Главная страница сайта Услуги решения задач по химии
Лекции по химии Учебник - общая химия


Водородная связь играет большую роль в свойствах многих органических соединений и биологически важных веществ, например таких, как бедки и нуклеиновые кислоты.

§ 3. РАСТВОРЫ. ВОДА КАК РАСТВОРИТЕЛЬ

В практической деятельности очень часто приходится сталкиваться с процессом растворения и растворами. В XVII— XVIII вв. химию определяли как «искусство растворять» природные тела, т. е. химия сводилась к учению о растворах. Образование растворов имеет место во всех агрегатных состояниях. Наша атмосфера—пример газообразного раствора. Сплавы металлов являются твердыми растворами, лабораторная практика широко опирается на жидкие растворы кислот, оснований и солей.

Всякий раствор должен включать минимум два компонента.' Но число их может быть значительно большим. Один из' компонентов будет считаться растворителем. Чаще всего это; тот, который преобладает в данном растворе. Это положение' иногда не распространяется на электролиты. Например, серная кислота в воде рассматривается как растворенное вещество' независимо от ее количества. В анализе наиболее важную роль, играют жидкие растворы, в частности водные растворы, хотя' в настоящее время все шире применяют разнообразные неводные растворители, например гликоли, безводную уксусную кислоту, J уксусный ангидрид, ацетон и многие другие.

Какие особенности характеризуют растворы? Как и химические соединения, растворы однородны. Но в отличие от химических соединений растворы, как и механические смеси, не подчиняются*; закону постоянства состава и закону простых кратных отношений. Растворы представляют собой гомогенные системы, состоящие минимум из двух независимых компонентов, а также продуктов их взаимодействия, соотношения между которыми могут изменяться в определенных пределах.

Кратко растворы можно определить как многокомпонентные однофазные системы переменного состава. ' В растворах проявляют себя так называемые ван-дер-вааль-совы силы или, иначе, силы' межмолекулярного взаимодействия. Эти силы многое слабее валентных сил. На больших расстояниях между молекулами преобладают силы притяжения, а при малых расстояниях—силы, отталкивания. В растворах проявляют себя и водородные связи. Растворенные вещества могут образовывать с растворителями, устойчивые комплексы, которые называют сольватйми. Бели растворителем является вода, то такие комплексы. Называют гидратами, следовательно, в растворах возможно и химическое взаимодействие компонентов. Д. Й. Менделеев считал, что все взаимодействия в растворах носят динамический характер. При этом между взаимодействующими частицами

А и В и продуктом их взаимодействия АВ устанавливается динамическое равновесие. Продукт взаимодействия находится в состояний непрерывного образования и распада, т. е.

А+В**АВ

в свою очередь,

АВ*±А+В

Так как в процессе растворения приходится сталкиваться с комплексом разнообразных факторов, их трудно выразить простыми количественными соотношениями и формулами. Но если в известной степени упростить картину и предположить отсутствие взаимодействий между частицами, то это уже будет «идеальный» раствор. Практически раствор будет идеальным, если концентрация растворенных веществ мала. Наблюдение за отклонениями от идеальных законов при изучении растворов показало, что реальные растворы могут сильно отличаться от идеального прототипа. Но чтобы пользоваться формулами идеальных растворов, вводят коэффициент активности. Метод активностей оказался очень эффективным.

В целом, растворы следует рассматривать с двух сторон: физической и химической. В процессе растворения имеет место энергетический эффект. Он может быть как положительным, т. е. сопровождаться выделением теплоты, так и отрицательным, т. е. сопровождаться поглощением теплоты. При выделении теплоты происходит взаимодействие между частицами растворенного вещества и растворителя. Поглощение теплоты связано с нарушением связей между молекулами, атомами и ионами в растворяемом веществе. Наблюдаются также изменения объема, а в некоторых случаях изменение окраски.

Рассмотрим воду как растворитель. Формула воды, по Льюису, может быть изображена двояко:

н:0:н н:0:

н

На основании этих конфигураций можно предположить, что угол между связями О—Я должен быть равен 180 или 90°. Однако это не так. Эти" формулы . нельЗя использовать при определении формы молекулы. Орбитальная диаграмма молекулы воды имеет вид, изображенный на рис. 6, и позволяет сделать вывод, что связь находится под углом, большим 90°. В действительности этот угол составляет 104°ЗГ. Оба атома водорода примыкают к кислороду с одной и той же стороны. Увеличение угла связи является результатом действия сил отталкивания между атомами водорода и явления гибридизации. Если исходить из того, что образование связи в молекуле Н20 основано только на лр3-гибридизации (рис. 7), то угол связи Н—О должен быть 109°28'. Угол связи в молекуле воды хорошо известен, а точное



 

Вернуться в меню книги (стр. 1-100)

 

Решаем контрольные работы по химии
Срочно нужно решить задачи по химии, выполнить контрольную работу или написать реферат? Тогда вам сюда.

 

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию