Физико-химические основы нанотехнологий. Учебное пособие
%PDF-1.6 % 1393 0 obj > endobj 1396 0 obj > endobj 1726 0 obj >stream 2014-03-13T12:42:58+04:002014-03-20T16:41:58+04:002014-03-20T16:41:58+04:00iTextSharp 4.1.6 by 1T3XTapplication/pdf
Разница между растворителем и растворенным веществом (Наука и природа)
ключевое отличие между растворителем и растворенным веществом является то, что растворенный растворяется в то время как растворитель отвечает за его растворение.
Раствор представляет собой гомогенную смесь двух или более веществ. Мы называем это однородной смесью, потому что состав однороден по всему раствору. Также компоненты раствора в основном бывают двух типов: растворенные вещества и растворители. Растворитель растворяет растворенные вещества и образует однородный раствор. Таким образом, обычно количество растворителя выше, чем количество растворенного вещества.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Обзор и основные отличия
2. Что такое растворитель
3. Что такое растворенный
4. Сравнение по соседству — растворитель против растворенного вещества в табличной форме
5. Резюме
Что такое растворитель?
Растворитель — это вещество с растворяющей способностью. Таким образом, он может растворить другое вещество. Также растворители могут встречаться в жидком, газообразном или твердом состоянии. Однако чаще всего мы используем жидкости в качестве растворителей. Кроме того, среди жидкостей вода распространена как универсальный растворитель, потому что она может растворить много веществ, чем любой другой растворитель. Кроме того, мы можем растворить газ, твердое вещество или любой другой жидкий раствор в жидких растворителях. Но в газовых растворителях растворяются только газообразные вещества..
Рисунок 01: Уксусная кислота полезна в качестве органического растворителя
Кроме того, существует ограничение на количество растворенных веществ, которое мы можем добавить к определенному количеству растворителя. Мы говорим, что раствор стал насыщенным, если мы добавили максимальное количество растворенных веществ в растворитель. Существуют растворители двух типов: органические или неорганические. Например, эфир, гексан и метиленхлорид являются органическими растворителями, тогда как вода является неорганическим растворителем..
Полярные и неполярные растворители
Существует две широкие категории растворителей, такие как полярные растворители и неполярные растворители..
Полярный растворитель молекулы имеют разделение зарядов, поэтому способны растворять полярные растворенные вещества. В процессе растворения могут происходить диполь-дипольные взаимодействия или диполь-индуцированные дипольные взаимодействия. Мы также можем разделить полярные растворители на полярные протонные и полярные апротонные растворители. Полярные протонные растворители способны образовывать водородные связи с растворенными веществами. Поэтому они сольватируют анионы посредством водородной связи. Вода и метанол являются полярными протонными растворителями. Полярные апротонные растворители не могут образовывать водородные связи. Однако они имеют большие дипольные моменты, поэтому образуют диполь-дипольные взаимодействия с ионными растворенными веществами, поэтому сольватируют их. Ацетон — полярный апротонный растворитель.
Неполярные растворители растворить неполярные растворы. Гексан, бензол и толуол — некоторые распространенные неполярные растворители.
Помимо вышеуказанных растворителей, существуют некоторые растворители, которые имеют промежуточные полярные и неполярные свойства. Согласно феномену «как растворить, как» растворители растворяют растворенные вещества, которые им соответствуют.
свойства
Свойства растворителей важно знать, когда мы используем их в лабораториях. Например, знание температур кипения растворителей помогает нам определить, как использовать методы дистилляции для их разделения. Альтернативно, плотность растворителей важна в методах экстракции растворителем. Летучесть, токсичность и воспламеняемость — вот некоторые другие параметры, на которые мы должны обратить внимание, работая с различными растворителями..
Что такое растворенный?
Растворенное вещество — это вещество, которое растворяется в растворителе для образования раствора. Растворенные вещества могут встречаться в жидкой, газообразной или твердой фазе. Обычно в растворе растворенные вещества находятся в меньшем количестве, чем растворители..
Рисунок 02: Соленая вода содержит соль в качестве растворенного вещества.
Когда раствор имеет максимальное количество растворенных веществ, которое он может растворить, мы говорим, что раствор стал насыщенным. Растворение растворенного вещества в растворителе изменяет свойства растворителей.
В чем разница между растворителем и растворенным веществом?
Растворитель представляет собой вещество с растворяющей способностью, поэтому может растворять другое вещество, в то время как растворенное вещество представляет собой вещество, которое растворяется в растворителе для образования раствора. Это ключевое различие между растворителем и растворенным веществом. Кроме того, существуют некоторые другие различия между растворителем и растворенным веществом в их физическом состоянии, растворимости и температурах кипения. Например, учитывая температуру кипения, температура кипения растворенного вещества обычно выше, чем у растворителя.
Приведенная ниже инфографика показывает более подробную информацию о разнице между растворителем и растворенным веществом..
Резюме — Растворитель против растворенного вещества
Растворенные вещества представляют собой вещества, которые растворяются в растворителе с образованием раствора. Таким образом, разница между растворителем и растворенным веществом заключается в том, что растворенное вещество — это растворенное вещество, а растворитель отвечает за его растворение..
