Transcript HEMIJA -6.vežba Rastvori

HEMIJA
vežbe
6. Rastvori
Smeša dve ili više supstanci u
jednoj fazi
Jedna komponenta je obično
a
druga
Rastvori su
homogene smeše
dve ili više čistih
supstanci
U rastvoru, rastvorak
je ravnomerno
raspodeljen u
rastvaraču
• Rastvorak
komponenta koja se
rastvara
• RASTVARAČ –
komponenta koja
rastvara
(obično se nalazi u većoj
količini)
Rastvor
Vazduh
Amonijačna
voda
Medicinski
alkohol (96%)
Rastvorak
Rastvarač
O2
N2
NH3
H2O
H2O
Alkohol (40%)
Etanol
Tinktura joda
I2
Morska voda
So
Etanol
H2O
Etanol
H2O
 Gasoviti
 Tečni
 Čvrsti
Rastvor
Gas u
gasu
Gas u
tečnosti
Tečnost u
tečnosti
Rastvarač
Primer
O2
N2
Vazduh
CO2
H2 O
Sirćetna
kiselina
H2 O
Rastvorak
Čvrstasup
.
u tečnosti
Šećer
H2O
Tečnost u
čvrstoj
Hg
Ag
Čvrsta u
čvrstoj
Ugljenik
Fe
Zn
Bakar
Soda voda
Sirće
Šećerni sirup
Amalgam
plomba
Mesing
Čelik
Anomalija vode
 Sva tela se na hladnoći
skupljaju, a na toploti šire
 gustina svih supstanci
raste sa snižavanjem
temperature
 Voda ima najveću gustinu
na + 4 0C
 Ispod + 4 0C gustina opada
tako da led ima manju
gustinu od vode
 Led pliva na vodi
 Voda gradi vodonične veze
1.
2.
Molekuli rastvarača su privučeni jonima sa površine
Svaki jon je okružen molekulima vode
Rastvaranje jonskih jedinjenja u vodi
 Joni su solvatisani
(okruženi molekulima
rastvarača).
 Ako je rastvarač voda, joni
su hidratisani
 Međumolekulske sile
Solvatacija je interakcija
rastvorka sa rastvaračem što
vodi stabilizaciji rastvorka u
rastvoru
Razblaženi
mala količina rastvorka
rastvorena u rastvaraču
Koncentrovani
velika količina rastvorka
rastvorena u rastvaraču
Hipotonični
(manja koncentracija
rastvorka u vrećici) u
odnosu na rastvor
Hipertonični
(veća koncentracija
rastvorka u vrećici) u
odnosu na rastvor
Izotonični
rastvori su
jednake
koncentracije
(fiziološki ratvor
izotoničan sa krvi
0.9% NaCl)
• proces kojim
čvrsta supstanca,
tečnost ili gas
formira rastvor u
rastvaraču
• Može se objasniti
razlaganjem kristalne
rešetke na
pojedinačne atome,
jone ili molekule i
njihov transport u
rastvarač
Ni(s) + HCl (aq)
NiCl2(aq) + H2(g)
NiCl2(s)
• Rastvaranje je fizička promena—rastvorak se može
ponovo dobiti isparavanjem rastvarača
• Ako ne može, supstanca se ne rastvara nego reaguje, a to
je hemijska promena
• Maksimalna količina rastvorka,
izražena u gramima, koja se može
rastvoriti u 100 g vode na određenoj
temperaturi i pritisku
RASTVORLJIV
supstanca koja se
rastvara u rastvaraču
NERASTVORLJIV
supstanca koja se ne
rastvara u rastvaraču
(pesak je nerastvorljiv u
vodi)
NEMEŠLJIV
Dve tečnosti koje se ne
rastvaraju jedna u
drugoj
(Ulje & sirće)
MEŠLJIV
Dve tečnosti koje se
rastvaraju jedna u
drugoj
(Alkohol & Voda)
Zasićen rastvor
 Rastvarač sadrži
maksimalnu količinu
rastvorka na određenoj
temperaturi
 Nerastvorena čvrsta
