tekućine i otopine

8/18/2019 Tekućine i otopine

1/24

- čvrste tvari koje su pri sobnoj temperaturi u tekućem stanju,

- dakle, i rastaljene soli i kovine i ukapljeni plinovi su tekućine

1


2/24

gustoća, viskoznost, napetost površine, vrelište…

omjer mase i volumena iste tvari,

povišenjem temperature, volumen se povećava (anomalija vode)

može se odrediti areometrom

2


3/24


4/24

napetost površine

mjera za silu kojom bi valjalo djelovati na površinskemolekule kako bi one pokazivale jednaku silu

međudjelovanja kao molekule u unutrašnjosti tekućine

može se odrediti stalagmometrom

4


5/24

vrelište

- temperatura pri kojoj se tlak pare tekućine izjednačis tlakom iznad tekućine (atmosferskim)

- karakteristična veličina za svaku tvar

- sniženjem tlaka, vrelište tekućine opada

5


6/24

homogene smjese čistih tvari

otapalo (disperzno sredstvo) komponenta

koje u otopini ima više, tekućina

otopljena tvar (disperzna faza) komponenta

koje ima manje u otopini, može biti plinovita,tekuća ili čvrsta

sastoje se od otapala i otopljene tvari

krute tekuće

otapalopolarno (voda, etanol, tekući amonijak…)

nepolarno (benzen, ugljikov tetraklorid…)

plinovitezrak je smjesa plinova(N2, O2, CO2, SO2, Ar, H2O..)

zlato za izradu nakita je smjesa metala

6


7/24

krutinatekućinaplin

krutinatekućina

plin

vrsta otopine primjer

plin u plinu zrak (O2, Ar, N2...)

plinu tekućini

karbonatna voda (CO2 u vodi)plin u krutini H2 na metalu paladiju

tekućina u tekućini benzin (smjesa ugljikovodika)

tekućina u krutini zubni amalgam (Hg u Ag)

krutina u tekućini more (NaCl i druge soli u vodi)

krutina u krutina metalne slitine (srebrni nakit sa 92,5% Ag i 7,5% Cu)

7


8/24

- za danu otopinu, količina tvari otopljene u količini otapala predstavlja koncentraciju

otopljene tvari

- otopine koje sadrže relativno nisku količinu otopljene tvari nazivaju se razrijeđenim, dok

se one koje sadrže razmjerno visoki udio otopljene tvari nazivaju koncentriranim otopinama

PRIPR V OTOPIN

8


9/24

Kvantitativni odnosi komponenata otopina

mol kg-1molalitet tvari B

g dm-3masena koncentracija tvari B

mol dm-3množinska koncentracijatvari B (molaritet)

jedinica jednadžbakvantitativni odnos

otopine

B B

V

m

otopine

B

B V

n

c

otopala

B B

mnb

molni (količinski)

udio (postotak)

volumni udio

(postotak)

maseni udio

(postotak)

otopine

B B

n

n x

otopine

B B

m

mw

(*100%)

(*100%)

(*100%) B

V B

V otopine 9


10/24

Otopine krutina u tekućinama

- topljivost krutine ovisi o prirodi tvari i otapala i o temperaturi (krivulje topljivosti)

- vrijedi empirijsko pravilo “Slično se otapa u sličnom” (ima izuzetaka)

Topljivost – koncentracija otopljene tvari u zasićenoj otopini pri konstantnoj temperaturi

10


11/24

zasićena otopina

dinamička ravnoteže izmeđuprocesa otapanja i taloženja

nezasićena otopina

nema ravnoteže izmeđuprocesa otapanja i taloženja

- ionski spojevi i kovalentni spojevi dipolnih molekula će se otapati u polarnim otapalima kao

što su voda i etanol, za razliku od kovalentnih nepolarnih molekula koji će se otapati u

nepolarnim otapalima kao što su benzen, tetraklorugljik..

pr. otapanja NaCl-a u vodi

11


12/24

dodatkom kristala u prezasićenu otopinu natrijeva acetata započinje kristalizacija

- nezasićena, razrijeđena otopina ima koncentraciju manju od one zasićene otopine

- nekada je moguće prirediti prezasićene otopine, one u kojima je količina otopljene tvari

veća od one u zasićenoj

- prezasićene otopine su jako nestabilne i doda li se u njih na vrh mala količina, sićušni kristalotopljene krute tvari, ona tvar koja je u suvišku naglo će se istaložiti u obliku kristala

12


13/24

- polarne i nepolarne tvari nisu topljive jedne u drugima

- jod je nepolarna molekula pa je topljiv u nepolarnom otapalu kao što je CCl4 ili heksan pa

nastaje homogena otopina

- općenito, u polarnim otapalima se dobro otapaju polarne molekule, dok se nepolarne otapaju u

nepolarnim (“slično se otapa u sličnom”)

- međutim, to ne znači da ne postoje izuzeci tog pravila

13


14/24

UTJECAJ NA TOPLJIVOST KRUTINA U TEKUĆINAMA

- učinak temperaturne promjene na topljivost tvari ovisi o tome dolazi li do apsorpcije

ili emisije topline kada se priređuje zasićena otopina

- ako se pretpostavi da pri otapanju male količine tvari u zasićenoj otopini dolazi do

upijanja topline, tada se može napisati izraz:

energija + otopljena tvar + voda = zasićena otopina

- učinak temperaturne promjene na sustav u ravnoteži može se predvidjeti s pomoćunačela kojeg je predložio krajem 19. st. H. Le Chatelier

- sukladno Le Chatelierovom načelu sustav u ravnoteži se opire vanjskoj promjeni na

način da se sustav učinjenoj promijeni suprostavi uspostavljenjem novog ravnotežnog

stanja

14


15/24

- topljivost tvari koje apsorbiraju toplinu tijekom otapanja u zasićenim otopinama povećavat će

se povišenjem temperature

- topline otapanja mnogih ionskih spojeva za otopine pri beskonačnom razrjeđenju su

egzotermne

15


16/24

- otapanje tvari u zasićenoj otopini uz oslobađanje topline može se prikazati izrazom:

otapajuća tvar + voda = zasićena otopina + energija

- prema Le Chatelierovom načelu topljivost otopljene tvari povećat će se sniženjemtemperature

- nekoliko ionskih spojeva (Li2CO3, CaCl2, Na2SO4) ponašaju se na taj način

- npr. topljivost soli kalijeva nitrata je endotermno,povišenje temperature pogoduje njeno otapanje Koja sol se otapa egzotermno? 16


17/24

- otopina koja sadrži nehlapljivu otopljenu tvar može se razdvojiti u svoje sastavne

dijelove destilacijom

- postupak se sastoji u otparavanju otapala od nehlapljive otopljene tvari

- otapalo u parovitom stanju kondenzira se pomoću hladila, dok otopljena tvar zaostaje

17


18/24

18


19/24

- plinovi se općenito otapaju u tekućinama bez oslobađanja topline budući da nikakva energijanije zahtijevana za razdvajanje molekula (atoma) plina, ali u slučaju kada plin kemijski

reagira s otapalom, npr. otapanje klorovodika u vodi uključuje oslobođenje energije

19


20/24

- poč. 19. st. W. Henry je otkrio da masa plina koja se otapa u određenoj masi tekućine

pri stalnoj temperaturi proporcionalna je parcijalnom tlaku plina iznad otopine

20


21/24

parcijalni tlakplina A iznad tekućine

Henryeva konstanta proporcionalnosti

ovisi o plinu i tekućini

21


22/24

• miješanjem tekućina koje se potpuno miješaju ne nastaju volumne promjene

22


23/24

- polarne i nepolarne tvari nisu topljive jedne u drugima

- npr. CCl4 netopljiv je u vodi i obratno

- CCl4 je nepolarna molekula koja ostvaruje intermolekulska privlačenja na temelju Londonovih

disperzijskih sila

- privlačenja među molekulama vode su drukčije naravi (vodikove veze i dipolne interakcije)- stoga, prilikom miješanja, molekule tih dviju tekućina ne mogu ostvariti međusobnu

interakciju, odnosno molekule CCl4 su “istisnute” iz vode i obratno, dolazi do stvaranja dva

odvojena sloja tekućine

- slično je i sa uljem i vodom:

23


24/24

- otopina nastala miješanjem dviju tekućina koje se potpuno miješaju također se može

razdvojiti u svoje sastavne dijelove destilacijom (najčešće je to frakcijska destilacija)

- tekućina manjeg vrelišta isparava i kondenzira se pomoću hladila (sakuplja se u predložak i

zove se destilat), dok tekućina većeg vrelišta zaostaje u tikvici za destilaciju

24

tekućine i otopine

Documents