Ссылка:
1. «Растворитель». Википедия, Фонд Викимедиа, 6 сентября 2018. Доступно здесь
2. «Решение». Википедия, Фонд Викимедиа, 21 сентября 2018 г. Доступно здесь
Изображение предоставлено:
1. «Уксусная кислота» У. Олена (CC BY-SA 3.0) через Викисклад Commons
2. ”SaltInWaterSolutionLiquid” Крис 73 (CC BY-SA 3.0) через Викисклад Commons
Пятигорский медико-фармацевтический институт – филиал Волгоградского государственного медицинского университета
Согласно Приказу Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации № 434 от 28 апреля 2012 года 1 октября 2012 года завершилась реорганизация государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Волгоградский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации и государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Пятигорская государственная фармацевтическая академия» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации в форме присоединения второго учреждения к первому с последующим образованием на основе присоединённого учреждения обособленного подразделения (филиала).
Определено, что полное наименование филиала вуза (бывшей Пятигорской государственной фармацевтической академии), с учетом разделения Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации на два министерства, следующее:
Пятигорский филиал государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Волгоградский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Сокращённое наименование: «Пятигорский филиал ГБОУ ВПО ВолгГМУ Минздрава России».
Согласно Приказу Министерства здравоохранения Российской Федерации № 51 от 04 февраля 2013 года указаны изменения, которые вносятся в устав государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Волгоградский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации.
В пункте 1.10 абзацы третий и четвёртый изложить в следующей редакции:
«полное наименование: Пятигорский медико-фармацевтический институт — филиал государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Волгоградский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации
сокращённое наименование:
«Пятигорский медико-фармацевтический институт — филиал ГБОУ ВПО ВолгГМУ Минздрава России».
Переименование произведено с 14.03.2013.
В соответствии с приказом по Университету от «15» июля 2016 г. №1029-КМ «О введение в действие новой редакции Устава и изменении наименования Университета» с 13.07.2016 г. в связи с переименованием Университета считать:
— полным наименованием Университета: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Волгоградский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации;
— сокращенным наименованием Университета: ФГБОУ ВО ВолгГМУ Минздрава России;
— полным наименованием филиала Университета: Пятигорский медико-фармацевтический институт – филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Волгоградский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации;
— сокращенным наименованием филиала Университета: Пятигорский медико-фармацевтический институт – филиал ФГБОУ ВО ВолгГМУ Минздрава России.
Переименование произведено с 13.07.2016.
Узнать больше о вузе
Противодействие коррупции
Платежные реквизиты вуза
Растворитель и растворитель | Химия для неосновных
Цели обучения
- Определите решение.
- Определите растворенное вещество.
- Определите растворитель.
- Приведите примеры решений.
Снег — водный раствор?
Зимой температура часто опускается ниже точки замерзания воды. Это состояние может вызвать проблемы с радиаторами автомобиля. Если вода замерзнет, водяные шланги порвутся, блок двигателя может треснуть, а автомобилю может быть нанесен значительный ущерб.
Раствор и растворитель
Когда одно вещество растворяется в другом, образуется раствор . Раствор представляет собой гомогенную смесь, состоящую из растворенного вещества , растворенного в растворителе . Растворенное вещество — это вещество, которое растворяется, а растворитель — растворяющая среда. Растворы могут быть образованы с использованием многих различных типов и форм растворенных веществ и растворителей.
Мы знаем много типов решений. Посмотрите несколько примеров в таблице Table ниже.
Тип | Растворитель | Растворенное вещество | Пример |
газ / газ | азот | кислород | воздух |
газ / жидкость | вода | двуокись углерода | газированная вода |
жидкость / жидкость | вода | этиленгликоль | антифриз |
твердое / жидкое | вода | соли | морская вода |
Мы хотим сосредоточиться на решениях, в которых растворителем является вода.Водный раствор — это вода, содержащая одно или несколько растворенных веществ. Растворенные вещества в водном растворе могут быть твердыми веществами, газами или другими жидкостями. Некоторые примеры перечислены в Таблице выше. Другие примеры включают уксус (уксусная кислота в воде), алкогольные напитки (этанол в воде) и жидкие лекарства от кашля (различные лекарства в воде).
Рисунок 2. Типичное решение — четкое и стабильное. Бен Миллс (Викимедиа: Benjah-bmm27).
Чтобы быть истинным решением, смесь должна быть стабильной.Когда сахар полностью растворяется в воде, он может стоять неопределенное время, и сахар не выпадет из раствора. Кроме того, если раствор сахара в воде пропустить через фильтр, он не изменится. Растворенные частицы сахара пройдут через фильтр вместе с водой. Это связано с тем, что растворенные частицы в растворе очень маленькие, обычно менее 1 нм в диаметре. Частицы растворенного вещества могут быть атомами, ионами или молекулами, в зависимости от типа растворенного вещества.
Сводка
- Раствор представляет собой гомогенную смесь растворенного вещества в растворителе.
- Растворенное вещество — это вещество, присутствующее в растворе в меньшем количестве.
- Растворитель — это материал, присутствующий в растворе в большем количестве.
Практика
Воспользуйтесь ссылкой ниже, чтобы ответить на следующие вопросы:
http://www.chem.memphis.edu/bridson/FundChem/T13a1100.htm
- Как сахар растворяется в воде?
- Как ионные соединения растворяются в воде?
Обзор
- Какое решение?
- Что такое растворенное вещество?
- Что такое растворитель?
- Почему азот является растворителем в воздухе?
Глоссарий
- раствор: Гомогенная смесь, состоящая из растворенного вещества, растворенного в растворителе.Образовавшееся одно вещество растворяется в другом.
- растворенное вещество: Материал, присутствующий в растворе в меньшем количестве.
- растворитель: Материал, присутствующий в растворе в большем количестве.
Что такое решение?
