ANORGAANILINE KEEMIA I: LABORATOORSE TÖÖ PROTOKOLL Robert Ginter - 142462MLGBII Praktikum III 1 TÖÖ 8 – LAHUSTE KOLLIGATIIVSED OMADUSED 1.1 KATSE 1 – SUHKRU MOLAARMASSI MÄÄRAMINE KRÜOSKOOPILISEL MEETODIL Töö eesmärk: Leida sahharoosi molaarmass Töö vahendid: Keeduklaas, destilleeritud vesi, jää ja NaCl segu, termomeeter, klaas segamispulk, uhmer, sahharoos. Töökäik: 100 ml kuiva keeduklaasi pipeteeriti 50 ml destilleeritud vett ja asetati 300 ml keeduklaasis olevasse lumest ja (100:5) naatriumkloriidist valmistatud jahutussegusse. Märgiti vee tremperatuur momendil, kui tekisid esimesed
Analüütlise keemia laboratoorse töö protokoll Mona- Theresa Võlma praktikum IV B-1 102074 Töö 8 : Lahuste kolligatiivsed omadused Katse 1: Suhkru molaarmassi määramine krüoskoopilisel meetodil Töö eesmärk : Reaktiivid: C12H22O11 ; H2O Töö käik: 100cm3 kuiva katseklaasi pipteerida 50 cm3 destilleeritud vett ja asetada 300 cm3 keeduklaasis olevasse lumest ja NaCl segust valmistatud klahusesse (100:5). Märkida vee temperatuur momendil, mil tekivad esimesed jääkristallid. Vee külmumistemperatuur mõõta termomeetriga 0,1oC täpsusega. Allajahtumisevältimiseks tuleb katse ajal vett klaaspulgaga segada
aromaatne ühend (Ar-H) alkaan (R-H) vedelike lahustumisel lahus enamasti soojeneb, temperatuuri tõstes lahustuvus suureneb olekudiagrammid kolmikpunkt B tingimused (T, p), mille korral kolm faasi/agregaatolekut on tasakaalus. kriitiline punkt D tingimused (T, p), mille korral kaob erinevus vedela ja aurufaasi vahel . faasisiirded: mitteelektrolüütide lahjendatud lahuste kolligatiivsed omadused kolligatiivsed omadused lahuste füüsikalised omadused, mis sõltuvad lahuste kontsentratsioonist, aga mitte aine omadustest. ideaalne lahus puudub osakestevaheline toime, soojusefekt ja ruumalaefekt. lõpmata lahja lahus väga lahja lahus, mis käitub peaaegu ideaalse lahusena. Daltoni seadus lahuse üldine aururõhk võrdub komponentide aururõhkude summaga. p = p1 + p2 Raoult'i seadus komponendi aururõhk lahuse kohal on võrdne vastava puhta komponendi
Võrrand kehtib ainult püsivalt lahjade lahuste korral. 6. Gaaside lahustumine vedelikes Gaaside lahustuvus väheneb temperatuuri tõusuga ja suureneb rõhu kasvuga. Gaaside lahustuvus vedelikes väheneb, kui see sisaldab lahustunud soolasid. Gaaside lahustuvus konstantsel temperatuuril on proportsionaalne nende osarõhkudega. Konstantsel temperatuuril rõhu tõstmine kaks korda suurendab ka gaasi lahustuvust kaks korda. 7. Lahjendatud lahuste üldised omadused (kolligatiivsed omadused) Kolligatiivsed omadused on lahuste omadused, mis sõltuvad ainult lahuse kontsentratsioonist, mitte aga lahustunud ainest. Tähtsamad kolligatiivsed omadused: aururõhu alandamine, keemistemperatuuri kasv, külmumistemperatuuri langus ja osmootne rõhk. 8. Lahuse aururõhu langus p10 p
Küllastumata lahus – lahustis saab veel ainet lahustuda. Küllastunud lahus – antud temp ja rõhul maksimaalselt ainet lahustunud lahustis Üleküllastunud lahus – ebapüsiv aeglasel jahtumisel tekkinud lahus, mis sisaldab lahustunud ainet üle lahustuvusega määratud kogust. 24. Mis on lahuste kontsentratsioon? Loetle erinevaid kontsentratsiooni väljendusviise? Lahuse näitab, kui palju on lahustunud ainet lahuses. Moolimurd, massimurd, molaalne kont, molaarne kont. 25. Mis on lahuse kolligatiivsed omadused? Lahuse kolligatiivsed omadused on omadused, mis sõltuvad lahuses lahustunud aine osakeste arvust, mitte lahustunud aine omadustest. Tähtsamad omadused: keemistemp kasv, külmumistemp alanemine, osmootne rõhk, aururõhu alanemine. 26. Mis on puhverlahused? Puhverlahused on lahused, mis suudavad siduda aine vesinik- või hüdroksiidioone, sealjuures lahuse ph-d märkimisväärselt muutmata. 27. Mis on pindpinevus? Pindpinevus on vedeliku pinna omadus käituda nagu elastne kile
Mida aluselisem on lahus, seda suurem on selle hüdroksiidioonide sisaldus. pH arvutamine: pH = -log [H+]. Indikaatorid: INDIKAATOR happeline neutraalne aluseline universaalindikaator punane kollane sinine lakmus punane lilla sinine metüüloranž punane kollane kollane fenoolftaleiin läbipaistev läbipaistev vaarikapunane 6. Kolligatiivsed omadused sõltuvad lahustunud aine osakeste arvust lahuses, aga mitte antud aine iseloomust. Lahuse aururõhk: kui lahustunud aine on mittelenduv, siis on lahuses oleva lahusti aururõhk alati väiksem puhta lahusti aururõhust. Kui lahuse mõlemad komponendid on lenduvad, siis lahuse aururõhk on summa mõlema komponendi aururõhkudest. EHK Daltoni seadus:
aatomiteks voi ioonideks; termodünaamiliselt püsivad. · Kolloidlahuste osakesed koosnevad tuhandetest ioonidest või molekulidest; termodünaamiliselt mittepüsivad. 38. Mis on lahuste kontsentratsioon? Loetle selle erinevaid väljendusviise. · Lahustunud aine hulka kindlas lahuse või lahusti koguses nim lahuse kontsentratsiooniks. · Näited. Molaarne kontsentratsioon Molaalne kontsentratsioon Mahuprotsent 39. Mis on lahuse kolligatiivsed omadused? · Kolligatiivsed omadused on omadused, mis sõltuvad lahustunud aine osakeste arvust lahuses, aga mitte antud aine iseloomust. · Näide. 1 mol Na2SO4 lahuses 3 mol ioone: Na2SO4 2Na+ + SO42- 40. Mis on puhverlahused? Nimeta puhverlahuste põhiomadused. · Puhverlahused on vesilahused, mis suudavad lahusesse lisatud vesinik- (H+) või hüdroksiidiioone (OH-) siduda, ilma et nende pH
Gr0=nGm0(saadused)-nGm0(lähteained) 36. Leidke protsessi maksimaalne mittepaisumistöö suurus. we,max=G 37. Arvutage minimaalne temperatuur, mille korral endotermiline reaktsioon võib iseeneslikult kulgeda. T=Hr0/Sr0 Füüsikaline tasakaal 38. Mis on füüsikaline tasakaal? Mis on staatiline tasakaal? Mis on dünaamiline tasakaal? Füüsikaline tasakaal faasid ja faasiüleminekud; lahustuvus; kolligatiivsed omadused; binaarsed vedelike segud; kromatograafia. Staatiline tasakaal Ahvid köie otsas. Eest vaadates 10, küljepealt 1. Dünaamiline tasakaaal dünaamilise tasakaalu korral päri- ja vastassuunalised protsessid küll toimuvad, kuid võrdse kiirusega. 39. Defineerige aururõhk. Hinnake Clausiuse-Clapeyroni võrrandi abil vedeliku aururõhku ja keemistemperatuuri. Millest lähtudes saab ennustada aine lenduvust? Aururõhk on defineeritud kui vedeliku või
C = Kh x P k H - antud gaasile temperatuurist soltuv konstant (Henry konstant) (mol/1 atm); C – gaasi kontsentratsioon lahuses (mol/l); P – gaasi osarõhk lahuse korral (atm). Osarõhk e. partsiaalrõhk on rõhk, mida mingi gaasisegu keemiline komponent avaldaks, kui see vaadeldav komponent esineks üksi samal temperatuuril ja samal ruumalal. • Konstantsel temperatuuril rõhu tõstmine kaks korda suurendab ka gaasi lahustuvust kaks korda. 63. Lahuste omadused. Kolligatiivsed omadused. Kolligatiivsed omadused – omadused, mis sõltuvad lahustunud aine osakeste (ioonide, molekulide) arvust lahuses (kontsentratsioonist), aga mitte antud aine iseloomust. Tähtsamad kolligatiivsed omadused on aururõhu alanemine, keemistemperatuuri kasv, külmumis- temperatuuri alanemine ja osmootne rõhk. Kolligatiivseid omadusi on hea arvutada, lähtudes kontsentratsioonidest, mis on esitatud kas: moolimurruna x või molaalsusena Cm. 64. Osmoos ja osmootne rõhk.
See tähendab seda, et aja jooksul kolloidlahus laguneb näiteks sademe tekke näol. 62. . Gaaside lahustumine vedelikes: Henry seadus Gaaside lahustuvus väheneb t° tõusuga ja suureneb rõhu kasvuga. Gaaside lahustuvus vees väheneb, kui vesi sisaldab lahustunud soolasid. Gaaside lahustuvus konstantsel temperatuuril on proportsionaalne nende osarõhkudega: C = KH P Konstantsel temperatuuril rõhu tõstmine kaks korda suurendab ka gaasi lahustuvust kaks korda. 63. . Lahuste omadused: kolligatiivsed omadused Kolligatiivsed omadused – omadused, mis sõltuvad lahustunud aine osakeste (ioonide, molekulide) arvust lahuses (kontsentratsioonist), aga mitte antud aine iseloomust. Tähtsamad kolligatiivsed omadused on aururõhualanemine, keemistemperatuuri kasv, külmumistemperatuuri alanemine ja osmootne rõhk. 64. Osmoos ja osmootne rõhk. osmoos – lahusti ühesuunaline difusioon läbi poolläbilaskva membraani puhtast lahustist lahusesse või
Gaaside lahustuvus vees väheneb, kui vesi sisaldab lahustunud soolasid. Gaaside lahustuvus konstantsel temperatuuril on proportsionaalne nende osarõhkudega: KH – antud gaasile temperatuurist sõltuv konstant (Henry konstant)(mol/1 atm) C – gaasi kontsentratsioon lahuses (mol/l) P – gaasi osarõhk lahuse korral (atm) 63. Lahuste omadused: kolligatiivsed omadused Kolligatiivsed omadused on omadused, mis sõltuvad lahustunud aine osakeste (ioonide, molekulide) arvust lahuses (kontsentratsioonist), aga mitte antud aine iseloomust Tähtsamad kolligatiivsed omadused on aururõhu alanemine, keemistemperatuuri kasv, külmumistemperatuuri alanemine ja osmootne rõhk. 64. Osmoos ja osmootne rõhk. Osmoos on lahusti ühesuunaline difusioon läbi poolläbilaskva membraani puhtast
Avaldame nendest valemitest lahustunud aine massi: *Molaalne kontsentratsioon- näitab lahustunud aine moolide arvu 1 kilogrammis lahustis. * Moolimurd- näitab lahustunud aine moolide arvu suhet lahusti ja kõikide lahustunud ainete moolide arvu summasse. Kui lahus koosneb lahustist ja vaid ühest lahustunud ainest, siis Mitut lahustunud ainet sisaldava lahuse korral tuleb murru nimetajas liita nende kõikide moolide arvud: * Massimurd *Massi- või mahuprotsent jne. 39. Mis on lahuse kolligatiivsed omadused? Kolligatiivsed omadused omadused, mis sõltuvad lahustunud aine osakeste (ioonide, molekulide) arvust lahuses (kontsentratsioonist), aga mitte antud aine iseloomust. Tähtsamad kolligatiivsed omadused on aururõhu alanemine, keemistemperatuuri kasv, külmumistemperatuuri alanemine ja osmootne rõhk. Kolligatiivseid omadusi on hea arvutada, lähtudes kontsentratsioonidest, mis on esitatud kas: moolimurruna x molaalsusena cm 40. Mis on puhverlahused
H2PO4 D H+ + HPO42 - binaarsed tekib kaks iooni: NaCl Na+ + Cl HPO42 D H+ + PO43 MgSO4 Mg2+ + SO42 - ternaarsed tekib kolm iooni: 5.4. Lahuste kolligatiivsed omadused Na2SO4 2 Na+ + SO42 MgCl2 Mg2+ + 2 Cl Kolligatiivsed omadused omadused, mis sõltuvad lahustunud aine osakeste (ioonide, molekulide) arvust lahuses, aga mitte antud aine iseloomust. Kui tähistada valemijärgne
Gaaside lahustuvus vedelikes: gaaside lahustumisel Hl < 0, S < 0; temperatuuri tõstmisel gaaside lahustuvus väheneb. Henry-Daltoni seadus: gaasi lahustuvus on võrdeline tema osarõhuga lahuse kohal: xg = KHpg , xg gaasi moolimurd lahuses, pg gaasi osarõhk, KH Henry tegur. Setsenovi seadus: gaaside lahustuvus väheneb lahusele elektrolüüdi lisamisel. 3. Mitteelektrolüütide lahjendatud lahuste (kolligatiivsed) omadused Ideaalne lahus puudub osakestevaheline toime, puudub soojusefekt ja ruumalaefekt; lõpmata lahja lahus väga lahja lahus, käitub peaaegu ideaalse lahusena. · Lahuse aururõhk Daltoni seadus: lahuse üldine aururõhk võrdub komponentide aururõhkude (osarõhkude) summaga: p = p1 + p2 . Raoult'i seadus (mitteelektrolüütide lahuste korral) komponendi aururõhk lahuse kohal on
Gaaside lahustuvus vedelikes: gaaside lahustumisel ∆Hl < 0, ∆S < 0; temperatuuri tõstmisel gaaside lahustuvus väheneb. Henry-Daltoni seadus: gaasi lahustuvus on võrdeline tema osarõhuga lahuse kohal: xg = KH⋅pg , xg – gaasi moolimurd lahuses, pg – gaasi osarõhk, KH – Henry tegur. Setšenovi seadus: gaaside lahustuvus väheneb lahusele elektrolüüdi lisamisel. 3. Mitteelektrolüütide lahjendatud lahuste (kolligatiivsed) omadused Ideaalne lahus – puudub osakestevaheline toime, puudub soojusefekt ja ruumalaefekt; lõpmata lahja lahus – väga lahja lahus, käitub peaaegu ideaalse lahusena. • Lahuse aururõhk Daltoni seadus: lahuse üldine aururõhk võrdub komponentide aururõhkude (osarõhkude) summaga: p = p1 + p2 . Raoult’i seadus (mitteelektrolüütide lahuste korral) – komponendi aururõhk lahuse kohal on
kontsentratsiooniks. · Kullastunud lahuse kontsentratsioon on lahustuvus. · Kontsentratsiooni valjendamisviise on mitmeid. Naiteks molaarne kontsentratsioon, molaalne kontsentratsioon, moolimurd, massimurd, massi- voi mahuprotsent jne. · Argielus kasutatakse lahuste koostise valjendamiseks lahustunud aine massi- voi mahuprotsenti, aga teaduses, keemiatoostuses ja tehnikas molaarset kontsentratsiooni. 22. Mis on lahuse kolligatiivsed omadused? · Kolligatiivsed omadused omadused, mis soltuvad lahustunud aine osakeste (ioonide, molekulide) arvust lahuses, aga mitte antud aine iseloomust. Kui tahistada valemijargne osakeste arv n, siis: 1 mol suhkrut - lahuses 1 mol suhkru molekule (n = 1) 1 mol NaCl - lahuses 2 mol ioone: NaCl Na+ + Cl (n = 2) 1 mol Na2SO4 - lahuses 3 mol ioone: Na2SO4 2 Na+ + SO4 2 (n = 3) 23. Mis on puhverlahused? Nimeta puhverlahuste põhiomadused!
C = KH P k H - antud gaasile temperatuurist soltuv konstant (Henry konstant) (mol/1 atm); C gaasi kontsentratsioon lahuses (mol/l); P gaasi osarõhk lahuse korral (atm). Osarõhk e. partsiaalrõhk on rõhk, mida mingi gaasisegu keemiline komponent avaldaks, kui see vaadeldav komponent esineks üksi samal temperatuuril ja samal ruumalal. Konstantsel temperatuuril rõhu tõstmine kaks korda suurendab ka gaasi lahustuvust kaks korda. 63. Lahuste omadused: kolligatiivsed omadused Kolligatiivsed omadused omadused, mis sõltuvad lahustunud aine osakeste (ioonide, molekulide) arvust lahuses (kontsentratsioonist), aga mitte antud aine iseloomust. Tähtsamad kolligatiivsed omadused on aururõhu alanemine, keemistemperatuuri kasv, külmumis- temperatuuri alanemine ja osmootne rõhk. 64. Osmoos ja osmootne rõhk. Osmoos lahusti ühesuunaline difusioon läbi poolläbilaskva membraani puhtast lahustist
Kõrgemal temperatuuril toimub ainete lahustumine reegline kiiremini. Gaaside lahustuvus kõrgemal temperatuuril on madalam. Enamus tahkete ainete lahustuvus kasvab temperatuuril tõustes. Lahustumisentalpia on 1 mooli aine lahustumisega kaasnev entalpia muutus. Entroopia kasvab korrastatud tahkise lahustumisega. 4. Ideaalsete lahuste aururõhk: Raoult`I seadus. - Raoult’i seadus: lahusti aururõhk on proportsionaalne tema moolimurruga lahuses: Plahusti= PpuhasXlahusti 5. Lahuste kolligatiivsed omadused: aururõhu alanemine, keemistemperatuuri tõus ja külmumistemperatuuri alanemine, osmoos ja pöördosmoos. Kolligatiivsed omadused – rida lahuste omadusi, mis sõltuvad ainult lahuse kontsentratsioonist, mitte aga lahustunud ainest. Aururõhu alanemine: lahuse moodustumisega kaasneb entroopia kasv ja tulemusena lahuse vabaenergia kahanemine. Seega peab lahusega tasakaalus oleva auru vabaenergia samuti vähenema ja seetõttu ongi aururõhk väiksem.
Seisundilt on nad mehaanilise segu ja keemilise ühendi vahepeal. Väga lahjasid (mitteelektrolüüdi) lahuseid võime vaadelda kui mehaanilist segu. Kontsentreeritumates lahustes peame arvestama keemilise toimega lahusti ja lahustunud aine vahel (lahustumis- ja ruumalaefekt). 2. ideaalsed, lõpmata lahjad ja reaalsed lahused: Neid lahuse omadusi, mis on määratud ainult lahustunud aine kontsentratsiooniga ega sõltu lahustunud aine omadustest nimetatakse kolligatiivsed omadused: küllastunud aururõhk, keemistemperatuuri tõus, külmumistemperatuuri langus, osmomeetriline rõhk. Need nähtused on täielikult kolligatiivsed ideaalsetes lahustes. Ideaalsed lahused on sellised, kus sama- ja erinimeliste osakeste vaheline toime on ühesugune. Sellisel juhul üleminekul puhtast komponendist lahusesse (lahuse tekkel) osakestevahelise toime iseloom ja suurus ei muutu. Ideaalse lahuse tekkel ei esine soojus- ja ruumalaefekti (∆H=0; ∆V=0)
Lahustumisentroopia – korrastatud tahkise lahustumisega peaks kaasnema entroopia kasv. 40. Ideaalsete lahuste aururõhk: Raoult`I seadus. Plahusti= Ppuhas*Xlahusti lahusti aururõhk on proportsionaalne tema moolimurruga lahuses. Lahust, mis vastab täpselt Raoult’i seadusele nim ideaalseks lahuseks. Lahustumisentalpia on 0, aga isegi ideaalse lahuse puhul kaasneb entroopia kasv ja tulemuseks on vabaenergia kahanemine => seetõttu ongi aururõhk väiksem. 41. Lahuste kolligatiivsed omadused: aururõhu alanemine, keemistemperatuuri tõus ja külmumistemperatuuri alanemine, osmoos ja pöördosmoos. Kuna lahuse vabaenergia kahaneb, siis peab ka auru vabaenergia kahanema, sellega kaasneb keemistemperatuuri tõus, keemistemp tõus on enamasti väike. Külmumistemperatuuri alanemine on nähtus, mis on tingitud lahustunud aine lisandist solvendis. Lahustunud aine alandab lahusti külmumistemperatuuri. Kui lahustunud
Suhteline dielektriline läbitavus ehk keskkonna dielektriline läbitavus on füüsikaline suurus, mis näitab, mitu korda on elektrivälja tugevus homogeenses materjalis väiksem väljatugevusest vaakumis.! Suhtelist dielektrilist läbitavus tähistatakse tavaliselt E. See avaldub konkreetse keskkonna korral suhtega Ε = εa / ε0 , kus εa on antud keskkonna absoluutne dielektriline läbitavus ja ε0 vaakumi a bsoluutne dielektriline läbitavus.! ! 11. Lahuste kolligatiivsed omadused. Lahustite ja lahuste küllastunud aururõhud ja sellest tulenevalt lahuste keemis- ja külmumistemperatuuride muutused võrreldes lahustite vastavate parameetritega. Rault’i seadus ja moolimurd. Molaarsed ja molaalsed kontsentratsioonid. Jää tekkimise tähtsus hoovustekonveieri (termohaliinse konveieri) kujundamisel.! ! Rault’i (Francois Raoult 1830 – 1901) seadus ja aururõhk. Küllastunud auru rõhk on antud temperatuuril kindel suurus – temperatuuri tõstmisel see
annaabi.ee 