supstanca se nalazi
istaložena na dnu
 Rastvoreni rastvorak je u
dinamičkoj ravnoteži sa
nerastvorenim delom
Nezasićeni rastvor
Manje od maximalne
količine rastvorka na toj
temperaturi je rastvoren
u rastvaraču
U čaši ne ostaje
nerastvorene čvrste
supstance
Prezasićeni rastvor
 Rastvarač sadrži više rastvorene supstance nego što je
moguće na datoj temperaturi
 Ovi rastvori su nestabilni; kristalizacija se stimuliše
dodavanjem kristala ili trljanjem štapićem o zid čaše
• Hemičari koriste axiom
“slično se u sličnom
rastvara”
Polarne supstance se
rastvaraju u polarnim
rastvaračima
Nepolarne supstance se
rastvaraju u nepolarnim
rastvaračima
Generalno,
rastvorljivost
čvrstih
rastvoraka u
tečnim
rastvaračima se
povećava sa
temperaturom
 Suprotno važi za gasove
• Viša temperatura
izbacuje gasove iz
rastvora
 Gazirana pića su sa više
mehurića ako stoje u
fižideru
 Topla jezera imaju manje
O2 rastvorenog u njima
nego hladna
 Ratvorljivost opada sa veličinom čestica jer je teže molekulima
rastvarača da okruže veće molekule
 Veće čestice su manje rastvorljive
 Ako su isti pritisak i temperatura , od dva rastvorka iste polarnosti,
rastvorljiviji će biti onaj koji ima manje čestice
 Mešanje samo povećava
brzinu rastvaranja –
povećava kretanje molekula
rastvarača
 Pošto su molekuli u tečnosti
u stalnom kretanju,
rastvaranje bi se svakako
odigralo samo bi bilo
potrebno više vremena
Glukoza
(koja gradi vodonične veze) ,
rastvorna u vodi.
Cikloheksan
(gradi samo disperzione sile)
tečnosti i
čvrstih supstanci
• Rastvorljivost
Povećanjem
pritiska gasa
iznad
rastvora
povećava
rastvorljivost
• se ne menja sa pritiskom
• Ali rastvorljivost gasova
• je direktno proporcionalno
pritisku
1PODELA RASTVORA
Prema agregatnom stanju dele se na:
• gasovite (vazduh)
• tečne (pijaća voda)
• čvrste (legure metala)
Prema veličini čestica rastvorene supstance dele se na:
• prave rastvore (veličina čestica manja od 1 nm)
• koloidne rastvore (veličina čestica od 1 -100 nm)
• suspenzije/emulzije (veličina čestica veća od 100 nm)
Prema količini rastvorene supstance dele se na:
• nezasićene- kada je količina rastvorene supstance u rastvaraču manja od
maksimalno moguće na datoj T (ispod granice rastvorljivosti)
• zasićene- kada je rastvorena maksimalno moguća količina supstance u rastvaraču
na datoj T (odgovara vrednosti rastvorljivosti)
• prezasićene- kada je količina rastvorene supstance veća maksimalne pri zasićenju
KVANTITATIVNO IZRAŽAVANJE SASTAVA RASTVORA
Maseni udeo (w)
Predstavlja odnos mase rastvorene supstance i mase rastvora
Količinska koncentracija (c), molaritet
Predstavlja količinu rastvorene supstance
u jediničnoj zapremini rasvarača (mol/dm3)
Gustina (ρ)
Predstavlja odnos mase rastvora i zapremine rastvora
ms
w
mr
 100%
n
c
V
m

V
1. Izračunati procentnu koncentraciju rastvora dobijenog
rastvaranjem 5g NaCl u 200g vode.
ms  5 g
mH 2O  200g
ms
w
mr
mr  ms  mH 2O
mr  5g  200g  205g
w
5g
205g
 100%
 2, 44%
 100%
2. Izračunati procentnu koncentraciju rastvora
dobijenog rastvaranjem 7g NaNO3 u 133g vode.
ms  7 g
mr  ms  mr
mr  7 g  133g  140g
w
7g
140g
 100%
 5%
ms
w
mr
 100%
3. Izračunati koliko je grama NaOH i vode potrebno za
pripremu 250 g 10% rastvora.
ms
w
mr
mr  250g
w  10%
ms 
w  mr
100%

10%  250
g  25g
100%
mvoda  mr  ms  250g  25g  225g
ms 
 100%
w  mr
100%
4. Izračunati u koliko grama vode treba rastvoriti 45g
K2SO4 da bi se dobio 45% rastvor.
ms  45g
ms
w
mr
 100%
w  45%
mr 
45g
 100%  100g
45%
mvoda  mr  ms  100g  45g  55g
ms 
w  mr
100%
ms
mr 
 100%
w
5. Izračunati koliko grama FeSO4 ∙ 7H2O treba rastvoriti
u vodi da bi se pripremilo 400g 4,2% rastvora.
mr  400g
w  4.2%
w m
4.2%  400
r
ms

g  16.8g
100%
100%
ms
w
mr
ms 
 100%
w  mr
100%
M(FeSO4)=152 g/mol
M(FeSO4 ∙7H2O)=278 g/mol
x= 30.7 g FeSO4 ∙ 7H2O
FeSO4 ∙ 7H2O → FeSO4 + 7H2O
278g
X
152g
16.8g
6. Izračunati kolika je procentna koncentracija rastvora nastalog
rastvaranjem 10g kristalohidrata CuSO4 ∙ 5H2O u 200g H2O.
M(CuSO4)=159.5 g/mol
M(CuSO4 ∙ 5H2O )=249.5 g/mol
CuSO4 ∙ 5H2O → CuSO4 + 5H2O
249.5 g
10 g
159.5 g
x
x= 6.39 g
ms
6.39g
w
100% 
100%  3%
m
210g
r
ms
w
mr
ms 
 100%
w  mr
100%
7. Izračunati količinsku koncentraciju rastvora dobijenog rastvaranjem
80g NaOH u 1dm3 vode.
ms  80g
V  1dm3
M ( NaOH)  40g / mol
m
80g
n

 2m ol
M 40g / m ol
n
c
V
m
n
M
2mol
3
c
 2mol / dm
3
1dm
8. Izračunati koliko grama K2SO4 je potrebno za pripremu 200 cm3
rastvora koncentracije 0,05 mol/dm3 .
n
c
V
V  200cm3  0.2dm3
c  0.05m ol/ dm3
M ( K 2 SO4 )  174g / m ol
n 
m
M
n  c V  0,05mol/ dm  0,2dm  0,01mol
3
3
m  n  M  0,01mol174g / mol  1.74g
9. Koliko je grama Na2SO4 potrebno za pripremu 10 dm3 8% rastvora
r= 1,075 g/cm3
ms
w
mr
V  10dm3  10000cm3
 100%
  1.075g / cm3
w  8%
mr   V  1.075g / cm3 10000cm3
mr  10750g
ms 
w  mr
100%

8%  10750
100%
g  860g
mr

Vr
10. Izračunati zapreminu u cm3 36% rastvora HCl gustine r= 1.183 g/cm3
potrebnu za pripremanje 100 cm3 rastvora c=1 mol/dm3?
V=?
w1= 36%
ρ1= 1.183 g/cm3
ms C = 1mol/dm3
V= 100 cm3 = 0.1dm3
3.65g
m 
100%  10.14g
r 36%

m
m
V 
V

V
10.14g
3

8
.
57
cm
1.183g / cm3
n
c
 n  cV
V
n  1mol/dm3  0.1dm3  0.1mol
m
 m  nM
M
ms  0.1mol 36.5g/mol 3.65gHCl
n
1. Izračunati masu vode koja je potrebna da bi se rastvaranjem 45 g natrijum-hlorida
nagradio 20% rastvor.
2. Izračunati masu vode i natrijum-acetata koje su potrebne za pripremanje 600 g 10%
rastvora.
3. Izračunati masu kalijum-sulfata potrebnu za pripremanje 300 g 5% rastvora.
4. Izračunati masu FeSO4· 7H2O potrebnu za pripremu 200 g 5% rastvora.
5. Izračunati masu hlorovodonične kiseline potrebne za pripremanje 400cm3 rastvora
koncentracije c=0.25mol/dm3.
6. Izračunati molarnu koncentraciju rastvora koji je dobijen rastvaranjem 80 grama
natrijum-hidroksida u 100cm3 vode.
7. Izračunati masu natrijum-sulfata potrebnu za pripremanje 2 dm3 20% rastvora gustine
1.18 g/cm3.
8. Izračunati zapreminu 38% rastvora sumporne kiseline gustine 1.19 g/cm3 koju je
potrebna da bi se napravilo 300cm3 rastvora koncentracije c=0.01mol/dm3