CURSUL 3 - MDTimisoara.weebly.commdtimisoara.weebly.com/uploads/4/0/2/0/4020278/bf03md_10.pdf ·...

of 34/34
CURSUL 3 ECHILIBRE DE DIZOLVARE
  • date post

    01-Apr-2019
  • Category

    Documents

  • view

    218
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of CURSUL 3 - MDTimisoara.weebly.commdtimisoara.weebly.com/uploads/4/0/2/0/4020278/bf03md_10.pdf ·...

CURSUL 3

ECHILIBRE DE DIZOLVARE

Soluii: definiie, compoziie, exempleSoluii: definiie, compoziie, exemple , p , p , p , p

Soluiamediu dispersant (solvent)

faz dispersat (solut, solvit)

ImportanaImportana soluiilorsoluiilor::ImportanaImportana soluiilorsoluiilor

oo locullocul de de desfuraredesfurare a a majoritiimajoritii reaciilorreaciilor chimicechimice;;tt d d t it i // lidifilidifi ii t t d td too punctepuncte de de topiretopire//solidificaresolidificare maimai sczutesczute dectdect

solventulsolventul purpur;;oo proprietiproprieti fizicefizice diferitediferite de ale de ale solventuluisolventuluioo proprietiproprieti fizicefizice diferitediferite de ale de ale solventuluisolventului..

gaz sau solid dizolvat n lichid gaz sau solid dizolvat n lichid solvent = lichidulsolvent = lichidulaceeai stare de agregare aceeai stare de agregare solvent = componentul solvent = componentul

Soluie Stare de agregare Descriere

aceeai stare de agregare aceeai stare de agregare solvent componentul solvent componentul care predomin cantitativ care predomin cantitativ

Soluie Stare de agregare Descriereaer gazoas amestec de gaze

Soluie Stare de agregare Descriereaer gazoas amestec de gaze

Soluie Stare de agregare Descriereaer gazoas amestec de gaze

Soluie Stare de agregare Descriereaer gazoas amestec de gaze

sifon lichid CO2 dizolvat n apsifon lichid CO2 dizolvat n apsifon lichid CO2 dizolvat n ap

saramur lichid NaCl dizolvat n ap

2 psaramur lichid NaCl dizolvat n apamalgam solid Hg (lichid) i Ag

(solid)

soluie lichid obinut din soluie lichid obinut din mixarea a dou solidemixarea a dou solidemixarea a dou solidemixarea a dou solide

Caracterizarea compoziiei unei soluiiCaracterizarea compoziiei unei soluii

Calitativ:Calitativ: soluii diluate (conin relativi b di l )puin substan dizolvat)

soluii concentrate (coninr l tiv mult subst n diz lv t)relativ mult substan dizolvat)

Exemple: HCl Exemple: HCl 37%; H37%; H22SOSO44 98% 98%

Cantitativ:Cantitativ: concentraie = cantitatea

Exemple HCl Exemple HCl 37%; H37%; H22SOSO44 98% 98%

Cantitativ:Cantitativ: concentraie = cantitatea de substan dizolvat ntr-o cantitate dat de soluie (sau solvent)

Concentraia procentual de masConcentraia procentual de mas

100w/w% = mmc d (% w/w)(% w/w)

Concentraia procentual de volumConcentraia procentual de volum

V 100v/v% = VVc d (% v/v)(% v/v)

Concentraia molarConcentraia molar

)(gm(mol/L) sau M(mol/L) sau M

)(

)(

LVmolg

gmV

cd

dd

==

[NaCl] = concentraia molar de NaCl

mol

ExerciiiExerciii1. 1. SS se se calculezecalculeze concentraiaconcentraia molarmolar a a uneiunei soluiisoluii de de volumvolum VVss = 100 = 100 mLmL care care conineconine dizolvatdizolvat mmdd = 40 mg = 40 mg NaOHNaOH((MMdd = 40 g/mol).= 40 g/mol). (Rspuns: 10-2 M)

2. 2. CeCe volumvolum de de apap ii de de soluiesoluie stocstoc de de NaClNaCl cu cu concentraiaconcentraia ccss 5% 5% tt tt litlit d d fi i l ifi i l i= 5% = 5% suntsunt necesarenecesare pentrupentru a a preparaprepara un un litrulitru de ser de ser fiziologicfiziologic

((soluiesoluie apoasapoas de de NaClNaCl cu cu concentraiaconcentraia c = 0,9%)? c = 0,9%)? DiluateDiluatefiindfiind densitateadensitatea acestoracestor soluiisoluii esteeste aproximativaproximativ egalegal cu cu fiindfiind, , densitateadensitatea acestoracestor soluiisoluii esteeste aproximativaproximativ egalegal cu cu densitateadensitatea apeiapei.. (Rspuns: Vs = 0,18L; Va = 0,82L)

3. 3. AcumulatorulAcumulatorul de de mainmain conineconine o o soluiesoluie de Hde H22SOSO44 (M = 98 (M = 98 g/mol) de g/mol) de concentraieconcentraie 3,75 M 3,75 M ii densitatedensitate = 1,23 g/cm= 1,23 g/cm33. S. Sse se calculezecalculeze concentraiaconcentraia procentualprocentual a a acesteiacestei soluiisoluii. .

(Rspuns: 30%)

ExerciiiExerciii

4. O 4. O soluiesoluie apoasapoas de 8.5 % NHde 8.5 % NH44Cl (M=53.5 g/mol) are Cl (M=53.5 g/mol) are densitateadensitatea de 1 024 g/cmde 1 024 g/cm33 S S se se calculezecalculeze concentraiaconcentraia sasadensitateadensitatea de 1.024 g/cmde 1.024 g/cm33. S. S se se calculezecalculeze concentraiaconcentraia sasamolarmolar. . (Rspuns: 1.63 M)

5. 5. GlucozaGlucoza (C(C66HH1212OO66, M=180 g/mol) , M=180 g/mol) esteeste principalulprincipalul nutrient din nutrient din organism. organism. ConcentraiaConcentraia de de glucozglucoz din din sngesnge poartpoart numelenumele de de glicemieglicemie ii are are valorivalori normalenormale apropiateapropiate de 100 mg/de 100 mg/dLdL. . ExprimaiExprimai aceastaceast valoarevaloare sub forma sub forma uneiunei concentraiiconcentraii molaremolare. .

(R 5 56 M)6. S6. S se se calculezecalculeze concentraiaconcentraia molarmolar a a seruluiserului fiziologicfiziologic((solutiesolutie apoasapoas de 0 9% de 0 9% NaClNaCl) ) MasaMasa molarmolar a a NaClNaCl esteeste

(Rspuns: 5.56 mM)

((solutiesolutie apoasapoas de 0,9% de 0,9% NaClNaCl). ). MasaMasa molarmolar a a NaClNaCl esteesteM = 58,5 g/mol. M = 58,5 g/mol. (Rspuns: 0.15 M)

Electrolii, neeelectroliiElectrolii, neeelectrolii

Teoria ionic a soluiilor (Svante Arrhenius, 1887)

ElectroliiElectrolii

substane care la dizolvarea n ap disociaz n ioni

1903 Premiul Nobel (Chimie)

substane care la dizolvarea n ap disociaz n ioni

Tipuri:Tipuri:

electrolii tari

electrolii slabi

Electrolii tariElectrolii tari

Acizi tari: HClO4, HI, HBr, H2SO4 (fa

la dizolvarea n ap disociaz total n ioni

4 2 4 ( de primul proton), HCl

Baze tari: KOH, Ba(OH)2, CsOH, NaOHBaze tari KOH, Ba(OH)2, CsOH, NaOH

Sruri: AgCl, NaCl, NaHCO3, CH3COOK

Electrolii slabiElectrolii slabi

la dizolvarea n ap disociaz parial n ioni

Acizi slabi: CH3COOH, H2CO3, H3PO4Ac z slab H3 OOH, H2 O3, H3 O4Baze slabe: NH3, H2O

Observaie: Reaciile de disociere n ioni ale electroliilor tari sunt ireversibile !

