Зависимость растворимости поваренной соли от температуры

Содержание
  1. Понятие о растворах. Растворимость веществ
  2. Растворение веществ
  3. Растворимость веществ
  4. Растворимость солей и кислот в воде: что это такое и условия протекания
  5. Что такое растворимость
  6. Как происходит растворение
  7. Влияние температуры
  8. Таблица растворимости
  9. Нерастворимые вещества
  10. Малорастворимые вещества
  11. Растворимые вещества
  12. Факторы растворимости
  13. Равновесия при растворении
  14. Зависимость растворимости от температуры и давления
  15. Опыт 5. Зависимость растворимости солей от температуры. Получение пересыщенных растворов
  16. При сдаче лабораторной работы ответьте на следующие вопросы
  17. Работа № 5 Приготовление растворов заданной концентрации
  18. Теплофизические свойства и температура замерзания водных растворов NaCl и CaCl2
  19. Плотность раствора хлористого кальция CaCl2 в зависимости от температуры
  20. Теплопроводность раствора CaCl2 в зависимости от температуры
  21. Теплоемкость раствора CaCl2 при 0°С
  22. Температура замерзания растворов солей NaCl и CaCl2
  23. Плотность раствора NaCl в зависимости от температуры
  24. Теплопроводность раствора NaCl в зависимости от температуры
  25. Удельная теплоемкость раствора NaCl при 0°С
  26. Теплофизические свойства раствора NaCl
  27. Плотность растворов хлористого натрия NaCl и кальция CaCl2 в зависимости от концентрации при 15°С
  28. Коэффициент объемного расширения растворов хлористого натрия NaCl и кальция CaCl2

Понятие о растворах. Растворимость веществ

Зависимость растворимости поваренной соли от температуры

Растворы — гомогенные (однородные) системы переменного состава, которые содержат два или несколько компонентов.

Наиболее распространены жидкие растворы. Они состоят из растворителя (жидкости) и растворенных веществ (газообразных, жидких, твердых):

Жидкие растворы могут быть водные и неводные. Водные растворы — это растворы, в которых растворителем является вода. Неводные растворы — это растворы, в которых растворителями являются другие жидкости (бензол, спирт, эфир и т. д.). На практике чаще применяются водные растворы.

Растворение веществ

Растворение — сложный физико-химический процесс. Разрушение структуры растворяемого вещества и распределение его частиц между молекулами растворителя — это физический процесс. Одновременно происходит взаимодействие молекул растворителя с частицами растворенного вещества, т.е. химический процесс. В результате этого взаимодействия образуются сольваты.

Сольваты — продукты переменного состава, которые образуются при химическом взаимодействии частиц растворенного вещества с молекулами растворителя.

Если растворителем является вода, то образующиеся сольваты называются гидратами. Процесс образования сольватов называется сольватацией. Процесс образования гидратов называется гидратацией. Гидраты некоторых веществ можно выделить в кристаллическом виде при выпаривании растворов. Например:

Что представляет собой и как образуется кристаллическое вещество синего цвета? При растворении в воде сульфата меди (II) происходит его диссоциация на ионы:

Образующиеся ионы взаимодействуют с молекулами воды:

При выпаривании раствора образуется кристаллогидрат сульфата меди (II) — CuSО4 • 5Н2О.

Кристаллические вещества, содержащие молекулы воды, называются кристаллогидратами. Вода, входящая в их состав, называется кристаллизационной водой. Примеры кристаллогидратов:

Впервые идею о химическом характере процесса растворения высказал Д. И. Менделеев в разработанной им химической (гидратной) теории растворов (1887 г.). Доказательством физико-химического характера процесса растворения являются тепловые эффекты при растворении, т. е. выделение или поглощение теплоты.

Тепловой эффект растворения равен сумме тепловых эффектов физического и химического процессов. Физический процесс протекает с поглощением теплоты, химический — с выделением.

Если в результате гидратации (сольватации) выделяется больше теплоты, чем ее поглощается при разрушении структуры вещества, то растворение — экзотермический процесс. Выделение теплоты наблюдается, например, при растворении в воде таких веществ, как NaOH, AgNО3, H2SО4, ZnSО4 и др.

Если для разрушения структуры вещества необходимо больше теплоты, чем ее образуется при гидратации, то растворение — эндотермический процесс. Это происходит, например, при растворении в воде NaNО3, KCl, K2SO4, KNO2, NH4Cl и др.

Растворимость веществ

Мы знаем, что одни вещества хорошо растворяются, другие — плохо. При растворении веществ образуются насыщенные и ненасыщенные растворы.

Насыщенный раствор — это раствор, который содержит максимальное количество растворяемого вещества при данной температуре.

Ненасыщенный раствор — это раствор, который содержит меньше растворяемого вещества, чем насыщенный при данной температуре.

Количественной характеристикой растворимости является коэффициент растворимости. Коэффициент растворимости показывает, какая максимальная масса вещества может раствориться в 1000 мл растворителя при данной температуре.