Что такое решение? Какое решение?Раствор представляет собой гомогенную смесь одного или нескольких растворенных веществ, растворенных в растворителе.
- растворитель
- растворенное вещество : вещество, которое растворяется в растворителе с образованием гомогенной смеси
Обратите внимание, что растворитель — это вещество, которое присутствует в наибольшем количестве.
Существует множество различных решений. Например, растворенное вещество может быть газом, жидкостью или твердым веществом. Растворителями также могут быть газы, жидкости или твердые вещества.
На следующих рисунках показано поведение нескольких различных типов растворов под микроскопом. Обратите внимание, что в каждом случае частицы растворенного вещества равномерно распределяются среди частиц растворителя.
| Вид под микроскопом газа Br 2 (растворенного вещества), растворенного в газе Ar (растворитель). | Вид под микроскопом газообразного аргона (растворенного вещества), растворенного в жидкости H 2 O (растворитель). |
| Вид под микроскопом Br 2 жидкость (растворенное вещество), растворенное в жидкости H 2 O (растворитель). | Вид под микроскопом твердого NaCl (растворенного вещества), растворенного в жидкой H 2 O (растворитель). Обратите внимание, что твердое ионное вещество NaCl при растворении в воде образует ионы Na + (синий) и ионы Cl — (зеленый). |
| Вид под микроскопом твердого Kr (растворенного вещества, , синий, ), растворенного в твердом Xe (растворитель, , красный, ). |
7.2: Растворы и растворители — Chemistry LibreTexts
Цели обучения- Определите растворитель.
- Определите растворенное вещество.
- Укажите растворитель и растворенные вещества, присутствующие в растворе.
Химическое вещество, присутствующее в растворе, можно классифицировать как растворенное вещество или растворитель.Растворитель представляет собой химическое вещество, которое присутствует в наибольшем количестве и, следовательно, является веществом, в котором распределены или растворены все остальные химические вещества. Растворенное вещество представляет собой химическое вещество, которое присутствует в меньшем количестве по сравнению с растворителем и должно быть равномерно распределено по всему раствору. Основываясь на этих определениях, только одно химическое вещество может быть классифицировано как растворитель в конкретном растворе. Следовательно, если в растворе присутствуют только два химиката, одно вещество служит растворителем, а другое — растворенным веществом.Если раствор содержит три или более химических веществ, одно химическое вещество должно быть идентифицировано как растворитель, а остальные вещества будут классифицироваться как растворенные вещества.
Качественное поведение и количественные измерения раствора, которые будут обсуждаться более подробно в следующих разделах этой главы, зависят от растворителя и растворенных веществ, содержащихся в этом растворе. Следовательно, чтобы понять и применить любую из концепций, связанных с химией раствора, каждое вещество, которое присутствует в растворе, необходимо сначала классифицировать как растворенное вещество или как растворитель.Роль конкретного химического вещества может быть определена путем определения индикаторного слова в описании общего решения или путем анализа числовой информации, которая дается в задаче. Исходя из приведенных выше определений, растворитель — это вещество , в котором распределены или растворены все остальные химические вещества. Таким образом, химическое вещество, обозначенное после и индикаторного слова «in», классифицируется как растворитель для данного раствора.
В качестве альтернативы растворитель и растворенные вещества в растворе можно идентифицировать путем сравнения относительных количеств веществ, содержащихся в растворе. По определению, растворитель — это химическое вещество, которое присутствует в наибольшем количестве в растворе. В главе 6 «количество» присутствующего газа требовалось представить в виде молярного количества. Напротив, количество химического вещества, которое содержится в растворе, можно выразить с помощью любой химически приемлемой единицы, такой как
.- граммов или литров, которые также можно изменить с помощью префиксов,
- моль,
- атомов или молекул, которые также можно обобщить как «частицы», и
- процентов.
Однако, чтобы сравнить количественную информацию, которая дается в задаче, все числовые значения должны быть выражены в одной и той же единице. Следовательно, если для отчета о количествах, в которых присутствуют химические вещества, используются разные единицы, необходимо разработать и применить один или несколько коэффициентов пересчета до сравнения их значений.
Например, определите растворенное вещество и растворитель в растворе, который приготовлен путем смешивания 28,47 граммов хлорида натрия и 147.2 миллилитра воды.
Слова «в» нет в данном утверждении. Следовательно, относительные количества хлорида натрия, NaCl и воды, H 2 O, должны сравниваться, чтобы определить, какое химическое вещество классифицируется как растворитель, а какое вещество является растворенным веществом в этом растворе.
Хотя единицы измерения количества этих химикатов, «граммы» и «миллилитры», соответственно, являются химически приемлемыми, они не согласуются друг с другом и, следовательно, их связанные значения нельзя сравнивать.В результате одна из этих единиц должна быть преобразована, чтобы соответствовать другой. Самый простой расчет включает использование плотности воды, которая обычно считается присутствующей в жидком состоянии вещества, если не указано иное, для преобразования заданного объема воды в соответствующую массу, которая обычно выражается в граммах. . Напомним, что плотность жидкой воды составляет 1,00 г / мл или 1,00 г / см 3 . Хотя эти значения эквивалентны друг другу, для решения этой проблемы следует использовать первое количество, поскольку его единица измерения содержит как заданную единицу, «миллилитры», так и желаемую единицу, «граммы», для выражения количества воды, которая является присутствует в этом решении.Основываясь на информации, представленной в разделе 1.15, желаемое преобразование единиц может быть достигнуто либо с помощью уравнения плотности, либо путем применения плотности жидкой воды в качестве «скрытого» коэффициента преобразования.
