Най-важното от урока
Електролити срещу неелектролити: Електролитите (соли, киселини, основи) се разпадат на йони във вода (\(\text{NaCl} \rightarrow \text{Na}^+ + \text{Cl}^-\)) и техните разтвори са проводими. Неелектролитите (захар, спирт) не се разпадат.
Свойства на разтворите: Повече йони в разтвора означава по-високо осмотично налягане и по-висока температура на кипене.
Разтворимост: За повечето твърди вещества важи правилото "по-топло = по-разтворимо" (напр. \(\text{KNO}_3\)), но има и изключения (\(\text{Ce}_2(\text{SO}_4)_3\)).
Титруване: Практически метод за намиране на концентрацията на киселина или основа чрез неутрализация и цветен индикатор.
Свойства на разтворите: Повече йони в разтвора означава по-високо осмотично налягане и по-висока температура на кипене.
Разтворимост: За повечето твърди вещества важи правилото "по-топло = по-разтворимо" (напр. \(\text{KNO}_3\)), но има и изключения (\(\text{Ce}_2(\text{SO}_4)_3\)).
Титруване: Практически метод за намиране на концентрацията на киселина или основа чрез неутрализация и цветен индикатор.
Електролити са вещества (киселини, основи, соли), които във воден разтвор се разпадат (дисоциират) на йони и техните разтвори провеждат електричен ток.
Неелектролити са вещества (напр. захар, спирт), които не се дисоциират на йони във воден разтвор и техните разтвори не провеждат електричен ток.
Натриевият хлорид (\(\text{NaCl}\)) е електролит, защото във вода се дисоциира на йони \(\text{Na}^+\) и \(\text{Cl}^-\). Захарозата (\(\text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11}\)) е неелектролит, защото се разтваря, но молекулите ѝ остават цели.
Сярната киселина (\(\text{H}_2\text{SO}_4\)) електролит ли е или неелектролит?
Отговор: Електролит е, защото като киселина се дисоциира във вода на йони (\(2\text{H}^+\) и \(\text{SO}_4^{2-}\)).
Тъй като електролитите се дисоциират, броят на частиците в техните разтвори е по-голям от този в разтвори на неелектролити със същата концентрация. Това води до по-високо осмотично налягане и по-голямо изменение на температурите на кипене и замръзване.
При концентрация 0,01 mol/L:
- Разтвор на глюкоза (\(\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6\), неелектролит) има осмотично налягане 0,24 atm. (1 частица)
- Разтвор на \(\text{NaCl}\) (електролит, \(\text{Na}^+ + \text{Cl}^-\)) има налягане 0,46 atm. (2 частици)
- Разтвор на \(\text{K}_2\text{SO}_4\) (електролит, \(2\text{K}^+ + \text{SO}_4^{2-}\)) има налягане 0,66 atm. (3 частици)
Защо разтвор на калциев хлорид (\(\text{CaCl}_2\)) ще има по-високо осмотично налягане от разтвор на натриев хлорид (\(\text{NaCl}\)) при еднаква концентрация?
Отговор: Защото \(\text{CaCl}_2\) се дисоциира на три йона (\(\text{Ca}^{2+} + 2\text{Cl}^-\)), докато \(\text{NaCl}\) се дисоциира само на два йона (\(\text{Na}^+ + \text{Cl}^-\)). Повече частици в разтвора водят до по-високо осмотично налягане.
Това е лабораторен метод за определяне на неизвестна концентрация на киселина или основа чрез пълната ѝ неутрализация с разтвор на основа или киселина с точно известна концентрация (стандартен разтвор).
Краят на реакцията (еквивалентен пункт) се установява с помощта на киселинно-основен индикатор, който променя цвета си.
За определяне концентрацията на солна киселина, към нея се добавя индикатор фенолфталеин (безцветен в кисела среда). След това от бюрета се добавя на капки разтвор на натриева основа с известна концентрация, докато разтворът се оцвети в бледорозово.
Каква е целта на киселинно-основното титруване?
Отговор: Да се определи неизвестната концентрация на разтвор на киселина или основа.
Разтворимостта показва максималното количество от дадено вещество, което може да се разтвори в определено количество разтворител при дадена температура.
За повечето твърди вещества разтворимостта във вода се увеличава с повишаване на температурата. Съществуват и изключения.
От графиката се вижда, че разтворимостта на калиев нитрат (\(\text{KNO}_3\)) рязко се покачва с температурата, докато тази на натриевия хлорид (\(\text{NaCl}\)) почти не се променя. За разлика от тях, разтворимостта на \(\text{Ce}_2(\text{SO}_4)_3\) намалява при нагряване.
При коя температура (приблизително) разтворимостта на \(\text{KNO}_3\) и \(\text{NaCl}\) е еднаква според графиката?
Отговор: Приблизително при 22-23 °C, където двете криви се пресичат.
Задачи за упражнение
Лесна: Дадени са веществата: глюкоза (\(\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6\)) и калиева основа (\(\text{KOH}\)). Кое е електролит и кое неелектролит? Обосновете отговора си.
Отговор: Калиевата основа (\(\text{KOH}\)) е електролит, защото е основа и във вода се дисоциира на йони \(\text{K}^+\) и \(\text{OH}^-\). Глюкозата е неелектролит, защото е органично съединение (захарид), което не се дисоциира.
Средна: Разполагате с два разтвора с еднаква моларна концентрация - на натриев сулфат (\(\text{Na}_2\text{SO}_4\)) и на калиев нитрат (\(\text{KNO}_3\)). Кой от двата разтвора ще има по-висока температура на кипене и защо?
Отговор: Разтворът на натриев сулфат ще има по-висока температура на кипене.
Причината е, че \(\text{Na}_2\text{SO}_4\) се дисоциира на 3 йона (\(2\text{Na}^+ + \text{SO}_4^{2-}\)), докато \(\text{KNO}_3\) се дисоциира на 2 йона (\(\text{K}^+ + \text{NO}_3^-\)). Повечето частици в разтвора на \(\text{Na}_2\text{SO}_4\) водят до по-голямо повишаване на температурата на кипене.
Причината е, че \(\text{Na}_2\text{SO}_4\) се дисоциира на 3 йона (\(2\text{Na}^+ + \text{SO}_4^{2-}\)), докато \(\text{KNO}_3\) се дисоциира на 2 йона (\(\text{K}^+ + \text{NO}_3^-\)). Повечето частици в разтвора на \(\text{Na}_2\text{SO}_4\) водят до по-голямо повишаване на температурата на кипене.
Трудна: От графиката на разтворимост определете каква маса калиев хлорид (\(\text{KCl}\)) ще се отдели (утаи) от 100 g вода, ако наситен при 80 °C разтвор се охлади до 20 °C.
1. Намираме разтворимостта на \(\text{KCl}\) при 80 °C от графиката: около 50 g / 100 g вода.
2. Намираме разтворимостта на \(\text{KCl}\) при 20 °C от графиката: около 34 g / 100 g вода.
3. Разликата между двете стойности е масата, която ще се утаи: \(50 \text{ g} - 34 \text{ g} = 16 \text{ g}\).
Отговор: Ще се утаят около 16 g \(\text{KCl}\).
2. Намираме разтворимостта на \(\text{KCl}\) при 20 °C от графиката: около 34 g / 100 g вода.
3. Разликата между двете стойности е масата, която ще се утаи: \(50 \text{ g} - 34 \text{ g} = 16 \text{ g}\).
Отговор: Ще се утаят около 16 g \(\text{KCl}\).