Растворимость выражают в граммах на литр (г/л).

По растворимости в воде вещества делят на 3 группы:

Таблица растворимости солей, кислот и оснований в воде:

Растворимость веществ зависит от природы растворителя, от природы растворенного вещества, температуры, давления (для газов). Растворимость газов при повышении температуры уменьшается, при повышении давления — увеличивается.

Зависимость растворимости твердых веществ от температуры показывают кривые растворимости. Растворимость многих твердых веществ увеличивается при повышении температуры.

По кривым растворимости можно определить: 1) коэффициент растворимости веществ при различных температурах; 2) массу растворенного вещества, которое выпадает в осадок при охлаждении раствора от t1oC до t2oC.

Процесс выделения вещества путем испарения или охлаждения его насыщенного раствора называется перекристаллизацией. Перекристаллизация используется для очистки веществ.

Источник: https://al-himik.ru/ponjatie-o-rastvorah-rastvorimost-veshhestv/

Растворимость солей и кислот в воде: что это такое и условия протекания

Зависимость растворимости поваренной соли от температуры

Нет вещества, полностью нерастворимого в воде, но есть многовеществ, которые настолько малорастворимые, что на практике их можно считатьнерастворимыми.

Некоторые соли, такие как обычная столовая соль (хлориднатрия), хорошо растворяются в воде, а другие, такие как карбонат кальция,образуют загрязнения и нерастворимые отложения. Растворимость веществ являетсяважным фактором в аналитической и технической химии.

Узнав о нем подробнее,больше не будет возникать вопрос, какое же свойство воды используется, когдасоль кладут в суп.

Что такое растворимость

Растворимость указывает, может ли и в какой степени веществообразовывать с другими однородную систему (растворы).

Эта химическая реакцияописывает свойство веществ смешиваться с растворителем при однородном распределении(в виде атомов, молекул или ионов).

Растворимость может выражаться в процентах(%), объемных (см3/100 см3), весовых (г/100г) единицах. Она определяется двумяхарактеристиками.

  • Качественная, которая показывает, растворяетсяли вещество в определенном растворителе.
  • Количественная, показывает какое количествовещества может быть растворено в единице объема конкретного растворителя.

В основном растворитель представляет собой жидкость, но естьи твердые растворы, такие как сплавы, стекла, керамические материалы илегированные полупроводники.

Одним из таких жидких растворителей является вода. Еерастворяющая способность варьируется в зависимости от вещества. Чтобы понять,как поведет себя соль или кислота при взаимодействии с водой, можно воспользоватьсяспециальной таблицей растворимости солей кислот и оснований в воде.

Достаточнонайти пересечение ионов и катионов нужной соли или кислоты и посмотреть какаябуква написана в этой клетке. Если Р—то растворимо, М—малорастворимо,Н—нерастворимо, прочерк—полностью разлагается.

Кстати, посмотрев в эту таблицуможно узнать, какое свойство воды используют, когда кладут соль в суп.

Солеобразные вещества растворимы только в полярныхрастворителях, таких как вода или фтористый водород (HF). Зная это, можно легконазвать две растворимые в воде соли разных кислот при обработке которыхвыделяются газообразные продукты.

Многие липофильные, воскообразные вещества,растворяются только в органических растворителях, таких как бензин («неполярный»растворитель). Серная кислота смешивается с водой в любом соотношении. Присмешивании фенола с водой существует две области: раствор фенола в воде ираствор воды в феноле.

Между ними не учитывается диапазон «запрещенных»соотношений смешивания, что приводит к образованию расслоения двух жидких фаз.

Как происходит растворение

Чтобы понять, как происходит растворимость кислот основанийи солей в воде, следует внимательно изучить процесс растворения соли.

Вода—полярная молекула, способная устанавливатьблагоприятные взаимодействия как с катионами, так и с анионами. Каждоевзаимодействие намного слабее, чем притяжение, которое возникает между ионамипротивоположного заряда в кристаллической решетке твердой соли, но множествоэтих взаимодействий иногда дает достаточно энергии, чтобы разрушить самотвердое тело.

Это всегда происходит для солей, содержащих щелочные металлы(Na +, K +) и ион аммония в качестве катионов, почти для всех хлоридов (кромеAgCl), для всех ацетатов, нитритов и нитратов, для многих сульфатов. Этопозволяет назвать две растворимые в воде соли разных кислот при обработке.

Во всех других случаях сами соли диссоциируют в соответствиис частичной реакцией, регулируемой законами химического равновесия. Теперьстановится понятно, какое свойство воды используется, когда кладут соль в суп.

Влияние температуры

Растворимость часто зависит от температуры. Растворяясь вводе, вещество либо выделяет энергию, либо требует ее. Первые процессыназываются экзотермическими, а вторые – эндотермическими.

