Kapalné roztoky tuhých látek

 

   Otázka: Kapalné roztoky tuhých látek

   Předmět: Chemie

   Přidal(a): adela

 

 

Podbody:

  • Odvození Raoultova zákona pro kapalné roztoky tuhých látek
  • Tenzimetrie
  • Ebulioskopie
  • Kryoskopie
  • Osmotický tlak

1) Odvození Raoultova zákona pro kapalné roztoky tuhých látek

Raoultův zákon:

  • Dá se dokázat, že po rozpuštění pevné látky v rozpouštědle dojde ke snížení tenze par nad tímto roztokem
    • p10> pvýsledný0
  • Rozdíl tenze par nad čistým rozpouštědlem (p_1^0) a nad vzniklým roztokem (p_výs^0) je přímoúměrný množství rozpuštěné látky(x)
    • p10 -pvýsledný 0 = p10 ∙x
  • → Raoltův zákon: ∆p= p10 ∙x

RZ -kapalina + rozpuštěná pevná látka

  • Dá se odvodit spojením Raoltova a Daltonova zákona
    Daltonův zákon:  Pcelk= pA + pB
  • Při rozpuštění pevné látky v kapalině dojde ke snížení tenze par and tímto roztokem, toto snížení tlaku je přímoúměrné látkového zlomku rozpuštěné látky v kapalině
    Předpokládejme že v páře and roztokem jsou přítomny obě látky , podle DZ platí p= p 1+ p2 (1- rozpouštědlo; 2- rozpuštěná látka)
  • Dosadíme vztahy RZ:
    • p = p10 ∙x + p20 ∙x
    • p10 ∙x >> p20 ∙x
  • Hodnota p10 ∙x je podstatně větší než hodnota p20 ∙x, proto člen p20 ∙x zanedbáme a za x1 dosadíme (1-x2)
    • p=p10 ∙(1-x2)
    • p= p10 – p10 ∙ x2
    • p10 ∙ x2 = p10 -p
    • ∆p = p10 ∙ x2
    • x2 =(∆p)/(p10)
  • → Raoltův zákon pro kapalné roztoky tuhých látek
  • Modifikace RZ pro dvousložkový systém:
    • ∆p = p10 ∙ xA
    • p10 ∙ xA – látkový zlomek
    • p – tlak sytých par vody
  • Využití RZ: experimentální zjištění molární hmotnosti rozpuštěné látky, využívají se tři techniky(tenzimetrie, ebulioskopie, kryoskopie)

 

2) Tenzimetrie

  • Tenze=tlak
  • Metoda založená na přímém měření ∆p
  • Snížení tenze par je přímoúměrné koncentraci rozpuštěné roztoky
  • Molární hmotnost rozpuštěné látky(M2) lze zjistit přímo z tlaku sytých par změřeného nad roztokem
    • ∆p = p10 ∙ x2
    • x2 =(n2)/(n1 + n2)
    • n1 ≫ n2 →  n2 =O
    • x2 = (n2)/(n1) = (m2/M1)/(m1/M2)
    • ∆p = p10 ∙ (m2/M1)/(m1/M2)
    • M2= (p10*m2*M1)/(m1∆p)
  • p10 -v tabulkách (Pa)
  • ∆p- změřený (Pa)
  • m1- hmotnost rozpoštědla (g)
  • m2- hmotnost rozpouštěné látky (g)
  • M1- molární hmotnost rozpouštědla (g/mol)
  • M2- molární hmotnost rozpouštěné látky (g/mol)

 

