α i = m i /m o, m o κανονική Μοριακότητα (standard molality) 1 mol Kg -1.

Transcript

1 Υ ΑΤΙΝΑ ΙΑΛΥΜΑΤΑ Μορικότητ κτ όγκο (molarity) c C/M r mol dm -,( C [g dm - (liter -1 )] ), M r Μορικό βάρος Μορικότητ κτά βάρος (molality) m i γρµµοµόριο g -1 νερό. Γι θερµοδυνµικούς λόγους µεττρέπετι σε µορφή χωρίς διστάσεις. Γι τον λόγο υτό χρησιµοποιούµε την ένι της ενεργότητς i (activity). Ενεργότητ i m i /m o, m o κνονική Μορικότητ (standard molality) 1 mol g -1. Γι ριά διλύµτ ισχύει i µορικότητ κτά βάρος

2 ΙΑΛΥΜΑΤΑ ΣΤΑΘΕΡΑ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑΣ (Equilibrium constant) A + B C + D C A είνι στθερά γι συγκεκριµένη θερµοκρσί. Εάν προστεθεί Α στο ισορροπηµένο διάλυµ (ύξηση του Α ) θ ντιδράσουν Α κι Β σε µεγλύτερο βθµό µειώνοντς Β (κι το νέο Α ) κι µεγλώνοντς το C κι D. ρύθµιση της ενεργότητς γίνετι µε τρόπο ώστε ν επιτευχθεί ο C D ρχικός λόγος κι ν ποκτστθεί η ρχική τιµή Κ που A Β υπήρχε προ της διτρχής της ισορροπίς. D Β bb + cc dd + ee + ff d D a b Β e Ε a c C f F

3 ιλυτότητ κι γινόµενο διλυτότητς ( solubility product). CaF Ca + + F - κρύστλλος διάλυµ Αύξηση της συγκέντρωσης Ca + κι F - θ οδηγήσει σε σχηµτισµό στερεούcaf. CaF + ( ) 1 CaF Επειδή η στερεά φάση είνι κθρό CaF το Χ CaF 1, άρ Ca X F CaF ( ) + Ca F Η στθερά ισορροπίς εκφράζει τον βθµό διλυτότητς ενός άλτος στο νερό κι ποκλείτι γινόµενο διλυτότητς.

4 Ας υποθέσουµε ότι moles πό CaF δηµιουργούν κορεσµένο διάλυµ σε 1g νερό στους 5 ο C. Οι ενεργότητες του Ca + κι F - θ είνι κι ντίστοιχ. CaF Σε λογριθµική µορφή: Lg.60.6, lg σε νλογί µε το p ( ) + Ca F p CaF Χ (0.000).6 Χ -11 log. Σε περίπτωση που το γινόµενο CaF x ( F- ) (π.χ. -1 ) είνι µικρότερο της στθεράς Κ CaF, τότε το διάλυµ είνι κόρεστο. CaF CaF.

5

6 ΑΛΛΗΛΟΕΠΙ ΡΑΣΗ ΑΛΑΤΩΝ ΣΕ ΙΑΛΥΜΑ Τ φυσικά υδάτιν διλύµτ περιέχουν συνήθως περισσότερ του ενός άλτ. Στη περίπτωση του CaF κι τη προυσί κι άλλου άλτος µε Ca - (π.χ. CaSO ) είνι νµενόµενο η διλυτότητ του CaF ν επηρεάζετι. BaSO Ba + + SO - BaSO CaSO + Ba SO.5 Ανάµειξη ίσων όγκων διλύµτος κορεσµένου BaSO (BaSO ενεργότητ -5 )µεδιάλυµ CaSO µεενεργότητ0.001 ( - ), δηλδή µε κόρεστο διάλυµ CaSO. ιπλσιάζοντς την ποσότητ νερού ως προς το κορεσµένο διάλυµ BaSO, νµένετι το νέο διάλυµ ν είνι λιγότερο κορεσµένοωςπροςτοbaso.

7 a Β a Ca SO ( ) συνεισφορά πό ΒaSO CaSO Λόγω της συνεισφοράς του CaSO διλύµτος, η SO - ενεργότητ είνι µεγλύτερη (50X) πό υτή στο διάλυµ του BaSO. a 5 + a 0.5 X Β SO Πρά την διπλάσι ρίωση του Ba, η προσθήκη του SO - κθιστά το διάλυµ υπερκορεσµένο σε BaSO µε ποτέλεσµ την κθίζηση πό BaSO έως το γινόµενο διλυτότητς γίνει

8 ιλυτότητ ερίων Έκτός των στερεών, διλυτά στο νερό είνι κι έρι. Χρκτηριστικό πράδειγµ είνι το, το οποίο διλυµένο στο νερό σχηµτίζει το νθρκικό οξύ. Η CΟ. + O Αέριο διάλυµ διάλυµ Κ X O 1 / P γι ριό διάλυµ. X O / P P είνι η µερική πίεση του µε τιµή Atm. Στο κνονικό έρ. Η διλυτότητ του στο νερό είνι ντιστρόφως νάλογη της θερµοκρσίς.

9 ιάστση σθενούς οξέος (Dissociation) Χρκτηριστικό πράδειγµ είνι το νθρκικό οξύ.. διάστση του γίνετι σε δύο στάδι: Κ 1 κι Κ ποκλούντι στθερές διάστσης. Η οξύτητ του διλύµτος ορίζετι κυρίως πό τη στθερά Κ 1. Η περιεκτικότητ του στο νερό ορίζει εάν θ διλυθούν νθρκικά ορυκτά ή θ έχουµε σχηµτισµό νθρκικών. διάβρωση Ca + Ca+ + - κθίζηση στερεό διάλυµ δισνθρκικό διάλυµ 6..

10 Μη ιδνικά διλύµτ Αριά διλύµτ στ οποί οι ηλεκτροσττικές λληλοεπιδράσεις µετξύ των ιόντων είνι σήµντες κι µπορούν ν εκφρστούν µε τις στθερές ισορροπίς Κ. (µικρά γινόµεν διλυτότητς). Τ διλύµτ υτά ποκλούντι ιδνικά διλύµτ. Τ γεωλογικά διλύµτ ποτελούντι κτά κνόν πό περισσότερ άλτ κι τ κθιστούν µη ιδνικά. Η διλυτότητ του BaSO είνι µικρή µπορεί όµως ν λλάξει προυσί άλλων λάτων, όπως χλωριούχων. Σε υτά τ διλύµτ υπάρχει ηλεκτροσττική λληλοεπίδρση των ιόντων, που εµποδίζει την ντίδρση µετξύ τους. Οβθµός της λληλοεπίδρσης εξρτάτι πό τη συνολική ποσότητ των λάτων στο διάλυµ. Η συµπεριφορά υτή χρκτηρίζει τ µη ιδνικά διλύµτ.

11 Πράδειγµ: γινόµενο διλυτότητς του BaSO κι σε διάλυµ NaCl 0.1 molality. m + SO Κ Β aso + Ba Ba SO o o () κθρό νερό: γινόµενο διλυτότητς 1 Χ - (β) διάλυµ NaCl: γινόµενο διλυτότητς 7.5 Χ - m σε κθρό νερό Πρτηρείτι ότι διλύετι περισσότερο BaSO στο µη ιδνικό διάλυµ του NaCl, πό ότι στο κθρό νερό. Ο λόγος είνι ο περιορισµός της ντίδρσης BaSO Ba+ +SO - στερεό διάλυµ Λόγω λληλοεπίδρσης των ιόντων Βa + κι SO - προυσί Na + κι Cl -. m m

12 O υπολογισµός µε στθερές ισορροπίς που µετβάλοντι πό το είδος του διλύµτος είνι νεπιθύµητος. Το πρόβληµ λύνετι µε τον επνπροσδιορισµό της ενεργότητς µε τρόπο που ν εκφράζει την ενεργό περιεκτηκότητ, λµβάνοντς υπ όψιν τη µείωση της ιοντικής επνεργοποίησης σε πυκνά διλύµτ. Ο πλήρης ορισµός της ενεργότητς είνι: m + γba + Ba + γ + κι γso + Ba Ba o m Αποκλούντι συντελεστές ενεργότητς, m SO Κι είνι µετβλητές που εκφράζουν την γ SO SO o m Απόκλιση πό έν ιδνικό διάλυµ. Γι ιδνικά διλύµτ γ1. m m + γ γ Ba SO Κ BaSO + - Ba + SO Ba SO o m m o Το γινόµενο διλυτότητς δεν εξρτάτι µόνο πό τις περιεκτηκότητες i m i /m o λλά κι πό τους συντελεστές ενεργότητς γ.

13 ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΗ 1. Υπολόγισε την διλυτότητ του του BaSO (mol g -1 ) σε : 1. Κθρό νερό ΛΥΣΗ: Κ BaSO Σε κθρό νερό: Κι γι ιδνικό διάλυµ : m a Ba Ba + m m + SO o SO m 5 + Ba SO o 5 o m m mol g BaSO Ba SO m

14 ΑΣΚΗΣΗ Πόσ γρµµάρι CaF διλύοντι σε 1 Κg κθρό νερό ; -., στους 5 ο C. Ατοµικά βάρη: Ca0, F19. CaF Ca + + F -, Σε κθρό νερό: F Ca Ca + + Ca , CaF m Ca CaF. Μορικό βάρος του CaF 0+ (X19)78 + Ca + ( ) + Ca F ( ) ( ) mol 0.000X g CaF διλύοντι σε 1g νερό στους 5 ο C. Ca g -1 Ca. 11

15 ΑΣΚΗΣΗ. Υπολογισµός της µορικότητς του νθρκικού οξέος στο βρόχινο νερό σε ισορροπί µε τον έρ. p? Πως επηρεάζετι η διλυτότητ του πό την θερµοκρσί, κι την ολική πίεση? P atm. Κ P / X O / P 0.01 mol kg -1. Atm -1

16 + O Κ / P 0.01X p Το είνι λιγότερο διλυτό σε υψηλότερη θερµοκρσί λλά περισσότερο διλυτό σε υψηλότερη πίεση