Если такой процессявляется эндотермическим, растворимость вещества увеличивается с ростомтемпературы. Это верно для большинства твердых тел и солей, и помогает назватьдве растворимые в воде соли разных кислот при обработке.

В экзотермическихпроцессах растворимость уменьшается с ростом температуры, что обычно имеетместо с газами.

Прежде чем назвать две растворимые в воде соли разных кислотпри обработке, посмотрим, как на них влияет температурный режим.

Для поваренной соли (NaCl) он изменяется от 0 C до 100 C,причем эти изменения очень малы. То есть поваренная соль одинаково хорошорастворяется, как в холодной, так и в горячей воде. Это показывает, какоесвойство воды используется, когда кладут соль в суп.

Напротив, сульфатцезия-алюминия растворяется в 86 раз лучше при 100 С, чем при 0 С. Хлористыйкалий, хлорид аммоний лучше растворяются при температуре 80 С, чем при 20, авот кальций сульфат (гипс) наоборот, в горячей воде растворяется хуже, чем вхолодной.

Теперь приступая к приготовлению обеда, вы точно будетезнать какое же свойство воды используется, кода кладут соль в суп.

Источник: https://VodaVoMne.ru/bez-rubriki/rastvorimost-solej-i-kislot-v-vode-chto-eto-takoe-i-usloviya-protekaniya

Таблица растворимости

Зависимость растворимости поваренной соли от температуры
Скачать изображение

Растворимость – это свойство вещества растворяться в воде или другом растворителе. В воде могут растворяться и твёрдые и жидкие и газообразные вещества. По растворимости все вещества делятся на три группы:

  • хорошо растворимые
  • мало растворимые
  • нерастворимые

Абсолютно нерастворимых веществ несуществует, поэтому название нерастворимые условно и нужно читать “практически нерастворимые”.

Растворимость веществ зависит от температуры зависит от температуры и давления, так, например, вещество KNO3 (нитрат калия) при температуре +20°C имеет растворимость 31,6 г / 100 г воды, а при температуре +100°C – 245 г / 100 г воды.

Нерастворимые вещества

Твёрдые

Жидкие

  • Бензин
  • Растительное масло

Газообразные

Малорастворимые вещества

Твёрдые

Жидкие

Газообразные

Растворимые вещества

Твёрдые

Жидкие

Газообразные

Катионы АнионыOH-F-Cl-Br-I-S2-NO3-CO32-SiO32-SO42-PO43-
H+РРРРРМРНРР
Na+РРРРРРРРРРР
K+РРРРРРРРРРР
NH4+РРРРРРРРРРР
Mg2+НРКРРРМРНРКРРК
Ca2+МНКРРРМРНРКМРК
Sr2+МНКРРРРРНРКРКРК
Ba2+РРКРРРРРНРКНКРК
Sn2+НРРРМРКРННРН
Pb2+ННМММРКРНННН
Al3+НМРРРГРГНКРРК
Cr3+НРРРРГРГНРРК
Mn2+НРРРРНРННРН
Fe2+НМРРРНРННРН
Fe3+НРРРРГНРРК
Co2+НМРРРНРННРН
Ni2+НМРРРРКРННРН
Cu2+НМРРНРГНРН
Zn2+НМРРРРКРННРН
Cd2+НРРРРРКРННРН
Hg2+НРРМНКНКРННРН
Hg22+НРНКНКНКРКРННМН
Ag+НРНКНКНКНКРННМН
Катионы АнионыOH-F-Cl-Br-I-S2-NO3-CO32-SiO32-SO42-PO43-
Таблица 1. Растворимость веществ
  • Р – вещество хорошо растворимо в воде
  • М – вещество малорастворимо в воде
  • Н – вещество практически нерастворимо в воде, но легко растворяется в слабых или разбавленных кислотах
  • РК – вещество нерастворимо в воде и растворяется только в сильных неорганических кислотах
  • НК – вещество нерастворимо ни в воде, ни в кислотах
  • Г – вещество полностью гидролизуется при растворении и не существует в контакте с водой
  • – – вещество не существует
  • H-OH
  • H-NO3
  • Na-Cl
  • Na-CO3
  • K-F
  • K-NO3
  • NH4-OH
  • NH4-S
  • NH4-PO4
  • Mg-SO4
  • Sr-Cl
  • Ba-OH
  • Ba-NO3
  • Sn-SO4
  • Al-NO3
  • Cr-I
  • Mn-Br
  • Fe-Br
  • Fe-Cl
  • Co-Br
  • Ni-Br
  • Cu-Br
  • Zn-I
  • Cd-Br
  • Hg-Cl
  • Ag-F
  • H-F
  • H-SO4
  • Na-Br
  • Na-SiO3
  • K-Cl
  • K-CO3
  • NH4-F
  • NH4-NO3
  • Mg-Cl
  • Ca-Cl
  • Sr-Br
  • Ba-Cl
  • Sn-F
  • Pb-NO3
  • Al-SO4
  • Cr-NO3
  • Mn-I
  • Fe-I
  • Fe-Br
  • Co-I
  • Ni-I
  • Cu-NO3
  • Zn-NO3
  • Cd-I
  • Hg-NO3
  • Ag-NO3
  • H-Cl
  • H-PO4
  • Na-I
  • Na-SO4
  • K-Br
  • K-SiO3
  • NH4-Cl
  • NH4-CO3
  • Mg-Br
  • Ca-Br
  • Sr-I
  • Ba-Br
  • Sn-Cl
  • Al-Cl
  • Cr-F
  • Cr-SO4
  • Mn-NO3
  • Fe-NO3
  • Fe-NO3
  • Co-NO3
  • Ni-NO3
  • Cu-SO4
  • Zn-SO4
  • Cd-NO3
  • Hg-SO4
  • H-Br
  • Na-OH
  • Na-S
  • Na-PO4
  • K-I
  • K-SO4
  • NH4-Br
  • NH4-SiO3
  • Mg-I
  • Ca-I
  • Sr-S
  • Ba-I
  • Sn-Br
  • Al-Br
  • Cr-Cl
  • Mn-F
  • Mn-SO4
  • Fe-SO4
  • Fe-SO4
  • Co-SO4
  • Ni-SO4
  • Zn-Cl
  • Cd-F
  • Cd-SO4
  • Hg2-F
  • H-I
  • Na-F
  • Na-NO3
  • K-OH
  • K-S
  • K-PO4
  • NH4-I
  • NH4-SO4
  • Mg-NO3
  • Ca-NO3
  • Sr-NO3
  • Ba-S
  • Sn-NO3
  • Al-I
  • Cr-Br
  • Mn-Cl
  • Fe-Cl
  • Fe-F
  • Co-Cl
  • Ni-Cl
  • Cu-Cl
  • Zn-Br
  • Cd-Cl
  • Hg-F
  • Hg2-NO3
  • H-SiO3
  • Ba-CO3
  • Pb-OH
  • Pb-PO4
  • Mn-S
  • Fe-S
  • Fe-SiO3
  • Co-PO4
  • Cu-OH
  • Zn-CO3
  • Cd-SiO3
  • Hg-PO4
  • Ag-OH
  • Mg-OH
  • Sn-OH
  • Pb-F
  • Al-OH
  • Mn-CO3
  • Fe-CO3
  • Co-OH
  • Ni-OH
  • Cu-S
  • Zn-SiO3
  • Cd-PO4
  • Hg2-OH
  • Ag-CO3
  • Mg-CO3
  • Sn-CO3
  • Pb-CO3
  • Cr-OH
  • Mn-SiO3
  • Fe-SiO3
  • Co-S
  • Ni-CO3
  • Cu-SiO3
  • Zn-PO4
  • Hg-OH
  • Hg2-CO3
  • Ag-SiO3
  • Ca-CO3
  • Sn-SiO3
  • Pb-SiO3
  • Cr-SiO3
  • Mn-PO4
  • Fe-PO4
  • Co-CO3
  • Ni-SiO3
  • Cu-PO4
  • Cd-OH
  • Hg-CO3
  • Hg2-SiO3
  • Ag-PO4
  • Sr-CO3
  • Sn-PO4
  • Pb-SO4
  • Mn-OH
  • Fe-OH
  • Fe-OH
  • Co-SiO3
  • Ni-PO4
  • Zn-OH
  • Cd-CO3
  • Hg-SiO3
  • Hg2-PO4

Скачать статью в формате PDF.

Источник: https://k-tree.ru/spravochnik/himiya/tablica_rastvorimosti

Факторы растворимости

Зависимость растворимости поваренной соли от температуры

Растворимость — это  свойство вещества образовывать с различными растворителями гомогенные смеси.

Как мы уже упоминали, количество растворяемого вещества, необходимое для получения насыщенного раствора и определяет растворимость этого вещества.

В связи с этим  растворимость имеет ту же меру, что и состав, например, массовая доля растворенного вещества в его насыщенном растворе или количество растворенного вещества в  его насыщенном  растворе.

Все вещества с точки зрения его растворимости можно классифицировать на:

  • Хорошо растворимые – в 100 г воды способно раствориться более 10 г. вещества.
  • Малорастворимые — в 100 г воды способно раствориться менее 1 г. вещества.
  • Нерастворимые — в 100 г воды способно раствориться менее 0,01 г. вещества.

Известно, что если полярность растворяемого вещества схожа с полярностью растворителя, то оно скорее всего растворится. Если же полярности разные, то с большой долей вероятности раствора не получится. Почему же так происходит?

Полярный растворитель– полярное растворяемое вещество.

Для примера опишем раствор поваренной соли в воде. Как мы уже знаем, молекулы воды имеют полярную природу с частичным положительным зарядом на каждом атоме водорода и частичным отрицательным – на атоме кислорода. А твердые ионные вещества, вроде хлорида натрия, содержат катионы и анионы.

Поэтому, когда  поваренную соль помещают в воду, частичный положительный заряд на атомах водорода молекул воды притягивается отрицательно заряженным ионом хлора в NaCl. Аналогично, частичный отрицательный заряд на атомах кислорода молекул воды притягивается положительно заряженным ионом натрия  в NaCl.

И, поскольку притяжение молекул воды для ионов натрия и хлора сильнее взаимодействия, удерживающего их вместе, соль растворяется.

растворение хлорида натрия

Неполярный растворитель– неполярное растворяемое вещество.

Попробуем растворить кусочек тетрабромида углерода в тетрахлориде углерода. В твердом состоянии молекулы тетрабромида углерода удерживаются вместе благодаря очень слабому дисперсионному взаимодействию. При помещению его в тетрахлорид углерода его молекулы будут располагаться более хаотично, т.е. увеличивается энтропия системы и соединение растворится.

Равновесия при растворении

Рассмотрим раствор малорастворимого соединения. Для того, чтобы между твердым веществом и его раствором установилось равновесие, раствор должен быть насыщенным и соприкасаться с нерастворившейся  частью твердого вещества.

Например, пусть равновесие установилось в насыщенном  растворе хлорида серебра:

AgCl(тв)=Ag+(водн.) + Cl—(водн.)

Рассматриваемое соединение является ионным и в растворенном виде присутствует в виде ионов. Нам уже известно, что в гетерогенных реакциях концентрация твердого вещества остается постоянной, что позволяет включить ее в константу равновесия. Поэтому выражение для константы равновесия будет выглядеть следующим образом:

K = [Ag+][ Cl—]

Такая константа называется произведением растворимости ПР, при условии, что концентрации выражаются в моль/л.

ПР = [Ag+][ Cl—]

Произведение растворимости равно произведению молярных концентраций ионов, участвующих в равновесии, в степенях, равных соответствующим стехиометрическим коэффициентам в уравнении равновесия.

Следует отличать понятие растворимости и произведения растворимости.  Растворимость вещества может меняться при добавлении в раствор еще какого-либо вещества, а произведение растворимости не зависит от присутствия в растворе дополнительных веществ.

Хотя эти две величины взаимосвязаны, что позволяет зная одну величину, вычислить другую.

Зависимость растворимости от температуры и давления

Вода играет важную роль в нашей жизни, она способна растворять большое количество веществ, что имеет большое значение для нас. Поэтому основное внимание уделим именно водным растворам.

Растворимость газов повышается при росте давления газа над растворителем, а растворимость твердых и жидких веществ зависит от давления несущественно.

Уильям Генри впервые пришел к выводу, что количество газа, которое растворяется  при постоянной температуре в заданном объеме жидкости, прямо пропорциональна его давлению. Данное утверждение известно как закон Генри и выражается оно следующим соотношением:

С = k·P,

где С – растворимость газа в жидкой фазе

Р – давление газа над раствором

k – постоянная Генри

На следующем рисунке приведены кривые зависимости растворимости некоторых газов в воде от температуры при постоянном давлении газа над раствором (1 атм)

растворимость газов в воде

Как видно, растворимость газов уменьшается с ростом температуры, в отличие от большинства ионных соединений, растворимость которых растет с увеличением температуры.

Влияние температуры на растворимость зависит от изменения энтальпии, которое происходит при процессе растворения. При протекании эндотермического процесса происходит увеличение растворимости с ростом температуры.

Это следует из уже известного нам принципа Ле – Шателье: если изменить одно из условий, при котором система находится в состоянии равновесия – концентрацию, давление или температуру, — то равновесие сместится в направлении той реакции, которая противодействует этому изменению.

Представим, что мы имеем дело с раствором, находящимся в равновесии с частично растворившимся веществом. И этот процесс является эндотермическим, т.е. идет с поглощением теплоты из вне, тогда:

Вещество + растворитель + теплота = раствор

Согласно принципу Ле – Шателье,  при эндотермическом процессе, равновесие смещается в направлении, способствующее уменьшению поступления теплоты, т.е. вправо. Таким образом, растворимость увеличивается. Если же процесс экзотермический, то повышение температуры приводит к уменьшению растворимости.

Далее на  рисунке показаны зависимости растворимости некоторых ионных соединений от температуры.

зависимость растворимости ионных соединеий от Температуры

Известно, что существуют растворы жидкостей в жидкостях. Некоторые из них могут растворяться друг в друге в неограниченных количествах, как вода и этиловый спирт, а другие — растворяются лишь частично.

Так, если попробовать растворить  четыреххлористый углерод в воде, то при этом образуются два слоя: верхний — насыщенный раствор воды в четыреххлористом углероде и нижний — насыщенный раствор четыреххлористого углерода в воде. При повышении температуры, в основном, взаимная растворимость таких жидкостей увеличивается.