3) Ebulioskopie

  • Při rozpuštění pevné látky v kapalině dojde ke snížení tenze par and tímto roztokem→ zvýšení teploty varu roztoku oproti původnímu rozpouštědlu
  • Toto zvýšení teploty varu je přímo úměrné koncentraci roztoku
      • ∆Tv = KE * Cm2
    • ∆Tv – rozdíl teplot varu roztoku a původního rozpouštědla
    • KE – ebulioskopická konstanta pro dané rozpouštědlo (tabulky)
    • Cm2 – molarita (g/mol) … Cm2= (n2)/(n1) = (m2/M2)/(m1/1) = (m2)/(m1/M2)
    • 1-rozpouštědlo; 2-rozpouštěná látka
    • ∆Tv = KE* m2/(m1/M2)
    • M2=(m2*KE)/(m1*∆Tv)
  • M2 -molární hmotnost rozpouštěné látky(g/mol)
  • m2 – hmotnost rozpouštěné látky(g)
  • m1 – hmotnost rozpouštědla(g)
  • ∆Tv – rozdíl teplot varu- změřený
  • KE – ebulioskopická konstanta

 

4) Kryoskopie

  • Při rozpuštění pevné látky v kapalině dojde ke snížení tenze par and tímto roztokem→ snížení teploty tuhnutí roztoku oproti původnímu rozpouštědlu
  • Metoda založená na stanovení teploty tuhnutí. Při teplotě tuhnutí je tenze par nad kapalinou a tuhou látkou stejná.
  • Rozdíl teplot tuhnutí je přímouměrný množství rozpuštěné látky
    • -∆Tt = K* Cm2
    • M2=(m2*KK)/(m1*∆Tt)
  • M2-molární hmotnost rozpouštěné látky(g/mol)
  • m2- hmotnost rozpouštěné látky(g)
  • m1- hmotnost rozpouštědla(g)
  • ∆Tt- rozdíl teplot tuhnutí- změřený
  • KE- kryoskopická konstanta pro dané rozpouštědlo(tabulky)
  • Cm2– molarita (g/mol)

 

5) Osmotický tlak(π,OP)

  • Tlak, kterým se roztok brání pronikání rozpouštědla
  • Částice přecházejí z rozpouštědla do roztoku pro vyrovnání koncentrace
  • V roztoku se zvyšuje tlak a tímto tlakem roztok brání pronikání částic rozpouštědla
  • Difúze = pohyb částic z místa s vyšší koncentrací do místa s nižší koncentrací
  • Mezi roztok a rozpouštědlo vložíme polopropustnou membránu, která propouští pouze rozpouštědlo (malé nenabité molekuly).
  • Samovolným vnikáním to rozpouštědla vzniká přetlak (osmotický tlak), tzn. Roztok se projevuje zvýšeným tlakem proti rozpouštědlu.
  • Přetlak jde změřit stanovením protitlaku, jímž se brání difúzu rozpouštědla do roztoku( zřeďování roztoku).
  • Tento jev se nazývá osmóza

 

Vyjádření velikosti osmotického tlaku:

  • p=(n/V)*R*T
  • M2=(m2*KK)/(m1*∆Tt)

Van´t Hoffova rovnice

    • π=c2*R*T
    • c2 = m2/(V*M2)
    • M2=(m2*R*T)/(π*V)
  • π- osmotický tlak (Pa)
  • M2-molární hmotnost rozpouštěné látky(g/mol)
  • m2- hmotnost rozpouštěné látky(g)
  • V- objem roztoku
  • R- molární plynová konstanta- 8,314 J·K-1·mol-1
  • T- termodynamická teplota(K)

 

Osmotický tlak v buňkách:

  • Roztok= cytoplazma
  • Polopropustná membrána= cytoplazmatická membrána
  • Hypertonický roztok- větší OP než je v buňce= dehydratace
    • ,,voda“ z buňky jde ven
    • Buňka obsahuje více rozpuštěných látek-méně rozpouštědla
  • Hypotonický roztok- menší OP než je v buňce=prasknutí buňky
    • ,,voda“ z roztoku jde do buňky
    • Buňka obsahuje méně rozpuštěných látek, více rozpouštědla
  • Izotonický roztok- stejný OP jako v buňce
    • V nemocnici





Další podobné materiály na webu: