삼투압, 삼투압.
오스토스 -반투막을 통해 농축된 용액을 향한 용매의 단방향 확산.
삼투압 -순수한 용매의 용액 사이에 삼투압 평형이 설정되는 용액에 대한 외부 압력.
반트 호프의 법칙:
용액의 삼투압은 용질이 주어진 온도에서 기체 상태이고 용액이 차지하는 동일한 부피를 차지할 경우 용질이 가질 압력과 같습니다.
비전해질 희석 용액의 삼투압은 용액의 몰 농도와 절대 온도에 정비례하며 그 성질에 의존하지 않습니다.
등장비 -용액에서 물질의 거동을 특성화하는 무차원 매개변수. 그것은 주어진 물질의 용액의 어떤 집합적 성질의 값과 주어진 물질의 용액의 어떤 집단적 성질의 값과 무전해질의 동일한 집합적 성질의 값의 비율과 수치적으로 같다. 시스템 매개변수가 변경되지 않은 동일한 농도.
다른 용액보다 삼투압이 높은 용액을 용액이라고 합니다. 고장, 더 낮은 저장성.
고장성 솔루션 -세포내와 관련하여 물질의 농도가 더 높은 용액. 세포가 고장성 용액에 잠겨 있으면 탈수가 발생합니다. 세포 내 물이 나와 세포가 건조하고 주름이 생깁니다. 고장성 용액은 뇌내 출혈의 치료를 위한 삼투 요법에 사용됩니다.
저장성 용액 -다른 것에 비해 더 낮은 삼투압을 갖는 용액, 즉 멤브레인을 투과하지 않는 더 낮은 농도의 물질을 갖는 용액. 세포가 저장성 용액에 잠기면 세포 내로의 물의 삼투 침투가 과수화 - 팽창, 세포 용해의 발달과 함께 발생합니다.
세포와 조직에 풍부한 물은 물질의 수화 및 해리, 가수분해 반응 및 산화의 다양한 물리적 및 화학적 과정의 정상적인 과정에 필요합니다.
Plasmolysis -고장성 용액에서 세포벽으로부터 원형질체의 분리.
용혈 -헤모글로빈이 환경으로 방출되면서 적혈구가 파괴됩니다.
작업 9
전해질 용액. 인체의 전해질 약한 전해질 용액, Arrhenius 이론. 해리 상수와 해리 정도의 개념. Ostwald의 희석 법칙. Arennius, Bronsted-Lowry, Lewis의 산과 염기 이론.
해결책 -둘 이상의 성분이 균일하게 혼합된 것. 질량이 우세한 한 구성 요소는 용매이고 두 번째 구성 요소는 가용성 물질입니다.
전해질 용액
전해질 -용해되면 이온으로 해리되는 물질. 결과적으로 솔루션은 전류를 전도하는 능력을 얻습니다.
액체에서 가스 용해도의 의존성이 결정됩니다 헨리의 법칙 :
"액체에서 기체의 용해도는 일정한 온도에서 기체의 부분압에 정비례합니다."
기체와 액체 사이의 물질의 평형 분포 조건은 액체와 기체 상 사이의 화학 포텐셜의 평등입니다.
화학 포텐셜은 다음 방정식으로 설명됩니다.
씨 =지· 피 헨리의 법칙.
G는 헨리 상수, C는 용질의 몰분율입니다.
방정식은 이상적인 솔루션에 적용할 수 있습니다. 해리 또는 결합이 발생하는 경우:
씨 N =지·피
용액의 입자 수 변화를 고려하는 n-인자.
일반적으로 기체가 액체에 용해될 때 평형이 설정됩니다.
기체 + 액체 = 액체에 있는 기체의 포화 용액
이 경우 시스템의 볼륨이 크게 줄어 듭니다. 결과적으로 압력이 증가하면 평형이 오른쪽으로 이동해야 합니다. 즉, 기체의 용해도가 증가합니다. 그 반대.
용해도 기체에서 액체로 에 달려있다 열 요인 : 용매 및 용질의 성질, 압력, 기체상 및 온도.
물질의 성질은 액체에서 기체의 용해도에 가장 큰 영향을 미칩니다. 따라서 t = 18 ° C 및 P = 1 atm에서 1 리터의 물에서. 0.017 l를 녹입니다. 질소, 748.8리터. 암모니아 또는 427.8 l. 염화수소. 액체에서 기체의 비정상적으로 높은 용해도는 일반적으로 용매와의 특정 상호 작용, 즉 화학 화합물의 형성(암모니아의 경우) 또는 용액 내 이온으로의 해리(염화수소의 경우) 때문입니다. 분자가 비극성인 기체는 비극성 액체에 더 잘 용해되는 경향이 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 기체 용해도의 의존성 압력헨리(Henry-Dalton) 법칙으로 표현됩니다. 용매와 특정한 상호작용을 할 수 있는 가스는 이 법칙을 따르지 않습니다.
액체에서 기체의 용해도는 온도; 양적으로, 이 의존성은 Clausius-Clapeyron 방정식에 의해 결정됩니다(여기서 X는 용액 내 가스의 몰 분율, λ는 포화 용액에 1몰의 가스를 용해할 때의 열 효과입니다):
일반적으로 기체가 액체에 용해되면 열이 방출됩니다(λ< 0), поэтому с повышением температуры растворимость уменьшается. Растворимость газов в жидкости сильно зависит от концентрации других растворенных веществ.
기체 용해도의 의존성 전해질 농도액체에서 는 Sechenov 공식으로 표시됩니다(X 및 X o는 C 농도의 순수한 용매 및 전해질 용액에서 기체의 용해도입니다).
따라서 이상의 내용을 종합하면 다음과 같은 결론을 내릴 수 있다. 물에서 가스의 용해는 발열 과정이므로 온도가 증가함에 따라 용해도가 감소합니다. 따뜻한 방에 냉수 한 잔을 남겨두면 내벽이 가스 방울로 덮여 있습니다. 이것은 물에 용해 된 공기이며 가열로 인해 방출됩니다. 이것은 단순히 물을 끓이기만 하면 그 안에 녹아 있는 모든 공기를 물에서 제거할 수 있음을 의미합니다. 또한 용해 과정은 르 샤틀리에의 원칙을 따릅니다.