Это происходит  до тех пор, пока не будет достигнута критическая температура, при которой обе жидкости смешиваются в любых пропорциях. От давления растворимость жидкостей практически не зависит.

При вводе в смесь, состоящую из двух несмешивающихся между собой жидкостей, вещества, которое может растворяться в любой из этих двух жидкостей, то его распределение между этими  жидкостями будет пропорционально растворимости в каждой из них. Т.е.

согласно закону распределения вещество, способное растворяться в двух несмешивающихся растворителях, распределяется между ними так, что отношение его концентраций в этих растворителях при постоянной температуре остается постоянным, независимо от общего количества растворенного вещества:

С1/С2 = К,

где С1 и С2 – концентрации вещества в двух жидкостях

К – коэффициент распределения.

Источник: http://zadachi-po-khimii.ru/obshaya-himiya/faktory-rastvorimosti.html

Опыт 5. Зависимость растворимости солей от температуры. Получение пересыщенных растворов

Зависимость растворимости поваренной соли от температуры

Растворимостьтвердых веществ в жидкостях всегдаограничена и изменяется в очень широкихпределах. Различным изменениемрастворимости веществ с повышениемтемпературы часто пользуются на практикедля отделения друг от друга солей.

Растворимостьжидкостей в жидкостях различна.Большинство жидкостей имеют ограниченнуювзаимную растворимость. При повышениитемпературы их растворимость в однихслучаях увеличивается, а в других -уменьшается.

Растворимостьгазов также различна. Большая частьгазов лучше растворяется в менее полярныхрастворителях, чем вода. Растворимостьгазов уменьшается при нагревании ипонижении давления. Существует следующаязависимость: масса газа, растворяющаясяв данном объеме жидкости, прямопропорциональна давлению.

В зависимости отсодержания растворенного веществарастворы бывают: насыщенные, ненасыщенныеи пересыщенные.

Насыщенными называютрастворы, в которых нерастворенноевещество (в осадке) находится в равновесиис растворенным. Растворимость веществаопределяется концентрацией насыщенногораствора.

Эту концентрацию выражаюткоэффициентом растворимости, т.е.количеством граммов растворенноговещества, приходящихся на 100 г растворителя.

Раствор, концентрациякоторого меньше концентрации насыщенногопри данной температуре раствора, называютненасыщенным.

Если же концентрациябольше, чем концентрация насыщенногопри данной температуре раствора, растворназывают пересыщенным. Пересыщенныерастворы получаются при осторожномохлаждении растворов, полученных приповышенных температурах.

Они, какправило, неустойчивы и при понижениитемпературы или введении в них кристалларастворенного вещества кристаллизуются.

Выполнение опыта.Налить в пробирку воды и добавить немногохлорида натрия. Раствор перемешать,если вся соль растворилась, добавитьизбыток соли. Нагреть содержимоепробирки.

Если соль полностью растворится,добавить еще небольшое ее количестводо получения насыщенного раствора,находящегося в равновесии с осадком. Осторожно слить с нерастворившихсякристаллов горячий раствор в другуюпробирку и дать ему остыть. Получимпересыщенный раствор.

Отметитькристаллизацию раствора при охлаждении.Опыт повторить с нитратом натрия.

При сдаче лабораторной работы ответьте на следующие вопросы

  1. Какие процессы наблюдаются при образовании растворов?

  2. Укажите внешние признаки, сопровождающие процессы растворения.

  3. Перечислите факторы, влияющие на процесс растворения.

  4. Охарактеризуйте ненасыщенные, насыщенные и пересыщенные растворы.

Работа № 5 Приготовление растворов заданной концентрации

Способывыражения концентрации растворенноговещества в растворе.

Дляудобства изучения способов выражениясодержания растворенных веществ врастворах введем следующие обозначения:k- количество компонентов в растворе(k > 1);m0- масса растворителя, г; mi- масса i-гокомпонента, г; i- количество i-гокомпонента, моль; V- объем раствора, л; Vi- объем i-гокомпонента, л; Ni- количество i-гокомпонента, экв; Мi- мольнаямасса i-гокомпонента, г/моль; Эi- эквивалентная масса i-гокомпонента, г/экв; i- массовая доля i-гокомпонента; i- мольнаядоля i-гокомпонента; i- объемная доля i-гокомпонента.

Массовая доля ω– отношение массы растворенного веществак общей массе раствора (масса веществав 1г. раствора). ωвыражаетсяв относительных единицах

, илив процентах .

Массовая доля,выраженная в процентах, называетсяпроцентной концентрацией и обозначаетсяC%( массавещества в 100г. раствора).

Мольная доляα– отношение количества молей растворенноговещества к общему количеству молей врастворе:

.

Мольная доляаналогично массовой доле выражается вотносительных единицах или процентах.

Объемная доляφ– отношение объема растворенноговещества к общему объему раствора (длягазообразных систем):

.

МоляльностьCm– отношение количества растворенноговещества к массе растворителя (моль/кг)(количество молей вещества в 1кграстворителя):

.

Массоваяконцентрацияi– отношение массы растворенного веществак общему объему раствора (г/л) (массавещества в 1л. раствора):

.

В аналитическойхимии используется титрT– количество граммов растворенноговещества, содержащееся в 1 мл раствора(г/мл).

МолярнаяконцентрацияCM,или M– отношение количества молей растворенноговещества к общему объему раствора(моль/л) (количество молей вещества в1л. раствора):

.

Эквивалентнаяили нормальная концентрацияCН,H– отношение количества эквивалентов(эквивалент – это количество вещества,которое нацело реагирует с 1 молематомов водорода или вытесняет этоколичество водорода из его соединений)растворенного вещества к общему объемураствора (моль – экв/л) (количествомоль-эквивалентов вещества в 1л. раствора):

.

Эквивалентнаямасса соотносится с мольной массойследующим образом:

для кислот: ;

для оснований: ;

для солей и оксидов: ,

где nH+ – основностькислоты; nOH- – кислотностьоснования; nMe – числоатомов металла в молекуле соли илиоксида; BMe – валентностьметалла.

Например:

Отсюда следует,что для кислот CH = CM . nH+;для оснований CH = CM . nOH-;для солей и оксидов CH = CM . nMe . BMe.

Моляльность,мольная доля и массовая доля широкоприменяются в физико-химическихисследованиях, так как они не связаныс объемом раствора и не зависят оттемпературы. В аналитической химии дляколичественных определений частопользуются титрованными растворами(растворами с известным титром), а такжерастворами с известной эквивалентной(нормальной) концентрацией.

Метод приготовлениярастворазависит от способа выражения заданнойконцентрации. Общим для всех методовявляется то, что сухие веществавзвешиваются на технохимических илианалитических весах в зависимости отвеличины навески и точности, с которойдолжен быть приготовлен раствор.

Жидкиевещества отмеряются мерными сосудами:мензурками, цилиндрами, пипетками илибюретками.

При расчете объемажидкостей часто пользуются соотношениями

 = m / V; V = m / ,

где  – плотностьжидкости в г/мл или г/см3,m – массажидкости в г, V – объемжидкости в мл или см3;

Рис. АреометрНа практике плотность жидких веществ и растворов измеряется ареометром (рис.), шкала которого позволяет определять плотность обычно с точностью до 0,005 г/см3, что соответствует погрешности примерно в 1%.

Плотность водыпри нормальных условиях равна единице,поэтому масса и объем воды количественносовпадают.

Для приготовлениярастворов с определенной молярной илинормальной концентрацией используютсямерные колбы – плоскодонные,круглые колбы с узкими горлами ипришлифованными стеклянными пробками(рис.). Мерными колбами пользуются и втех случаях, когда необходимо разбавитьраствор в строго определенное числораз.

Рис. Мерные сосудыдля приготовления растворов:

а – колба,б – пипетка, в – бюретка

Источник: https://studfile.net/preview/4436422/page:12/

Теплофизические свойства и температура замерзания водных растворов NaCl и CaCl2

Зависимость растворимости поваренной соли от температуры

В таблице представлены теплофизические свойства раствора хлористого кальция CaCl2 в зависимости от температуры и концентрации соли: удельная теплоемкость раствора, теплопроводность, вязкость водных растворов, их температуропроводность и число Прандтля. Концентрация соли CaCl2 в растворе от 9,4 до 29,9 %. Температура, при которой приведены свойства определяется содержанием соли в растворе и находится в диапазоне от -55 до 20°С.

Водный раствор хлорида кальция CaCl2 может не замерзать до температуры минус 55°С. Для достижения этого эффекта концентрация соли в растворе должна быть 29,9%, а его плотность составит величину 1286 кг/м3.

При увеличении концентрации соли в растворе увеличивается не только его плотность, но и такие теплофизические свойства, как динамическая и кинематическая вязкость водных растворов, а также число Прандтля.

Например, динамическая вязкость раствора CaCl2 с концентрацией соли 9,4 % при температуре 20°С равна 0,001236 Па·с, а при увеличении концентрации хлорида кальция в растворе до 30%  его динамическая вязкость увеличивается до значения 0,003511 Па·с.

Следует отметить, что на вязкость водных растворов этой соли наиболее сильное влияние оказывает температура. При охлаждении раствора хлорида кальция с 20 до -55°С его динамическая вязкость может увеличиться в 18 раз, а кинематическая — в 25 раз.

Даны следующие теплофизические свойства раствора CaCl2:

  • плотность раствора, кг/м3;
  • температура замерзания °С;
  • удельная (массовая) теплоемкость, кДж/(кг·град);
  • коэффициент теплопроводности, Вт/(м·град);
  • динамическая вязкость водных растворов, Па·с;
  • кинематическая вязкость раствора, м2/с;
  • коэффициент температуропроводности, м2/с;
  • число Прандтля.

Плотность раствора хлористого кальция CaCl2 в зависимости от температуры

В таблице указаны значения плотности раствора хлористого кальция CaCl2 различной концентрации в зависимости от температуры.
Концентрация хлорида кальция CaCl2 в растворе от 15 до 30 % при температуре от -30 до 15°С. Плотность водного раствора хлористого кальция увеличивается при снижении температуры раствора и увеличением в нем концентрации соли.

Теплопроводность раствора CaCl2 в зависимости от температуры

В таблице представлены значения теплопроводности раствора хлористого кальция CaCl2 различной концентрации при отрицательных температурах.
Концентрация соли CaCl2 в растворе от 0,1 до 37,3 % при температуре от -20 до 0°С. По мере роста концентрации соли в растворе его теплопроводность снижается.

Теплоемкость раствора CaCl2 при 0°С

В таблице представлены значения массовой теплоемкости раствора хлористого кальция CaCl2 различной концентрации при 0°С. Концентрация соли CaCl2 в растворе от 0,1 до 37,3 %. Следует отметить, что с повышением концентрации соли в растворе, его теплоемкость снижается.

Температура замерзания растворов солей NaCl и CaCl2

В таблице приведена температура замерзания растворов солей хлористого натрия NaCl и кальция CaCl2 в зависимости от концентрации соли. Концентрация соли в растворе от 0,1 до 37,3 %. Температура замерзания солевого раствора определяется концентрацией соли в растворе и для хлорида натрия NaCl может достигать значения минус 21,2°С для эвтектического раствора.

Необходимо отметить, что раствор хлористого натрия может не замерзать до температуры минус 21,2°С, а раствор хлористого кальция не замерзает при температуре до минус 55°С.

Плотность раствора NaCl в зависимости от температуры

В таблице представлены значения плотности раствора хлористого натрия NaCl различной концентрации в зависимости от температуры.
Концентрация соли NaCl в растворе от 10 до 25 %. Значения плотности раствора указаны при температуре от -15 до 15°С.

Теплопроводность раствора NaCl в зависимости от температуры

В таблице даны значения теплопроводности раствора хлористого натрия NaCl различной концентрации при отрицательных температурах.
Концентрация соли NaCl в растворе от 0,1 до 26,3 % при температуре от -15 до 0°С. По данным таблицы видно, что теплопроводность водного раствора хлорида натрия снижается по мере роста концентрации соли в растворе.

Удельная теплоемкость раствора NaCl при 0°С

В таблице представлены значения массовой удельной теплоемкости водного раствора хлористого натрия NaCl различной концентрации при 0°С. Концентрация соли NaCl в растворе от 0,1 до 26,3 %. По данным таблицы видно, что с повышением концентрации соли в растворе, его теплоемкость снижается.

Теплофизические свойства раствора NaCl

В таблице представлены теплофизические свойства раствора хлористого натрия NaCl в зависимости от температуры и концентрации соли. Концентрация хлорида натрия NaCl в растворе от 7 до 23,1 %. Необходимо отметить, что при охлаждении водного раствора хлорида натрия его удельная теплоемкость меняется слабо, теплопроводность снижается, а значение вязкости раствора увеличивается.

Даны следующие теплофизические свойства раствора NaCl:

  • плотность раствора, кг/м3;
  • температура замерзания °С;
  • удельная (массовая) теплоемкость, кДж/(кг·град);
  • коэффициент теплопроводности, Вт/(м·град);
  • динамическая вязкость раствора, Па·с;
  • кинематическая вязкость раствора, м2/с;
  • коэффициент температуропроводности, м2/с;
  • число Прандтля.

Плотность растворов хлористого натрия NaCl и кальция CaCl2 в зависимости от концентрации при 15°С

В таблице представлены значения плотности растворов хлористого натрия NaCl и кальция CaCl2 в зависимости от концентрации.

 Концентрация соли NaCl в растворе от 0,1 до 26,3 % при температуре раствора 15°С. Концентрация хлорида кальция CaCl2 в растворе находится в диапазоне от 0,1 до 37,3 % при его температуре 15°С.

Плотность растворов хлорида натрия и кальция растет при увеличении содержания в нем соли.

Коэффициент объемного расширения растворов хлористого натрия NaCl и кальция CaCl2

В таблице даны значения среднего коэффициента объемного расширения водных растворов хлористого натрия NaCl и кальция CaCl2 в зависимости от концентрации и температуры. Коэффициент объемного расширения раствора соли NaCl указан при температуре от -20 до 20°С.

Коэффициент объемного расширения раствора хлорида CaCl2 представлен при температуре от -30 до 20°С.

Источник: http://thermalinfo.ru/svojstva-zhidkostej/voda-i-rastvory/teplofizicheskie-svojstva-i-temperatura-zamerzaniya-vodnyh-rastvorov-nacl-i-cacl2

Ваш педагог
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: