Что такое findslide.org?

FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.


Для правообладателей

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Яндекс.Метрика

Презентация на тему Глава 3

Содержание

3.1. Общая характеристика растворов
Глава 3УЧЕНИЕ О РАСТВОРАХ(термодинамика многокомпонентных систем) 3.1. Общая характеристика растворов Растворы – это гомогенные системы, состоящие из двух или более компонентов, состав Истинные или молекулярные (ионные) растворы образуются самопроизвольно с уменьшением энергии Гиббса системы. В объёме раствора все термодинамические параметры постоянны, на границе двух растворов (гомогенных Систему, состоящую из нескольких таких гомогенных фаз (например, из двух несмешивающихся жидкостей), Растворы – однородные смеси молекул, атомов или ионов, между компонентами которых возможны химические и физические взаимодействия: сольватация – взаимодействие между молекулами растворителя и растворенного вещества.ассоциация – взаимодействие одинаковых Один из компонентов раствора называют растворителем (обозначают индексом 1), а другие компоненты Если же раствор получен растворением в жидкости твёрдого вещества или газа, то Концентрации Относительное содержание компонентов в растворе называют концентрацией.Существуют следующие способы выражения концентрации: Молярная (мольная) доля - xi - это отношение ni - числа моль Молярная концентрация Молярная концентрация Сi равна числу моль i-го вещества, растворенного в 1 литре Моляльная концентрация (моляльность раствора) моляльность раствора - mi – число моль i- го вещества, растворенного в Массовые и объёмные доли (проценты): Массовый процент компонента (wi) – число граммов компонента в 100 г раствора.Объемный Растворы бывают твердые, жидкие и газообразные. Считается, что газы всегда смешиваются неограниченно, поэтому газообразные растворы чаще называют «газовые Ограниченная взаимная растворимость аммиака и азотаКричевский И.Р.,Большаков П.Е.,Циклис Д.О.Гелий-аммиак,гелий-этанол,аммиак-метани т.д. Твердые растворы Твердые растворы замещения (с ограниченной и неограниченной растворимостью компонентов).Твердые растворы внедренияТвердые растворы вычитания. Ag – Au,Au – Cu,Pt - AuFe – C,Fe – F3CPd - H Исторический экскурс в теорию растворов История развития теории растворов – история «борьбы» физической и химической теорий растворов.Представители Представители же химической теории (Менделеев, Алексеев и т.д.) предполагали, что между компонентами Почётный член АН СССР (1932), одновременно и независимо от В. А. Кистяковского 3.3. Термодинамика образования растворов Образование раствора из компонентов — процесс самопроизвольный, и при постоянстве Р и Процесс растворения будет протекать самопроизвольно до тех пор, пока в системе не С точки зрения термодинамики раствор называется насыщенным, когда химический потенциал чистого растворяемого Рассмотрим жидкий раствор, состоящий из растворителя А и растворенного вещества В. Пусть Если раствор образуется из n1 моль А и n2 моль В, то Отнесем энергию Гиббса системы к одному молю раствора:где х1 и х2 — молярные доли. Под молем раствора понимают такое количество раствора, в котором число молей каждого Если компоненты А и В смешать, то полученный раствор будет иметь иное Изменение энергии Гиббса при образовании 1 моля бинарного раствора равно:смG = GII,m Изменение энергии Гиббса при образовании раствораC изменением состава раствора Gсм изменяется, но Рассмотрим один из способов термодинамического описания процесса растворения Уменьшение энергии Гиббса в процессе образования раствора делят на энтальпийный и энтропийный вклады:смG= смН  TсмS А сам процесс растворения представляют как сумму двух этапов:1. Фазовый переход (плавление Для каждого из этих этапов вычисляют изменение энтальпии и энтропии:ФПН и ФПSсН и сS 1. ТД описание процесса растворения твёрдого (кристаллического) вещества в жидкости Этапы растворения:1. разрушение кристаллической решетки - плавление;2. сольватация образующихся частиц молекулами растворителя. Изменение энтальпии (тепловой эффект) при растворении кристаллических тел можно представить как:DсмH = 1. Если по абсолютной величине (по модулю)Dкр.рH > DсH. то при растворении Изменение энтропии при растворении кристаллических тел также представляют слагаемыми:DсмS = Dкр.рS + 2. ТД описание процесса растворения газа в жидкости Растворение газов в жидкостях представляют состоящим:1. фазового перехода – конденсации;2. сольватации молекул Тепловой эффект растворения DсмH:DсмH = Dкр.рH + DсольвH DкондH < 0, DсольвH.< 3. ТД описание процесса растворения двух жидкостей В этом случае фазового перехода нет, но при вычислении смН и смS
Слайды презентации

Слайд 2 3.1. Общая характеристика растворов

3.1. Общая характеристика растворов

Слайд 3 Растворы – это гомогенные системы, состоящие из двух

Растворы – это гомогенные системы, состоящие из двух или более компонентов,

или более компонентов, состав которых может непрерывно изменяться в

пределах взаимной растворимости компонентов.

Слайд 4 Истинные или молекулярные (ионные) растворы образуются самопроизвольно с

Истинные или молекулярные (ионные) растворы образуются самопроизвольно с уменьшением энергии Гиббса

уменьшением энергии Гиббса системы.
Это термодинамически устойчивые системы (в

отличие от неустойчивых лиофобных коллоидных растворов).


Слайд 5 В объёме раствора все термодинамические параметры постоянны, на

В объёме раствора все термодинамические параметры постоянны, на границе двух растворов

границе двух растворов (гомогенных систем) имеется граница раздела, на

которой параметры изменяются скачком.


Слайд 6 Систему, состоящую из нескольких таких гомогенных фаз (например,

Систему, состоящую из нескольких таких гомогенных фаз (например, из двух несмешивающихся

из двух несмешивающихся жидкостей), называют гетерогенной.
В этом случае

каждую гомогенную часть системы называют фазой.

Слайд 7 Растворы – однородные смеси молекул, атомов или ионов,

Растворы – однородные смеси молекул, атомов или ионов, между компонентами которых возможны химические и физические взаимодействия:

между компонентами которых возможны химические и физические взаимодействия:


Слайд 8 сольватация – взаимодействие между молекулами растворителя и растворенного

сольватация – взаимодействие между молекулами растворителя и растворенного вещества.ассоциация – взаимодействие

вещества.
ассоциация – взаимодействие одинаковых молекул (растворителя или растворённого вещества).


Слайд 9 Один из компонентов раствора называют растворителем (обозначают индексом

Один из компонентов раствора называют растворителем (обозначают индексом 1), а другие

1), а другие компоненты - растворёнными веществами, их обозначают

индексами 2,3 и т.д.
Если раствор образован двумя жидкостями, то растворителем считают ту, которой в смеси больше, то же относится и к газовым смесям.

Слайд 10 Если же раствор получен растворением в жидкости твёрдого

Если же раствор получен растворением в жидкости твёрдого вещества или газа,

вещества или газа, то растворителем всегда является жидкость.


Слайд 11 Концентрации

Концентрации

Слайд 12 Относительное содержание компонентов в растворе называют концентрацией.
Существуют следующие

Относительное содержание компонентов в растворе называют концентрацией.Существуют следующие способы выражения концентрации:

способы выражения концентрации:


Слайд 13 Молярная (мольная) доля - xi - это отношение

Молярная (мольная) доля - xi - это отношение ni - числа

ni - числа моль i-го компонента к общему числу

моль веществ в растворе .
Например, для растворителя (первого компонента) мольная доля равна:

Слайд 14 Молярная концентрация

Молярная концентрация

Слайд 15 Молярная концентрация Сi равна числу моль i-го вещества,

Молярная концентрация Сi равна числу моль i-го вещества, растворенного в 1

растворенного в 1 литре раствора.
Для растворенного вещества (второго

компонента) молярная концентрация выражается:

Слайд 16 Моляльная концентрация (моляльность раствора)

Моляльная концентрация (моляльность раствора)

Слайд 17 моляльность раствора - mi – число моль i-

моляльность раствора - mi – число моль i- го вещества, растворенного

го вещества, растворенного в 1 кг (1000 г) растворителя.


В случае разбавленных водных растворов Ci  mi.

Слайд 18 Массовые и объёмные доли (проценты):

Массовые и объёмные доли (проценты):

Слайд 19 Массовый процент компонента (wi) – число граммов компонента

Массовый процент компонента (wi) – число граммов компонента в 100 г

в 100 г раствора.
Объемный процент компонента (i) – объем

компонента в 100 см3 раствора.

Слайд 20 Растворы бывают твердые, жидкие и газообразные.

Растворы бывают твердые, жидкие и газообразные.

Слайд 21 Считается, что газы всегда смешиваются неограниченно, поэтому газообразные

Считается, что газы всегда смешиваются неограниченно, поэтому газообразные растворы чаще называют

растворы чаще называют «газовые смеси».
Однако при высоких давлениях

(сотни атмосфер) газы могут расслаиваться, например, при таких условиях аммиак не смешивается с азотом и водородом.

Слайд 22 Ограниченная взаимная растворимость аммиака и азота
Кричевский И.Р.,
Большаков П.Е.,
Циклис

Ограниченная взаимная растворимость аммиака и азотаКричевский И.Р.,Большаков П.Е.,Циклис Д.О.Гелий-аммиак,гелий-этанол,аммиак-метани т.д.

Д.О.
Гелий-аммиак,
гелий-этанол,
аммиак-метан
и т.д.


Слайд 23 Твердые растворы

Твердые растворы

Слайд 24 Твердые растворы замещения (с ограниченной и неограниченной растворимостью

Твердые растворы замещения (с ограниченной и неограниченной растворимостью компонентов).Твердые растворы внедренияТвердые растворы вычитания.

компонентов).
Твердые растворы внедрения
Твердые растворы вычитания.


Слайд 25 Ag – Au,
Au – Cu,
Pt - Au
Fe –

Ag – Au,Au – Cu,Pt - AuFe – C,Fe – F3CPd - H

C,
Fe – F3C
Pd - H


Слайд 27 Исторический экскурс в теорию растворов

Исторический экскурс в теорию растворов

Слайд 28 История развития теории растворов – история «борьбы» физической

История развития теории растворов – история «борьбы» физической и химической теорий

и химической теорий растворов.
Представители физической теории (Аррениус, Освальд и

т.д.) считали, что растворы – это результат диффузии молекул растворенного вещества в объём растворителя.

Слайд 29 Представители же химической теории (Менделеев, Алексеев и т.д.)

Представители же химической теории (Менделеев, Алексеев и т.д.) предполагали, что между

предполагали, что между компонентами раствора происходит химическое взаимодействие с

образованием малоустойчивых соединений.


Слайд 30 Почётный член АН СССР (1932), одновременно и независимо

Почётный член АН СССР (1932), одновременно и независимо от В. А.

от В. А. Кистяковского предложивший представление о сольватации ионов

и положивший начало объединению физической и химической теории растворов.


Слайд 31 3.3. Термодинамика образования растворов

3.3. Термодинамика образования растворов

Слайд 32 Образование раствора из компонентов — процесс самопроизвольный, и

Образование раствора из компонентов — процесс самопроизвольный, и при постоянстве Р

при постоянстве Р и Т смG < 0.
Т.е. термодинамическим

условием образования раствора является убыль энергии Гиббса.

Слайд 33 Процесс растворения будет протекать самопроизвольно до тех пор,

Процесс растворения будет протекать самопроизвольно до тех пор, пока в системе

пока в системе не установится равновесие:
компонент (т,ж,г)  раствор



Слайд 34 С точки зрения термодинамики раствор называется насыщенным, когда

С точки зрения термодинамики раствор называется насыщенным, когда химический потенциал чистого

химический потенциал чистого растворяемого вещества (т., ж. или г.)

равен химическому потенциалу этого вещества в растворе.

Слайд 35 Рассмотрим жидкий раствор, состоящий из растворителя А и

Рассмотрим жидкий раствор, состоящий из растворителя А и растворенного вещества В.

растворенного вещества В. Пусть энергия Гиббса 1 моль чистого

компонента А равна G1, a 1 моль чистого компонента В равна G2.


Слайд 36 Если раствор образуется из n1 моль А и

Если раствор образуется из n1 моль А и n2 моль В,

n2 моль В, то общая энергия Гиббса системы до

смешения равна:
GI = n1G1 + n2G2,

Слайд 37 Отнесем энергию Гиббса системы к одному молю раствора:

где

Отнесем энергию Гиббса системы к одному молю раствора:где х1 и х2 — молярные доли.

х1 и х2 — молярные доли.


Слайд 38 Под молем раствора понимают такое количество раствора, в

Под молем раствора понимают такое количество раствора, в котором число молей

котором число молей каждого компонента равно его молярной доле.




Слайд 39 Если компоненты А и В смешать, то полученный

Если компоненты А и В смешать, то полученный раствор будет иметь

раствор будет иметь иное значение энергии Гиббса (GII,m), зависящее

от его состава.

Слайд 40 Изменение энергии Гиббса при образовании 1 моля бинарного

Изменение энергии Гиббса при образовании 1 моля бинарного раствора равно:смG =

раствора равно:
смG = GII,m  GI,m =
= GII,m 

(G1x1 + G2x2).


Слайд 41 Изменение энергии Гиббса при образовании раствора
C изменением состава

Изменение энергии Гиббса при образовании раствораC изменением состава раствора Gсм изменяется,

раствора Gсм изменяется, но во всех случаях оно меньше

нуля (Gсм < O).

Слайд 42 Рассмотрим один из способов термодинамического описания процесса растворения

Рассмотрим один из способов термодинамического описания процесса растворения

Слайд 43 Уменьшение энергии Гиббса в процессе образования раствора делят

Уменьшение энергии Гиббса в процессе образования раствора делят на энтальпийный и энтропийный вклады:смG= смН  TсмS

на энтальпийный и энтропийный вклады:
смG= смН  TсмS


Слайд 44 А сам процесс растворения представляют как сумму двух

А сам процесс растворения представляют как сумму двух этапов:1. Фазовый переход

этапов:
1. Фазовый переход (плавление или конденсация);
2. Сольватация образующихся частиц

(ионов, молекул, атомов) растворенного вещества молекулами растворителя.


Слайд 45 Для каждого из этих этапов вычисляют изменение энтальпии

Для каждого из этих этапов вычисляют изменение энтальпии и энтропии:ФПН и ФПSсН и сS

и энтропии:
ФПН и ФПS
сН и сS




Слайд 46 1. ТД описание процесса растворения твёрдого (кристаллического) вещества

1. ТД описание процесса растворения твёрдого (кристаллического) вещества в жидкости

в жидкости


Слайд 47 Этапы растворения:
1. разрушение кристаллической решетки - плавление;
2. сольватация

Этапы растворения:1. разрушение кристаллической решетки - плавление;2. сольватация образующихся частиц молекулами растворителя.

образующихся частиц молекулами растворителя.


Слайд 48 Изменение энтальпии (тепловой эффект) при растворении кристаллических тел

Изменение энтальпии (тепловой эффект) при растворении кристаллических тел можно представить как:DсмH

можно представить как:
DсмH = Dкр.рH + DсH
Dкр.рH >

0, DсH < 0.
Суммарный тепловой эффект процесса зависит от их соотношения.

Слайд 49 1. Если по абсолютной величине (по модулю)
Dкр.рH >

1. Если по абсолютной величине (по модулю)Dкр.рH > DсH. то при

DсH.
то при растворении энергия (в форме теплоты) поглощается

DсмH > 0.
2. Если по абсолютной величине (по модулю)
Dкр.рH < DсH.
то при растворении энергия (в форме теплоты) выделяется DсмH < 0.



Слайд 50 Изменение энтропии при растворении кристаллических тел также представляют

Изменение энтропии при растворении кристаллических тел также представляют слагаемыми:DсмS = Dкр.рS

слагаемыми:
DсмS = Dкр.рS + DсS
Dкр.рS > 0, DсS

< 0.
Суммарное DсмS процесса зависит от их соотношения.

Слайд 51 2. ТД описание процесса растворения газа в жидкости

2. ТД описание процесса растворения газа в жидкости

Слайд 52 Растворение газов в жидкостях представляют состоящим:
1. фазового перехода

Растворение газов в жидкостях представляют состоящим:1. фазового перехода – конденсации;2. сольватации

– конденсации;
2. сольватации молекул растворённых веществ молекулами растворителя.


Слайд 53 Тепловой эффект растворения DсмH:
DсмH = Dкр.рH + DсольвH

Тепловой эффект растворения DсмH:DсмH = Dкр.рH + DсольвH DкондH < 0,


DкондH < 0, DсольвH.< 0
всегда: DсмH < 0.
По

этой причине растворимость газов в жидкостях с повышением температуры снижается.

Слайд 54 3. ТД описание процесса растворения двух жидкостей

3. ТД описание процесса растворения двух жидкостей

  • Имя файла: glava-3.pptx
  • Количество просмотров: 199
  • Количество скачиваний: 0