Roztoky

 

 – vznik, složení, tenze páry.

Rozpustnost. Směsi plynů, roztoky plynů v kapalinách

 

Vznik roztoků

Snaha o vytvoření méně uspořádaného systému. Snaha čistých látek mísit se a tím vytvářet stabilnější (pravděpodobnější) stav – roztok může být silně ovlivněn přitažlivými silami mezi základními částicemi. Podle vzájemné velikosti přitažlivých sil, působících jednak mezi částicemi v čistých složkách, jednak mezi částicemi v roztoku, může se tendence k tvorbě roztoku buď posilovat, nebo naopak potlačovat. Mísitelnost je omezená a neomezená.

Ideální roztok je nutno chápat jako určitý model, podobně jako ideální plyn nebo ideální krystal. Extenzivní veličiny (objem, energie aj.) jsou v ideálním roztoku aditivní, tj. sčítatelné

 

Složení roztoků

K určení stavu roztoku je třeba kromě teploty a tlaku znát poměrné zastoupení jednotlivých složek neboli složení roztoku, které se vyjadřuje různými způsoby. Kromě hmotnostního, molárního nebo objemového zlomku se používá ještě dalších parametrů, a to koncentrace, molality a objemové hmotnosti.

 

KONCENTRACE c – je obecně podíl látkového množství a objemu, tedy c = n/V, což lze aplikovat několika způsoby. V praxi se nejčastěji vyskytuje koncentrace rozpuštěné látky B vztažená na celkový objem roztoku. Je definována vztahem:

cB = nB/Vs     mol/dm3

 

MOLALITA m- představuje obecně podíl látkového množství a hmotnosti, tj. m = n/m. Prakticky používanou aplikací je molalita rozpuštěné látky vztažená na hmotnost rozpouštědla.Je definována vztahem: mB = nB/mR

 

Tenze páry nad roztokem

Jako nad každou čistou látkou, pevnou nebo kapalnou, tak i nad roztokem se ustaví rovnovážný tlak nasycené páry. Jednotlivé složky roztoku jsou v plynné fázi nad roztokem zastoupeny tím více, čím jsou těkavější, neboli čím nižší je jejich teplota varu.

Pro tenzi páry ideálních roztoků odvodil M.M. Raoultův zákon, který lze vyjádřit vztahem:

P_B = p_B0 *x_B

P_B0       tenze nasycené páry čisté složky

Podle něho parciální tlak p_B libovolné složky B nad ideálním roztokem je přímo úměrný molárnímu zlomku x_B této látky v roztoku.

Rozpustnost

Max. množství látky,které se za dané teploty rozpustí v určitém množství rozpouštědla.

 

Směsi plynů

Každému plynu ve směsi lze přisoudit určitý parciální tlak. Je to tlak, jaký by plyn měl, kdyby byl za stejné teploty přítomen v celém objemu směsi samotný. Ze stavové rovnice vyplývá pro parciální tlak obecné složky B výraz:

 

Daltonův zákon- součet parciálních tlaků všech složek se rovná celkovému tlaku P této směsi:

 

 

Smísíme- li plyny, které mají stejnou teplotu T a stejný tlak P, je objem vzniklé směsi Vs roven součtu objemů čistých složek (tzv. parciálních objemů):

 

Roztok plynů v kapalinách

Pokud plyny s kapalinou chemicky nereagují, je jejich rozpustnost malá. Vznikají zředěné roztoky, v nichž pro rozpuštěný plyn platí Henryho zákon (x_B=K_Hp_B). Konstanta K_H závisí na druhu rozpouštědla a na teplotě. Hodnota K_H s rostoucí teplotou klesá. Rozpustnost plynu v kapalině vzrůstá s rostoucím parciálním tlakem plynu nad roztokem a s klesající teplotou. Plyny, které s rozpouštědlem chemicky reagují, se rozpouštějí ve značném množství a při rozpouštění se uvolňuje teplo. V tomto případě Henryho zákon neplatí.

 

6. Rozdělení chemických reakcí podle počtu fází a podle přenášených částic (příklady)

 

Podle počtu fází

– homogenní – jsou takové děje, při kterých jsou všechny reakční složky v jedné fázi (roztoku). Např.: N₂ (g) + 3H₂ (g) → 2NH₃ (g)

– heterogenní – probíhají mezi reagujícími látkami ve více fázích.

AgNO₃ (aq) + NaCl (aq) → AgCl (s) + NaNO₃ (aq)

 

Podle přenášených částic

– protolytické – chem. reakce se uskutečňují mezi kyselinou a zásadou. Kyselina je látka schopná předávat proton (vodíkový kation) jiné látce – je donorem protonu. Zásada je látka schopná vázat proton – je akceptorem protonu.

HCl + NaOH → NaCl + H₂O

 

• oxidačně redukční – oxidace je poloreakce , při níž reagující částice odevzdává elektrony , a následkem toho zvyšuje své oxidační číslo. Redukce je poloreakce, při níž reagující částice přijímá elektrony, a následkem toho snižuje své oxidační číslo.- komplexotvorné – přenos iontů nebo molekul za vzniku koordinačních sloučenin- srážecí – takové chemické reakce, při nichž alespoň jeden z produktů se vylučuje ve formě málo rozpustné látky (sraženiny).
• AgNO₃ + NaCl → AgCl + NaNO₃
• NaOH + Al(OH)₃ → Na[Al(OH)₄]
• 8HI + H₂SO₄ → 4I₂ + H₂S + 4H₂O