Теории на решенията

Свързана курсова работа:

„Теория на решенията. Законът на Раул и Хенри"

.1 Класификация на разтворите

.2 Основни насоки в развитието на теорията на разтворите

.3 Термодинамични условия за образуване на разтвори

.4 Частични моларни количества

.5 Основни методи за определяне на частични моларни количества

.6 Закон на Раул. идеални решения. Изключително разредени и неидеални (реални) решения.

.7 Реални решения. Отклонения от закона на Раул. Диаграма на кипене

.8 Азеотропни смеси. Законите на Гибс-Коновалов. Законите на Вревски

Списък на използваните източници

Разтворите са важни физикохимични системи, които играят огромна роля в жизнените процеси, биологията и технологиите. Повечето биологични процеси в животинските и растителни организми протичат във водни разтвори. Разтворите се използват и в технологичните процеси.

Разграничаване на течни, газообразни и твърди разтвори. От своя страна, например, твърдите разтвори се разделят на разтвори на заместване, изваждане, въвеждане. Разтворите също се класифицират на идеални, изключително разредени, неидеални (реални). Важна характеристика на разтвора е неговият състав или концентрация.

Основните насоки в развитието на разтворите: Физическа теория на разтворите. Химическа теория на разтворите.

Целта на тази курсова работа е да научи и проучи решенията в детайли.

Въз основа на целта е необходимо да се решат следните задачи:

Опишете подробно класификацията на разтворите;
Да разкрие основните насоки в развитието на решенията;
Запознайте се с термодинамичните условия за образуване на разтвори;
Да се установи зависимостта на свойствата на разтворите от състава и свойствата на неговите компоненти;
Дефинирайте концепциите за идеално решение, изключително разредено решение, реално решение (неидеално решение);
Помислете за закони, свързани пряко с тази тема

(закони: Раул, Хенри, Вревски, Гибс-Коновалов);

Проучете диаграмата "общо налягане на парите - състав на разтвора", температура - състав.

1 ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТ

.1 РЕШЕНИЯ. КЛАСИФИКАЦИЯ НА РЕШЕНИЯТА

Разтворът е хомогенна смес, състояща се от две или повече вещества, чийто състав може да варира в определени граници. Има твърди, газообразни и течни разтвори. Ще разкрием същността на тази класификация.

Твърдите разтвори се образуват при кристализация на течни стопилки или при разтваряне на газове в твърди вещества. Твърдите разтвори от своя страна се разделят:

Заместващи твърди разтвори
Интерстициални твърди разтвори
Изваждане на твърди разтвори

Твърди разтвори на заместване - такива разтвори, които се образуват при запазване на структурата на кристалната решетка на разтворителя, са най-често срещаните. При образуването на такива разтвори във възлите на кристалната решетка на дадено вещество атомите, молекулите и йоните се заменят с частици от друго вещество. Образуването е възможно, ако и двете вещества са близки по кристалохимични свойства и размери на частиците (пълно съвпадение на свойствата и размерите).

Интерстициалните твърди разтвори се получават чрез въвеждане на частици от едно вещество в междините на кристалната решетка на друго вещество (разтворител). Такива разтвори се образуват, при условие че размерът на частиците на въведеното вещество е по-малък от размера на частиците на разтворителя.

Твърдите разтвори за изваждане са много по-редки. Те се получават, когато някои атоми изпаднат от кристалната клетка, порадис което тези разтвори понякога се наричат твърди разтвори с дефектна решетка.

Взаимната разтворимост на веществата, образуващи твърди разтвори, зависи от външните условия и особено от температурата. С понижаване на температурата взаимната разтворимост на веществата често намалява и това води до разделяне на първоначалния твърд разтвор на два наситени разтвора; този процес се нарича прекъсване на твърдите разтвори.

Решенията се отличават и с:

На практика най-често трябва да се работи с течни разтвори. В течен разтвор се разграничават разтворител и разтворено вещество, въпреки че от гледна точка на термодинамиката всички компоненти на системата са еквивалентни.

Под разтворител се разбира вещество, което присъства в разтвор в по-голямо количество. Разтворителят може да бъде вода или органични течности (алкохоли, кетони, киселини, естери).

Останалите компоненти, присъстващи в разтвора в по-малки количества, се наричат разтворени вещества [1].

.2 ОСНОВНИ НАСОКИ В РАЗВИТИЕТО НА ТЕОРИЯТА НА РЕШЕНИЯТА

Физическа теория на разтворите. Развитието на възгледите за природата на разтворите от древни времена е свързано с общия ход на развитието на науката и производството, както и с философските идеи за причините за химичното сродство между различните вещества. През 17 и през първата половина на 18в. Корпускулярната теория на разтворите е широко разпространена в областта на естествените науки и философията. В тази теория процесът на разтваряне се разглежда като механичен процес, когато корпускулите на разтворителя навлизат в порите на телата и откъсват частици от разтвореното вещество, които заемат порите на разтворителя, образувайки един разтвор. Такива идеи първоначално задоволително обясняват факта, че даден разтворител може да разтвори не всички вещества, а самонякои.

В началото на 19в създават се предпоставки за развитието на физическа теория на разтворите, която е обобщение на редица изследвания. Физическата теория на разтворите, възникнала главно въз основа на трудовете на J. van't Hoff, S. Arrhenius и W. Ostwald, се основава на експерименталното изследване на свойствата на разредените разтвори (осмотично налягане, повишаване на точката на кипене, намаляване на точката на замръзване на разтвора, намаляване на налягането на парите над разтвора), в зависимост главно от концентрацията на разтвореното вещество, а не от неговата природа [1]. Осмозата е спонтанното проникване на разтворител в разтвор, отделен от него с полупропусклива преграда, през която разтворителят може да влезе, не може, разтвореното вещество преминава.

Разтворът и разтворителят, разделени от полупропусклива преграда, могат да се разглеждат като две фази. Равновесието на разтворителя от двете страни на преградата се изразява чрез равенството на неговия химичен потенциал в разтвор (към който се прилага допълнително налягане) и химичния потенциал на чист разтворител [2].

Количествените закони (van't Hoff, Raoult) бяха интерпретирани в продължение, че в разредени разтвори молекулите на разтвореното вещество са подобни на молекулите на идеален газ. Отклоненията от тези закони, наблюдавани за електролитни разтвори, са обяснени въз основа на теорията за електролитната дисоциация на S. Arrhenius.

Аналогията между силно разредени разтвори и газове изглеждаше толкова убедителна на много учени, че те започнаха да разглеждат процеса на разтваряне като физически акт. От гледна точка на тези учени, разтворителят е само среда, в която частиците на разтвореното вещество могат да дифундират. Простотата на представянията на физическата теория на разтворите и нейното успешно приложение за обяснениемного свойства на разтворите осигуриха бързия успех на тази теория [1].

Химическа теория на разтворите. DI. Менделеев и неговите последователи разглеждат процеса на образуване на разтвор като вид химичен процес, който се характеризира с взаимодействие между частиците на компонентите. DI. Менделеев разглежда разтворите като системи, образувани от частици на разтворител, разтворено вещество и нестабилни химични съединения, които се образуват между тях и са в състояние на частична дисоциация. DI. Менделеев отбеляза, че процесите, протичащи в разтвора, са динамични по природа и необходимостта от използване на цялото количество физична и химическа информация за свойствата на частиците, които образуват разтвора, подчерта, че всички компоненти на разтвора са равни и без да се вземат предвид свойствата и състоянията на всеки от тях, е невъзможно да се даде пълно описание на системата като цяло. Ученият придава голямо значение на изучаването на свойствата на разтворите като функция от температура, налягане, концентрация; той беше първият, който изрази идеята за необходимостта от изучаване на свойствата на разтворите в смесени разтворители. Развивайки учението на D.I. Менделеев, привържениците на химическия възглед за природата на разтворите посочиха, че частиците на разтвореното вещество не се движат във вакуум, а в пространство, заето от частици на разтворителя, с които те взаимодействат, образувайки сложни съединения с различна стабилност [1]. Развитието на теорията на Д. И. Менделеев е полиедричната теория за образуването на разтвори, според която елементарни пространствени групи-полиедри се създават в течност от хомогенни и хетерогенни молекули. Химическата теория обаче не може да обясни механизма на образуване на идеални разтвори, отклонения в свойствата на реалните разтвори от свойствата на идеалните разтвори [1].

Развитието на химическата теория на разтворите продължи презняколко направления, обединени от една идея за взаимодействието на разтворител с разтворено вещество. Тези изследвания се отнасят до намирането на определени съединения в разтвор въз основа на изследването на диаграмите свойства-състав, изследването на налягането на парите върху разтворите, разпределението на веществата между два разтворителя и изследването на термохимията на разтворите. Работата по определянето на съединения в разтвори беше свързана с големи трудности, тъй като беше невъзможно да се докаже съществуването на сложни съединения (хидрати) във водни разтвори чрез пряк експеримент, тъй като те са в състояние на дисоциация и опитите да се изолират от разтвори в неразложена форма завършиха с неуспех. Термодинамичните изследвания бяха от голямо значение за потвърждаване на химическата теория на разтворите. При много системи беше показано, че по време на образуването на разтвор се наблюдава охлаждане или нагряване на системата, което се обяснява с химическото взаимодействие между компонентите. Химическата природа на процеса на разтваряне беше потвърдена както чрез изследване на налягането на парите над разтвора, така и чрез изследване на разпределението на веществата между два разтворителя.

До началото на 20в натрупан е обширен експериментален материал, който показва, че разтворите са сложни системи, в които се наблюдава явлението асоцииране, дисоциация, образуване на комплекси и при изучаването им е необходимо да се вземат предвид всички видове взаимодействия между присъстващи и образувани в разтвор частици.

Поради голямото разнообразие от разтвори, както физичната, така и химичната теория на разтворите се използват за обяснение на тяхната природа и свойства [1].

1.3 ТЕРМОДИНАМИЧНИ УСЛОВИЯ ЗА ОБРАЗУВАНЕ НА РАЗТВОРИ

Образуването на разтвор от компоненти е спонтанен процес, при който, както във всеки спонтанен процес, протичащ в затворена система,под въздействието на два външни фактора (P и T), G Постройте диаграма на кипенето на системата A-B при P = const.

. Обозначете областите на съществуване на диаграмата: системи в парообразно състояние "C", системи в течно състояние "E", системи в хетерогенно състояние "F". Обозначете точките на съвместно съществуване на фази от същия състав "G".

. Определете температурата на началото и края на кипене на система D (Таблица 1), чийто състав ще бъде равен на d моларен% от веществото А (Таблица 2).

. Определете в моларен % състава на течната фаза на системата D, която е в равновесие с парната фаза при температура T1.

. Определете състава в молни % на парната фаза на система D в равновесие с течната фаза при температура T1.

. Определете съотношението на броя на моловете на течната фаза към броя на моловете на парната фаза на системата D, която е в равновесие при температура T1.

. Определете броя на моловете вещества А и В, съдържащи се в 1 kg система D.

. Определете броя молове вещества А, съдържащи се в 1 kg система D.

. Определете броя на моловете вещества B, съдържащи се в 1 kg система D [3].

Вариант № Система DP?10-4 H/m2 Състав, мол.% T, K 2.8361.580.060.8361.170.059.6360.960.057.6360.850.054.8360.940.050.8361.330.044.9362.020.035.93 63 ,84.010.0367.00.00.0370.3

вариант № dT, K675.0363 разтвор моларен закон

Разтворите са важни физикохимични системи, които играят огромна роля в жизнените процеси, биологията и технологиите.

Развитието на възгледите за природата на разтворите от древни времена е свързано с общия ход на развитието на науката и производството, както и с философските идеи за причините за хим.афинитет между различни вещества. Решенията далеч не са добре разбрани.

В тази курсова работа се разглеждат въпроси, свързани с класификацията на разтворите, основната посока в развитието на теориите и термодинамичния подход, най-важните характеристики на разтворите. Освен законите, свързани с решенията, могат да се направят следните заключения:

Разтворите се разделят на твърди (разтвори: изваждане, заместване, въвеждане), течни и газообразни. Освен това решенията са идеални, изключително разредени, неидеални.
Всички решения, които не се подчиняват на законите на идеалните решения, се считат за неидеални.
Важна характеристика на разтворите е концентрацията.
Има физични и химични теории за разтворите.
Термодинамичното условие за образуване на разтвор е намаляване на енергията на Гибс.

Разгледахме концепциите за азеотропни смеси и свързаните с тях закони на Гибс-Коновалов. Законите на Раул и Хенри. Проучихме диаграмата на състоянието.

По-нататъшното проучване на решенията ще доведе до нови открития.

СПИСЪК НА ИЗПОЛЗВАНИТЕ ИЗТОЧНИЦИ

. Краснов, К. Физическа химия / Н. Воробьов.-М .: Висше училище, 2001-511s.

2. Стронберг, А. Физическа химия / Д. Семченко.-М .: Висше училище, 199 -527с.

. Герасимов, Я. Курс по физическа химия / Я. Герасимов .-М .: Химия, 1970-592 г.

. Буданов, В. Семинар по физическа химия / Н. Воробьов.-М .: Хими, 1986-350-те.

Обучение

Нашите експерти ще съветват или предоставят услуги за обучение по теми, които ви интересуват.Подайте заявкас тема точно сега, за да разберете за възможността за получаване на консултация.