Observaie: Reaciile de disociere n ioni ale electroliilor slabi sunt reversibile !

NeelectroliiNeelectrolii

la dizolvarea n ap nu disociaz n ioni

lglucoza

ureea

Legea aciunii maselorLegea aciunii maselor

)(3)( 2 gHgCO + )()( 24 gOHgCH +1k

2k

Cato Guldberg, Peter Waage (1867)Cato Guldberg, Peter Waage (1867)

ReacieReacie chimicchimic reversibilreversibil

k2211 AA +

1k

2k

4433 AA +

Constanta de Constanta de echilibruechilibru: :

21

4343

ccccKc =

21 cc

interpretarea calitativ a desfurrii reaciei;interpretarea calitativ a desfurrii reaciei;interpretarea calitativ a desfurrii reaciei;interpretarea calitativ a desfurrii reaciei;precizarea sensului de desfurare a reaciei;precizarea sensului de desfurare a reaciei;calculul concentraiilor de echilibrucalculul concentraiilor de echilibrucalculul concentraiilor de echilibru.calculul concentraiilor de echilibru.

nn timptimp, o , o reaciereacie chimicchimic reversibilreversibil ajungeajunge la la echilibruechilibru. .

ReacieReacie ireversibilireversibil lentlent

ReacieReacie ireversibilireversibil rapidrapid

SolubilitateaSolubilitatea

A (pur) A (pur) A (soluA (soluie)ie)

solutiec

][K A=pur

c ][A

const.A =pur][

AsA == solutiecK ][ Asolutiec ][

Variaia cu temperatura a solubilitii unor compui ioniciVariaia cu temperatura a solubilitii unor compui ioniciVariaia cu temperatura a solubilitii unor compui ioniciVariaia cu temperatura a solubilitii unor compui ionici

T mare T mare agitaieagitaie termictermic puternicputernic g g ppprobabilitateprobabilitate mare de mare de dislocaredislocare a a

moleculelormoleculelor de de solutsolut din stare din stare cristalincristalin

proceseprocese de de dizolvaredizolvare: : -- exotermeexoterme ((NaOHNaOH, CaCl, CaCl22, MgSO, MgSO44))(( ,, 22, g, g 44))-- endotermeendoterme (NH(NH44NONO33))

Soluii:

o Nesaturate

o SaturateSoluii: o Saturate

o Suprasaturate

Ex: NaEx: Na22SS22OO33 s(20s(20ooC) = 500 g/LC) = 500 g/L

s(100s(100ooC) = 2300 g/LC) = 2300 g/Lgg

ProdusProdus de de solubilitatesolubilitate

AB (pur) AB (pur) AA++ + B+ B-- (solutie)(solutie)

ABc PBAK ==+

solutiesolutie ][][

oo Ex: Ex: FormareaFormarea calculilorcalculilor renalirenali

oo Ex: Ex: DemineralizareaDemineralizarea smaluluismalului dentardentar

ComponentaComponenta mineralmineral a a smaluluismalului, Ca, Ca55(PO(PO44))33OH (OH (hidroxiapatitahidroxiapatita))are un are un produsprodus de de solubilitatesolubilitate redusredus: P : P hidroxiapatithidroxiapatit = 2,3410= 2,3410--5959MM22

HidroxiapatitaHidroxiapatita se se dizolvdizolv dacdac n n salivsaliv

[Ca[Ca2+2+]]55[PO[PO4433--]]33[OH[OH--] < P ] < P hidroxiapatithidroxiapatit

n n condiiicondiii fiziologicefiziologice saliva saliva esteeste suprasaturatsuprasaturat nn speciilespeciileioniceionice care care arar rezultarezulta din din dizolvareadizolvarea hidroxiapatiteihidroxiapatitei: :

[Ca[Ca2+2+]]55[PO[PO4433--]]33[OH[OH--] >] > P P hidroxiapatithidroxiapatit

REMINERALIZAREREMINERALIZARE

FormulFormul chimicchimic Produs de solubilitate Produs de solubilitate (M(M22))(M(M22))

CHCH33COOAgCOOAg 210 210 33

M COM CO 1010 55MgCOMgCO33 10 10 55

CaSOCaSO44 2,410 2,410 55

BaSOBaSO 1 1101 110 1010BaSOBaSO44 1,110 1,110 1010

AgClAgCl 1,810 1,810 1010

CuSCuS 610610 3636CuSCuS 6 10 6 10 HgSHgS 1,610 1,610 5252

oo Efectul de ion comunEfectul de ion comun

Exemplu29108,3

3MPCaCO

=a) n ap

?3=CaCOs

Exemplu

b) n Na2CO3 0,1 M

a) n ap+ + 23

23 COCaCaCO + 33 COCaCaCO

DizolvareaDizolvarea are loc are loc pnpn cndcnd::][][ 22 PCOC +

3][][ 23

2CaCOPCOCa =

+

s1 s1MPs CaCO

51 101,63

==

b) n Na2CO3 0,1 M

+ + 2332 2 CONaCONa

MCONaCO 10][][ 2 MCONaCO 1,0][][ 3213 ==

Dizolvarea are loc pn cnd:D z p

3][][ 23

2CaCOtotal PCOCa =

+

s2 s2+[CO32-]18 Ms 82 108,3

= (soluia ecuaiei de gradul II)

MPs CaCO5

1 101,63==

SolubilitateaSolubilitatea gazelorgazelor

A (gaz) A (soluie)gazsolutiegaz][ sKH ==

o Legea lui Henry

gazgaz pp

gazHgaz pKs = g ygazHgaz p

o Solubilitatea gazelor crete cu creterea presiunii

o Coeficientul lui Bunsen:

gaz dizolvatV gsolutie gazV p

=

Ex: Ex: la la temperaturatemperatura fiziologicfiziologic (37 (37 C)C)Ex: Ex: la la temperaturatemperatura fiziologicfiziologic (37 (37 C)C)

(CO(CO22) = ) = 0,57 0,57 mLmL COCO22 dizovlatdizovlat//mLmL solutiesolutie//atmatm

(O(O22) = ) = 0,024 0,024 mLmL OO22 dizovlatdizovlat//mLmL solutiesolutie//atmatm

Principiul lui Le Chatelier:Principiul lui Le Chatelier:

D i t fl t l hilib t t b t i D i t fl t l hilib t t b t i Dac un sistem aflat la echilibru este perturbat prin Dac un sistem aflat la echilibru este perturbat prin modificarea presiunii, temperaturii sau concentraiei, modificarea presiunii, temperaturii sau concentraiei, sistemul i reajusteaz compoziia n aa fel nct s sistemul i reajusteaz compoziia n aa fel nct s sistemul i reajusteaz compoziia n aa fel nct s sistemul i reajusteaz compoziia n aa fel nct s contracareze modificarea parametrului.contracareze modificarea parametrului.

CO2 (gaz) CO2 (soluie)

d d d i l bilitii ldependena de presiune a solubilitii gazelor

o Solubilitatea gazelor scade cu creterea temperaturii

Efecte ale modificrii presiunii asupra solubilitii gazelor:s f nd ii d m dn im- scafandrii de mare adncime

- anestezice aflate n stare gazoas

Repartiia unei substane ntre doi solveniRepartiia unei substane ntre doi solveni

A (solvent A (solvent ) ) A A (solvent (solvent ))

CoeficientCoeficient de de partiiepartiie::A][

:c PAAK ==

][][

OctanolOctanol: C: C88HH1717OH (OH (similitudinisimilitudini cu cu lipidelelipidele))

octapaoct A

AP][][

: =apa

apaoct A][:

ClasificareaClasificarea solviilorsolviilor::

- Hidrofili: 1apa:octanol

P