Величины, указанные выше, могут быть включены в уравнение плотности, как показано ниже. «Косая черта», которая написана внутри единицы плотности, означает, что единица «миллилитр», которая имеет связанное числовое значение, которое понимается как неписаное «1», может быть записана в качестве знаменателя.Чтобы найти m, величины в этом уравнении затем можно перемножить, а единица объема, «мл», будет отменена на следующем этапе деления. Оставшаяся единица «г» — это желаемая единица для выражения количества воды, присутствующей в этом растворе.
\ (\ rm {d} \) = \ (\ dfrac {\ rm {m}} {\ rm {V}} \)
\ ({1,00 \; \ rm {г / мл}} \) = \ ({\ dfrac {\ rm {m}} {147.2 \; \ rm {mL}}} \)
\ (\ dfrac {1.00 \; \ rm {g}} {\ rm {mL}} \) = \ ({\ dfrac {\ rm {m}} {147.2 \; \ rm {mL}}} \)
(\ ({1.00 \; \ rm {g}} \)) (\ ({147.2 \; \ rm {mL}} \)) = (\ ({\ rm {m}} \)) (\ ( {\ rm {mL}} \))
\ (\ rm {m} \) = \ ({\ dfrac {({1.00 \; \ rm {g}}) ({147.2 \; \ cancel {\ rm {mL}}})} {({\ отменить {\ rm {mL}}})}} \)
\ (\ rm {m} \) = \ ({147.2 \; \ rm {g}} \)
В качестве альтернативы напомним, что единицы измерения плотности, «г / мл» и «г / см 3 », которые читаются как «граммы на миллилитр» и «граммы на кубический сантиметр» соответственно, содержат индикаторное слово « пер.«Следовательно, плотность воды можно использовать в качестве« скрытого »коэффициента преобразования, как показано ниже.
\ ({147.2 \; \ cancel {\ rm {mL}}} \ times \) \ (\ dfrac {1.00 \; \ rm {g}} {\ cancel {\ rm {mL}}} \) = \ ({147.2 \; \ rm {g}} \)
Независимо от используемого метода, полученное рассчитанное количество воды, 147,2 грамма, теперь можно сравнить с заданным количеством хлорида натрия, 28,47 грамма, чтобы определить, какое химическое вещество классифицируется как растворитель, а какое — растворенного в этом растворе.Вода, H 2 O, является растворителем в этом растворе, поскольку это химическое вещество присутствует в наибольшем количестве, 147,2 г, а хлорид натрия, NaCl, является растворенным веществом, поскольку он присутствует в меньшем количестве, 28,47 г. В качестве альтернативы, поскольку раствор может содержать только один растворитель, по определению, после определения воды H 2 O в качестве растворителя в этом растворе, хлорид натрия, NaCl, может быть классифицирован как растворенное вещество «по умолчанию».
Упражнение \ (\ PageIndex {1} \)Укажите растворенные вещества и растворитель в имеющемся растворе…
- 85% меди, 4% свинца, 6% олова и 5% цинка по массе.
- , полученный растворением молекулярного йода в этаноле, C 2 H 5 OH.
- получали смешиванием 4,0 г гелия, 4,7 × 10 25 молекул молекулярного азота и 21 моль молекулярного кислорода.
- Ответьте на
- Слова «в» нет в данном утверждении. Следовательно, относительные количества меди, Cu, свинца, Pb, олова, Sn и цинка, Zn, должны использоваться, чтобы определить, какое химическое вещество классифицируется как растворитель и какие вещества растворяются в этом растворе.
Поскольку количества этих химикатов указаны в одной и той же единице «%», их значения можно напрямую сравнивать. Медь, Cu, классифицируется как растворитель в этом растворе, поскольку это химическое вещество, которое присутствует в наибольшем количестве, 85%, а свинец, Pb, олово, Sn и цинк, Zn, являются растворенными веществами, так как они присутствует в меньших количествах — 4%, 6% и 5% соответственно. В качестве альтернативы, поскольку раствор может содержать только один растворитель, по определению, после определения меди, Cu, в качестве растворителя в этом растворе, свинец, Pb, олово, Sn и цинк, Zn, могут быть классифицированы как растворенные вещества «по умолчанию.»
- Ответ б
- В данном заявлении присутствует слово «в». Таким образом, химическое вещество, обозначенное после индикаторного слова «in», этанол, C 2 H 5 OH, классифицируется как растворитель в этом растворе, а оставшееся вещество, молекулярный йод, I 2 , «по умолчанию» является растворенным веществом.
- Ответ c
- Слова «в» нет в данном утверждении.Следовательно, необходимо сравнить относительные количества гелия, He, молекулярного азота N 2 и молекулярного кислорода O 2 , чтобы определить, какое химическое вещество классифицируется как растворитель и какие вещества являются растворенными в этом растворе.
Хотя единицы измерения количества этих химических веществ, «граммы», «молекулы» и «моль», соответственно, являются химически приемлемыми, они не согласуются друг с другом и, следовательно, с соответствующими значениями. нельзя сравнивать.В результате две из этих единиц должны быть преобразованы, чтобы соответствовать третьей. Наиболее простые вычисления включают использование атомной массы и коэффициентов преобразования числа Авогадро для изменения заданной массы гелия, He, и количества частиц молекулярного азота, N 2 , соответственно, в молярные количества.
Единица массы «грамм» означает, что необходимо разработать и применить равенство на основе массы для преобразования данной массы гелия, He, в молярное количество. В частности, поскольку гелий, He, является элементом, равенство атомных весов для этого химического вещества должно быть получено путем приравнивания атомного веса элемента, который должен быть указан с точностью до сотых долей, к 1 моль элемента и использования элементарного веса. символ как второстепенная единица по обе стороны от результирующего равенства, как показано ниже.
1 моль He = 4,00 г He
Это равенство затем можно использовать для преобразования данной массы гелия, He, в молярное количество, как показано ниже.\ ({\ text {4.0}} {\ cancel {\ rm {g} \; \ rm {He}}} \ times \) \ (\ dfrac {1 \; \ rm {mol} \; \ rm { He}} {4.00 \; \ cancel {\ rm {g} \; \ rm {He}}} \) = \ ({\ text {1}} \) \ ({\ rm {mol} \; \ rm {He}} \) ≈ \ ({\ text {1.0}} \) \ ({\ rm {mol} \; \ rm {He}} \)
Слово «молекулы» указывает на то, что следует разработать и применить равенство чисел Авогадро для преобразования данного количества частиц молекулярного азота, N 2 , в молярное количество.Поскольку «молекулы» — это индикаторное слово, это слово вставлено как вторая единица в правой части этого типа равенства, а химическая формула молекулярного азота N 2 включена в обе вторичные единицы. позиции в этом равенстве, как показано ниже.1 моль N 2 = 6,02 × 10 23 N 2 молекулы
Это равенство затем можно использовать для преобразования данного количества частиц молекулярного азота N 2 в молярное количество, как показано ниже.{23} \; \ cancel {\ rm {молекулы} \; \ rm {N_2}}} \) = \ ({\ text {78.073}} \) \ ({\ rm {mol} \; \ rm {N_2}} \) ≈ \ ({\ text {78}} \ ) \ ({\ rm {mol} \; \ rm {N_2}} \) Полученные в результате расчетные количества гелия, 1,0 моль, и молекулярного азота, N 2 , 78 моль, теперь можно сравнить с заданным количеством молекулярного кислорода, O 2 , 21 моль, чтобы определить, какой химический классифицируется как растворитель и какие вещества растворяются в этом растворе. Молекулярный азот, N 2 , является растворителем в этом растворе, поскольку именно это химическое вещество присутствует в наибольшем количестве, 78 моль, а гелий, He и молекулярный кислород, O 2 , оба являются растворенными веществами, поскольку они присутствуют в меньших количествах, 1.0 моль и 21 моль соответственно. В качестве альтернативы, поскольку раствор может содержать только один растворитель, по определению, после определения молекулярного азота N 2 в качестве растворителя в этом растворе, гелий, He и молекулярный кислород, O 2 , могут быть классифицированы как растворенные вещества » по умолчанию.»
Решения, представленные в упражнении \ (\ PageIndex {1} \), содержат твердые, жидкие и газообразные растворенные вещества и растворители. Как показано ниже в таблице \ (\ PageIndex {1} \), растворы могут быть приготовлены с использованием растворителей и растворенных веществ в любой комбинации состояния вещества, а физическая форма полученного раствора соответствует фазе составляющего его растворителя.
| Фаза растворителя | Растворенная фаза | Пример |
|---|---|---|
| Твердофазные решения | ||
| цельный | цельный | Латунь Растворитель: Медь \ (\ left (s \ right) \) Растворители: свинец \ (\ left (s \ right) \), олово \ (\ left (s \ right) \) и цинк \ ( \ влево (s \ вправо) \) |
| цельный | жидкость | Зубные пломбы Растворитель: серебро \ (\ left (s \ right) \) Растворы: ртуть \ (\ left (l \ right) \), олово \ (\ left (s \ right) \) и цинк \ (\ влево (s \ вправо) \) |
| цельный | газ | Катализаторы восстановления Растворитель: платина \ (\ left (s \ right) \) Растворенное вещество: молекулярный водород \ (\ left (g \ right) \) |
| Жидкофазные растворы | ||
| жидкость | цельный | Настойка йода Растворитель: этанол, C 2 H 5 OH \ (\ left (l \ right) \) Растворенное вещество: молекулярный йод \ (\ left (s \ right) \) |
| жидкость | жидкость | Алкогольные напитки Растворитель: вода \ (\ left (l \ right) \) Растворитель: этанол, C 2 H 5 OH \ (\ left (l \ right) \) |
| жидкость | газ | Газированные напитки Растворитель: вода \ (\ left (l \ right) \) Растворенное вещество: диоксид углерода \ (\ left (g \ right) \) |
| Газофазные решения | ||
| газ | цельный | Терапевтическая ароматерапия Растворитель: молекулярный азот \ (\ left (g \ right) \) Растворитель: камфора, C 10 H 16 O \ (\ left (s \ right) \) |
| газ | жидкость | Влажный воздух Растворитель: молекулярный азот \ (\ left (g \ right) \) Растворитель: вода \ (\ left (l \ right) \) |
| газ | газ | Воздух Растворитель: молекулярный азот \ (\ left (g \ right) \) Растворители: молекулярный кислород \ (\ left (g \ right) \), диоксид углерода \ (\ left (g \ right) \) и аргон \ (\ влево (г \ вправо) \) |
Процесс решения
Процесс решенияПроцесс решения
Что такое решение?
Растворы представляют собой гомогенные смеси двух или более чистых веществ.Для наших целей мы обычно будем обсуждать растворы, содержащие одно растворенное вещество и воду в качестве растворителя. Что такое растворитель? Грубо говоря, это молекула в смеси с наивысшей концентрацией. То есть, если у вас был литр соли и 2 грамма воды. В этом случае солью будет растворитель, а растворенным веществом — вода. Но такая смесь бесполезна, так зачем вообще ее готовить ???
Когда мы соединяем растворенные вещества и растворители вместе, происходит то, что мы называем процессом растворения.Вы можете думать об этом как о том, что вы испытали бы, если бы попытались протиснуться в уже забитый лифт. Каждому приходится приспосабливаться, чтобы снова «найти свое место». Теперь, как и в лифте, молекулы будут регулироваться по-разному в зависимости от типа молекулы, совершающей вход. И также, как в лифте, наступит момент, когда больше нельзя будет добавлять людей. Для раствора эта точка называется точкой насыщения, а сам раствор называется насыщенным раствором .В точке насыщения растворенные вещества больше не растворяются в растворителе. Скорее процесс растворения и осаждения происходят одновременно и с одинаковой скоростью.
Вообще говоря, вначале в воде растворяются только определенные молекулы. Старая фраза «подобное растворяется в подобном» или «птицы в стае перьев вместе» очень верны в отношении того, в какой степени растворенные вещества растворимы , или смешиваются, в различных растворителях.При очень низких концентрациях почти все молекулы растворимы во всех растворителях. Но согласно тенденции ионные и полярные растворенные вещества более растворимы в полярных растворителях, а неполярные молекулы растворимы в неполярных (в основном органических) растворителях. Единицы концентрации, которые мы только что обсудили, используются для описания степени растворимости растворенного вещества в растворителе.
Когда вы помещаете неполярную молекулу в полярный растворитель (например, масло в воде), молекулы пытаются минимизировать поверхностный контакт между собой.(как ты и простуженный парень в лифте). На самом деле это основа клеток нашего тела. Липиды (масляные жирные кислоты) образуют клеточные мембраны, так что их неполярные хвосты обращены внутрь от полярной цитоплазмы, а полярные головки обращены к полярной цитоплазме.
Почему возникают решения?
Хотя большая часть объяснения того, почему одни вещества смешиваются и образуют растворы, а другие — нет, выходит за рамки этого класса, мы можем получить представление о том, почему образуются растворы, взглянув на процесс, посредством которого этанол, C 2 H 5 OH, растворяется в воде.Этанол на самом деле смешивается с водой, а это означает, что две жидкости можно смешивать в любой пропорции без ограничения их растворимости. Многое из того, что мы сейчас знаем о склонности частиц к более дисперсному, можно использовать для понимания такого рода изменений.
Представьте себе слой этанола, который осторожно добавляют в воду (рисунок ниже). Поскольку частицы жидкости постоянно движутся, некоторые частицы этанола на границе между двумя жидкостями немедленно переместятся в воду, а некоторые молекулы воды переместятся в этанол.В этом процессе аттракционы вода-вода и этанол-этанол нарушаются, и образуются аттракционы этанол-вода. Поскольку и этанол, и вода являются молекулярными веществами со связями O-H, притяжения, разорванные между молекулами воды, и притяжения, разорванные между молекулами этанола, являются водородными связями. Аттракционы, которые образуются между молекулами этанола и воды, также являются водородными связями (рисунок ниже).
Поскольку притяжения между частицами очень похожи, свобода движения молекул этанола в водном растворе примерно такая же, как их свобода движения в чистом этаноле.То же самое можно сказать и о воде. Благодаря этой свободе движения обе жидкости будут растекаться, чтобы заполнить общий объем объединенных жидкостей. Таким образом, они перейдут в наиболее вероятное, наиболее дисперсное состояние, состояние полного перемешивания. Для этой системы существует гораздо больше возможных устройств, когда молекулы этанола и воды диспергированы по всему раствору, чем когда они ограничены отдельными слоями. (Рисунок ниже).
Теперь мы можем объяснить, почему охлаждающая жидкость автомобильного радиатора растворяется в воде.Охлаждающие жидкости обычно содержат этиленгликоль или пропиленгликоль, которые, как этанол и вода, содержат водородные связи O-H.
Эти вещества легко смешиваются с водой по той же причине, по которой этанол легко смешивается с водой. Притяжения, разрушаемые при перемешивании, являются водородными связями, а образующиеся притяжения также являются водородными связями. Нет никаких причин, по которым частицы каждой жидкости не могут свободно перемещаться из одной жидкости в другую, и поэтому они переходят в наиболее вероятное (наиболее дисперсное) смешанное состояние.
Почему углеводороды не растворяются в воде?
У нас другая ситуация, когда мы пытаемся смешать гексан, C 6 H 14 и воду. Если мы добавим гексан в воду, гексан будет плавать над водой без видимого перемешивания. Причины, по которым гексан и вода не смешиваются, сложны, но следующее дает вам представление о том, почему гексан нерастворим в воде.
На самом деле происходит очень небольшое смешение молекул гексана и воды.Естественная тенденция к рассеянию действительно заставляет некоторые молекулы гексана перемещаться в воду, а некоторые молекулы воды — в гексан. Когда молекула гексана движется в воду, силы Лондона между молекулами гексана и водородные связи между молекулами воды разрываются. Новые притяжения между гексаном и молекулами воды образуются, но поскольку новые притяжения сильно отличаются от разрушенных, они вносят значительные изменения в структуру воды.Считается, что молекулы воды приспосабливаются, чтобы компенсировать потерю некоторых водородных связей и образование более слабого притяжения гексан-вода, образуя новые водородные связи и приобретая новое расположение.
В целом, притяжения в системе после того, как гексан и другие молекулы углеводородов перемещаются в воду, примерно эквивалентны по силе притяжениям в отдельных веществах. По этой причине при растворении небольшого количества углеводорода в воде поглощается или выделяется мало энергии.Поэтому, чтобы объяснить, почему в воде растворяются только очень небольшие количества углеводородов, таких как гексан, мы должны посмотреть на изменение энтропии системы. Это не очевидно, но когда молекулы гексана перемещаются в слой воды, частицы в новом созданном устройстве на самом деле менее диспергированы (более низкая энтропия), чем отдельные жидкости. Естественная тенденция к большему рассеянию способствует разделению гексана и воды и препятствует их смешиванию.
Это помогает объяснить, почему бензин и вода не смешиваются.Бензин — это смесь углеводородов, в том числе гексан. Бензин и вода не смешиваются, потому что молекулы неполярных углеводородов разрушают воду таким образом, чтобы образовалась структура с более низкой энтропией; следовательно, существует меньшая вероятность существования смеси, чем отдельных жидкостей.
Мы можем применить то, что мы знаем о смешивании этанола и воды, к смешиванию двух углеводородов, таких как гексан, C 6 H 14 , и пентан, C 5 H 12 .Когда неполярные молекулы пентана перемещаются в неполярный гексан, силы Лондона разрушаются между молекулами гексана, но новые силы Лондона образуются между молекулами гексана и пентана. Поскольку молекулы очень похожи, структура раствора и сила притяжения между частицами очень похожи на структуру и притяжение отдельных жидкостей. Когда эти свойства не сильно отличаются в растворе от отдельных жидкостей, можно предположить, что раствор имеет более высокую энтропию, чем отдельные жидкости.Следовательно, когда смешиваются очень похожие жидкости, такие как пентан и гексан, естественная тенденция к увеличению энтропии переводит их в раствор.
Экзотермические изменения приводят к увеличению энергии окружающей среды, что приводит к увеличению количества способов, которыми эта энергия может быть распределена в окружающей среде, и, следовательно, приводит к увеличению энтропии окружающей среды. Эндотермические изменения приводят к снижению энергии окружающей среды, что приводит к уменьшению количества способов, которыми эта энергия может быть размещена в окружающей среде, и, следовательно, приводит к снижению энтропии окружающей среды.Таким образом, вероятность возникновения экзотермических изменений выше, чем эндотермических изменений. Мы можем использовать это обобщение, чтобы объяснить, почему ионные соединения нерастворимы в гексане. Для того чтобы ионное соединение растворилось в гексане, должны быть разорваны ионные связи и притяжения между молекулами гексана, и возникнет притяжение между ионами и гексаном. Новые притяжения, образованные между ионами и гексаном, будут значительно слабее, чем разрушенные притяжения, что сделает процесс растворения значительно эндотермическим.Тенденция к переходу к раствору с более высокой энтропией не может преодолеть уменьшение энтропии окружающей среды, которое сопровождает эндотермическое изменение, поэтому ионные соединения нерастворимы в гексане.
Ионные соединения часто растворимы в воде, потому что притяжения, образованные между ионами и водой, часто достаточно сильны, чтобы сделать их раствор либо экзотермическим, либо лишь слегка эндотермическим. Например, раствор гидроксида натрия экзотермичен, а раствор хлорида натрия несколько эндотермичен.Даже если раствор является слегка эндотермическим, тенденция перехода к раствору с более высокой энтропией часто делает ионные соединения растворимыми в воде.
Прогнозирование растворимости
Граница между тем, что мы называем растворимым, и тем, что мы называем нерастворимым, произвольна, но следующие общие критерии для описания веществ как нерастворимых, растворимых или умеренно растворимых.
Если менее 1 грамма вещества растворяется в 100 миллилитрах (или 100 г) растворителя, вещество считается нерастворимым.
Если более 10 граммов вещества растворяется в 100 миллилитрах (или 100 г) растворителя, вещество считается растворимым.
Если от 1 до 10 граммов вещества растворяется в 100 миллилитрах (или 100 г) растворителя, вещество считается умеренно растворимым.
Хотя трудно определить конкретные растворимости, не обнаружив их экспериментально или не обратившись к таблице растворимостей, у нас есть рекомендации, которые позволяют нам предсказать относительную растворимость.Главный из них —
Подобное растворяется в подобном.
Например, это руководство можно использовать для предсказания того, что этанол, состоящий из полярных молекул, будет растворим в воде, которая также состоит из полярных молекул. Точно так же пентан (C5h22), который имеет неполярные молекулы, смешивается с гексаном, который также имеет неполярные молекулы. Мы будем использовать руководство «Подобное растворяться в подобном», чтобы предсказать, будет ли вещество более растворимым в воде или в гексане.Его также можно использовать для прогнозирования, какое из двух веществ, вероятно, будет более растворимым в воде, а какое из двух веществ, вероятно, будет более растворимым в неполярном растворителе, таком как гексан:
Полярные вещества могут растворяться в полярных растворителях. Например, ионные соединения, которые очень полярны, часто растворимы в полярном растворителе — воде.
Неполярные вещества могут растворяться в неполярных растворителях. Например, неполярные молекулярные вещества могут растворяться в гексане, обычном неполярном растворителе.
Из них вытекают два дополнительных правила:
Неполярные вещества вряд ли в значительной степени растворятся в полярных растворителях. Например, неполярные молекулярные вещества, такие как углеводороды, скорее всего, нерастворимы в воде.
Полярные вещества вряд ли будут растворяться в значительной степени в неполярных растворителях. Например, ионные соединения нерастворимы в гексане.
Предсказать растворимость полярных молекулярных веществ труднее, чем предсказать растворимость ионных соединений и неполярных молекулярных веществ.Многие полярные молекулярные вещества растворимы как в воде, так и в гексане. Например, этанол смешивается как с водой, так и с гексаном. Полезно следующее обобщение:
Вещества, состоящие из небольших полярных молекул, такие как ацетон и этанол, обычно растворимы в воде. (Они также часто растворяются в гексане.)
Краткое изложение рекомендаций по растворимости
Тип вещества Растворим в воде? Растворим в гексане? Ионные соединения Часто № Молекулярные соединения с неполярными молекулами № Есть Молекулярные соединения с малыми полярными молекулами Обычно Часто
Теплота растворения
Процесс растворения — это процесс, который включает разрыв и образование связей , а требует энергии .Из закона Гесса мы знаем, что можем сложить энергии каждого шага в цикле, чтобы определить энергию всего процесса. Следовательно, энергия образования раствора, энтальпия растворения, равна сумме трех этапов: DH soln = DH 1 + DH 2 + DH 3 .
- Разрыв связей требует или поглощает энергию. Этот процесс эндотермический. -DH решетка (отрицательный знак здесь необходим, потому что энергия решетки обычно измеряется для образования соли, не разламывая ее)
- Образование связей высвобождает энергию.Этот процесс экзотермический. DH гидратация
- В целом растворение может быть либо эндотермическим, либо экзотермическим, в зависимости от того, было ли использовано больше энергии для разрыва связей или больше энергии было высвобождено при образовании новых связей. Если при образовании связей выделяется больше энергии, чем используется для разрыва связей, процесс является экзотермическим. Если энергии используется больше, чем выделяется, процесс является эндотермическим.
Щелкните в любом месте рисунка ниже, чтобы начать анимацию.ПРИМЕЧАНИЕ. Для его запуска вам потребуется Java Script.
Вода, универсальный растворитель
• Школа наук о воде ГЛАВНАЯ • Темы о свойствах воды •
Знаете ли вы, что можно растворить M в M&M? Все, что вам нужно сделать, p , кроме нескольких M & M в воде стороной M вверх и наблюдайте, что происходит!
Кредит: coffeecupsandcrayons.com
Вода называется «универсальным растворителем», потому что она способна растворять больше веществ, чем любая другая жидкость.Это важно для каждого живого существа на земле. Это означает, что везде, где вода проходит через воздух, землю или через наши тела, она уносит с собой ценные химические вещества, минералы и питательные вещества.
Химический состав и физические свойства воды делают ее таким прекрасным растворителем. Молекулы воды имеют полярное расположение атомов кислорода и водорода: одна сторона (водород) имеет положительный электрический заряд, а другая сторона (кислород) — отрицательный. Это позволяет молекуле воды притягиваться ко многим другим типам молекул .Вода может настолько сильно притягиваться к другому соединению, как соль (NaCl), что может нарушить силы притяжения, которые удерживают натрий и хлорид в соединении соли вместе и, таким образом, растворяют его.
Наши почки и вода составляют отличную пару
Наши собственные почки и растворяющие свойства воды составляют отличную пару для сохранения жизни и здоровья. Почки отвечают за фильтрацию веществ, которые попадают в наш организм из продуктов и напитков, которые мы потребляем.Но почки должны избавляться от этих веществ после того, как они накапливают их. Вот тут-то и помогает вода; будучи таким прекрасным растворителем, вода, промывающая почки, растворяет эти вещества и выводит их из нашего тела.
На этой диаграмме показаны положительные и отрицательные части молекулы воды. Он также показывает, как заряд, например, на ионе (например, Na или Cl), может взаимодействовать с молекулой воды.
Авторы и права: Мариана Руис Вильярреал, Фонд CK-12
Почему соль растворяется в воде
На молекулярном уровне соль растворяется в воде из-за электрических зарядов и из-за того, что и вода, и солевые соединения полярны, с положительными и отрицательными зарядами на противоположных сторонах молекулы.Связи в солевых соединениях называются ионными, потому что они оба имеют электрический заряд: ион хлорида заряжен отрицательно, а ион натрия — положительно. Точно так же молекула воды имеет ионную природу, но связь называется ковалентной, когда два атома водорода располагаются с положительным зарядом на одной стороне атома кислорода, который имеет отрицательный заряд. Когда соль смешивается с водой, она растворяется, потому что ковалентные связи воды сильнее, чем ионные связи в молекулах соли.
Положительно заряженная сторона молекул воды притягивается к отрицательно заряженным ионам хлорида, а отрицательно заряженная сторона молекул воды притягивается к положительно заряженным ионам натрия. По сути, происходит перетягивание каната, когда молекулы воды выигрывают матч. Молекулы воды разъединяют ионы натрия и хлора, разрывая ионную связь, удерживающую их вместе. После разделения солевых соединений атомы натрия и хлора окружаются молекулами воды, как показано на этой диаграмме.Как только это происходит, соль растворяется, в результате чего получается гомогенный раствор.
| |
Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.
Настройка вашего браузера для приема файлов cookie
Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:
- В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
- Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
- Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
- Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
- Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.
Почему этому сайту требуются файлы cookie?
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.
Что сохраняется в файле cookie?
Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.
Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.