Растворы слабых электролитов
Растворы.
Сильные и слабые электролиты.
Растворы - однородные гомогенные системы, термодинамически устойчивые, состоящие из двух или более компонентов и продуктов их взаимодействия.
Классификация:
-жидкие
-твердые
-газообразные
-Низкомолекулярные (НМС-М менее 5000 г/моль)
-Высокомолекулярные (ВМС-М более 5000 г/моль)
-растворы электролитов
-растворы неэлектролитов
По современным представлениям жизнь зародилась в океане, из него многие обитатели вышли на сушу и в воздух, сохранив в своем составе воду.
Биологическая роль растворов
· Многие биологические среды – растворы (кровь, лимфа, слюна, моча, спинномозговая жидкость). Все они являются растворами солей, белков, углеводов, липидов в воде;
· Все биохимические реакции протекают в растворах;
· Биологические жидкости способствуют усвоению питательных веществ, лекарственных веществ;
· Растворы переносят питательные вещества ко всем органам и тканям организма;
· С помощью растворов происходит выведение продуктов метаболизма из организма.
Растворы
· В растворе различают растворитель и растворенное вещество, хотя с точки зрения термодинамики все составляющие раствора одинаковы.
· Растворителем принято считать то вещество, которое содержится в растворе в большем количестве.
· Самым распространенным растворителем на Земле является вода.
Вода в организме человека
В организме взрослого человека содержится до 60% воды, из которой 30% – внутри клеток; 20% - внеклеточная жидкость, состоящая из плазмы крови, межклеточной жидкости, внутриглазной жидкости, спинномозговой жидкости и жидкого содержимого желудочно-кишечного тракта.
Термодинамика процесса растворения
При растворении твердого вещества в жидкости происходят процессы:
1. Разрушение кристаллической решетки (эндотермический процесс)
2. Взаимодействие частиц растворенного вещества с молекулами растворителя (экзотермический процесс)
Результирующая этих двух процессов определяет тепловой эффект процесса растворения в целом:
· Если на разрушение кристаллической структуры растворяемого вещества затрачивается энергии больше(1), чем выделяется при гидратации (2), то процесс растворения будет эндотермическим (произойдет увеличение энтальпии системы)
· Если энергия, выделяющая при гидратации (2), больше энергии, необходимой для разрушения кристаллической структуры растворяемого вещества (1), то процесс растворения будет экзотермическим (произойдет уменьшение энтальпии системы)
Растворимость и ее зависимость от различных факторов:
· Под растворимостью понимают способность вещества растворяться в том или ином растворителе
Растворимость зависит от:
· Природы растворителя и растворенного вещества
· Давления (только для газов)
· Температуры (если процесс растворения экзотермический, то понижение температуры способствует растворению и наоборот)
· Зависимость растворимости газов от давления выражена законом Генри:
Количество газа, растворенного при данной температуре в определенном объеме жидкости, прямо пропорционально давлению газа:
С = КР
С – концентрация газа в насыщенном растворе (моль/л)
Р – давление газа над раствором
К – постоянная Генри
Закон Генри лежит в основе процесса обмена газов между организмом человека и окружающей средой и позволяют установить причины некоторых заболеваний (кессонной болезни, у водолазов, летчиков и представителей других профессий).
Растворы электролитов
-Сильные электролиты (степень диссоциации 40-100%)
-Слабые электролиты (степень диссоциации 2% и менее)
Растворы слабых электролитов
· Слабые электролиты диссоциируют не полностью и в их растворах устанавливается равновесие между процессом диссоциации и обратным процессом:
CH3COOH <=> CH3COO- + H+
· К процессу диссоциации слабых электролитов можно применить закон действующих масс и вывести константу диссоциации (константу равновесия):
C – общая концентрация кислоты
А – степень диссоциации
Са – концентрация каждого из ионов
С-Са – концентрация недиссоциированных молекул
· Следовательно:
· Данное выражение является математическим выражением закона разведения Оствальда для слабого бинарного электролита
· Степень диссоциации слабых электролитов очень мала, поэтому ею можно пренебречь в знаменателе и получить более упрощенное математическое выражение закона разведения Оствальда:
Степень диссоциации слабого электролита обратно пропорциональна концентрации.
Степень диссоциации слабого электролита прямо пропорциональна разведению.
