Tirpptiniai procesai yra vienalyčiai mišiniai, kuriuose tirpalas gali būti nesočiasis, sotusis ar persotintas. Medžiagos tirpumas - kiek gramų tirpinio gali ištirpti tam tikroje temperatūroje 100 g vandens. Daugeliui kietųjų medžiagų tirpumas didėja su temperatūros pakilimu, tačiau yra ir tokių, kurio tirpumas mažėja. Pavyzdys - Ca(OH)2 tirpumas vandenyje, kurio priklausomybę nuo temperatūros iliustruoja 4 pav.
Tirpumo kreivės ir jų praktinis turinys
Tirpumo kreivės vaizduoja, kiek medžiagos gali ištirpti tam tikroje temperatūroje, formuojant sočiajam tirpalui. Bet kuris taškas rodo, kiek medžiagos maksimaliai ištirps 100 g vandens. Iš nesotų tirpalų galima gauti sotųjį tirpalą įpylus daugiau tirpinio ar atšaldžius. Iš sotų tirpalų galima gauti nesotų tirpalą pašildžius arba įpylus papildomai tirpiklio. Persotinti tirpalai susidaro lėtai šaldant sotųjį tirpalą, ir jie yra labai nestabilūs - kai atsiranda kristalizacijos centras, iškrenta kristalai, tirpalas tampa persotintu. Šioje dalyje pateikiama ne tik teorija, bet ir praktiniai uždaviniai apie tirpalų elgesį su temperatūra.
1 pav. kai kurių natrio druskų tirpumo priklausomybė nuo temperatūros; 2 pav. kai kurių kalio druskų tirpumo priklausomybė; 3 pav. kai kurių hidroksidų tirpumo priklausomybė; 4 pav. kalcio hidroksido tirpumo priklausomybė.
Uždaviniai ir jų sprendimai: praktinis įrodymas tirpumo priklausomybei
- Pagal 1 pav. tirpumo kreives apskaičiuokite Na2CO3 tirpumą 30 °C. Tirpumas šioje temperatūroje yra 40 g/100 g vandens. Apskaičiuokite tirpalo masę: m(tirpalo) = 100 g (vandens) + 40 g (Na2CO3) = 140 g. Natrio karbonato masės dalis sočiajame tirpale 30 °C yra 28,57 %.
- 500 g sočiojo tirpalo KNO3 40 °C buvo pašildyta iki 100 °C. Kiek gramų KNO3 reikia pridėti, kad tirpalas vėl taptų sotus? Naudojant tirpumo kreives 40 °C (65 g/100 g vandens) ir 100 °C (245 g/100 g vandens) apskaičiuojama, kad papildomai reikia 545,45 g KNO3 1000 g tirpiklio. Teisingas atsakymas: 545,45 g.
- Druskos uždavinys: pagal tirpumo kreives nustatykite teisingą teiginį apie tirpalų savybes tam tikromis temperatūromis. Pagrindas - Raolio dėsnio taikymas, atsakymams pagrįsti skaičiavimai su moline koncentracijaCm...
Virimo ir stingimo temperatūros: pagrindiniai dėsniai
Virimo ir stingimo temperatūros priklauso nuo sočiųjų garų slėgio santykio su aplinkos slėgiu. Tirpinant nelakią medžiagą, šie temperatūros pokyčiai priklauso koligatyvinių savybių principų. Tirpalo virimo temperatūros pakilimas Δt vir. = t vir. - to vir., o stingimo temperatūros nuokrytis Δt st. = t ost. - t st. Antriniai parametrai - ebulioskopinės (Keb) ir krioskopinės (Kkr) konstantos, kurios nurodo, kiek laipsnių pakils tirpalo virimo ar nukris tirpalo stingimo temperatūra ištirpinus 1 molį medžiagos 1000 g tirpiklio (Cm = 1 m). Šios konstantos priklauso tik nuo tirpiklio prigimties, o ne nuo ištirpusių medžiagų. Pavyzdžiai: Vandens Kkr = 1,86 °C·kg/mol, Keb = 0,52 °C·kg/mol. Benzeno Kkr = 5,12 °C·kg/mol, Keb = 2,53 °C·kg/mol.
Taikydami Raulio dėsnį galime apskaičiuoti virimo pakilimą ar stingimo nuokrypį, žinodami tirpalo molinę koncentraciją. Pavyzdžiai su skaičiavimais pateikiami skyriuose su uždaviniais:
Taip pat skaitykite: Socialinio darbo metodai priklausomybėms įveikti
- Uždavinys 1: sacharozės ištirpinimas 100 g ant 500 g vandens ir virimo temperatūros pakilimas (Δtvir. = Keb * Cm). Gauname tirpalo virimo temperatūrą 100,304 °C.
- Uždavinys 2: glicerolio ištirpinimas 45 g į 200 g vandens, stingimo temperatūros nuosmukis Δtst. = Kkr * Cm, kur Cm = 2,445 mol/kg. Išvada - stingimo temperatūra iškrenta maždaug 104,55 °C, atsižvelgiant į skaičiavimus.
Pastabos apie vienetus: Raulio dėsniai veikia tiek °C, tiek K (nes 1 K = 1 °C). Konvertavimui į Kelviną: T(K) = t(°C) + 273,15. Taip pat paminėti realūs faktai: druskų barstymas ant ledo mažina stingimo temperatūrą, antifrizai žiemą sumažina stingimo temperatūrą ir padidina virimo temperatūrą, koligatyvinės savybės naudojamos molinei masei nustatyti. Taip pat nurodoma, kaip rasime žinomą vienam tirpiklio molinę koncentraciją, skaičiuojant vienalytės sistemos savybes.
Praktiniai papildomi aspektai ir įdomūs faktai
Druskos barstymas ant apledėjusių kelių pagrįstas stingimo temperatūros nuokryčiu. Antifrizas automobiliuose sumažina vandens stingimo temperatūrą ir padidina virimo temperatūrą, apsaugodamas variklį. Koligatyvinės savybės - esminės medžiagos masės nustatymo priemonė. Išmatavus virimo pakilimą ar stingimo nuokrytį, galima apskaičiuoti nežinomos medžiagos molinę masę. Žemiausių virimo temperatūrų paieška yra susijusi su atmosferos sluoksnio sąlygomis: virimo temperatūra priklauso nuo slėgio ir aplinkos sąlygų. Everesto viršūnėje vandens virimo temperatūra yra arti 68 °C dėl žemo slėgio.
Taip pat skaitykite: Kaip atpažinti priklausomybę nuo muzikos
Taip pat skaitykite: Kainų analizė
tags: #tirpiklio #priklausomybe #nuo #temperaturos