Raskemetallid Elavhõbe (Hg), kaadmium (Cd), plii (Pb), tsink (Zn), nikkel (Ni), kroom (Cr), vask (Cu). Raskemetallid tekivad 1) metallide tootmisel, 2) keemiatööstuses, 3) prügi põletamisel. Raskmetallid ladestuvad aeglaselt keskkonnas ja nendega kokkupuutuvates organismides. Organismis ladestuvad raskmetallid põhiliselt luustikku, neerudesse ja maksa ning põhjustavad kroonilisi haigusi (mürgistusi). Lahustumisprotsess Mis juhtub lahustumisel aineosakestega? Vee molekulid on polaarsed. Hapniku aatomil on vee molekulis kovalentne side kummagi vesiniku aatomiga. Hapniku aatom tõmbab ühiseid elektronpaare tugevamini. Kui aine lahustub, siis vee molekulid avaldavad aine ioonidele nii tugevat tõmbejõudu, et ioonid eralduvad kristallvõrest ja lähevad lahusesse, kus neid ümbritseva vee molekulid. Tekiva hüdraatunud ioonid. Mis on lahustumisel eralduv soojusefekt?
· Lahus on ühtlane segu, mis koosneb: lahustist (tavaliselt vedelik) ja selles ühtlaselt jaotunud ühest või mitmest lahustunud ainest. LAHUS = LAHUSTUNUD AINE + LAHUSTI siirup = suhkur + vesi füsioloogiline lahus = keedusool + vesi viin = etanool + vesi gaseeritud vesi = süsihappegaas + vesi jooditinktuur = jood + etanool Lahustatav aine on pihustunud tavaliselt üksikute molekulide või ioonideni! LAHUSTUMISPROTSESS Vee karedus Vee karedus on tingitud vees lahustunud kaltsiumi- ja magneesiumisooladest. · Karedas vees seep hästi ei vahuta. · Karedas vees leiduvad vesinikkarbonaadid lagunevad kõrgemal temperatuuril ning küttekehale tekib katlakivi LAHUSTUMISPROTSESS · Polaarsed vee molekulid rebivad naatrium- ja kloriidioonid soola kristallist välja: keemilised sidemed katkevad à soojust neeldub à endotermiline protsess.
LAHUSED. LAHUSTE OMADUSED Lahus on ühtlane segu, mis koosneb lahustist ja lahustunud ainest. Kolloidlahus on pihussüsteem, milles pihustunud aine osakeste mõõtmed on 10-7 – 10-5 cm. Lahustuvus on suurim aine kogus, mis võib lahustuda kindlas lahusti või lahuse koguses kindlal temperatuuril. Ioonilise aine lahustumisprotsess vees – vees ümbritsevad ioone vee molekulid. Vee molekulid avaldavad ioonidele nii tugevat tõmbejõudu, et ioonid eralduvad kristallvõrest ja lahevad lahusesse, kus neid ümbritsevad vee molekulid. Tekivad hüdraatunud ioonid, mis on tugevasti seotud vee molekulidega. Polaarsetest molekulidest koosneva aine lahustumisprotsess vees – vee molekulid on polaarsed. Hapniku aatomil on vee molekulis kovalentne side kummagi vesiniku aatomiga.
ELEKTROLÜÜDID JA ELEKTROLÜÜTIDE LAHUSED 1. Elektrolüüdid · Elektrolüüdid on ained, mille lahused sisaldavad ioone. Elektrolüütide lahused juhivad elektrit. Neis on palju vabu laengukandjaid. · Mitteelektrolüüt - on molekulaarne aine, mille lahustumisel ei moodustu ioone. · Ioonilise sidemega aine lahus juhib elektrit (NaCl Na+ + Cl-). · Molekulaarsed ained (H2, suhkur, H2O). 2. Iooniliste ainete lahustumisprotsess · Ioonilise aine lahus sisaldab ioone. · Elektrolüütiline dissotsiatsioon elektrolüütide lahustumisel tekib ioone sisaldav lahus. (vt. õpikust lk. 101, joonis 4.3) · Vähelahustuvate ainete puhul laguneb aine osaliselt ioonideks (CaCO3Ca2+ + CO32-). · Tugevad elektrolüüdid lahustuvad hästi, dissotsieeruvad täielikult ioonideks (KOH, KCl, NaNO3). · Nõrgad elektrolüüdid lahustuvad halvasti, dissotsieeruvad vaid osaliselt
Lahus- Lahusti- Lahustunud aine- Pihus- Pihusti- Pihustunud aine- Küllastunud lahus- Küllastumata lahus- Lahuse ja pihuse erinevus: lahus on homogeenne süsteem-ained on samas olekus; pihus on heterogeenne süsteem, ained on erinevas olekus või mittelahustunud Lahustuvad vaid molekul- ja ioonivõrega ained Lahustumisprotsess: kõigepealt lõhutakse kristallvõre ja ioonilised sidemed, siis tekivad osakesed mis moodustavad lahusti ja lahustunud aine osakestest. Enamike tahkete ainete lahustumine on endotermiline protsess, mistõttu lahustuvust saab suurendada temperatuuri tõstmisel Gaaside lahustuvus temperatuuri tõstes väheneb, sest gaasidel pole kristallvõret. Co2 ja joodil pole vedelat olekut Sarnane lahustub sarnasega: polaarsed lahustid lahustavad polaarseid aineid või ioonseid
Füüsikaline keemia sissejuhatus ja elektrolüütide lahuste kordav konspekt Käsitletavad teemad: 1) Füüsikaline keemia sj energeetika: ekso- ja endotermilised reaktsioonid + arvutused kiirus/kineetika: temp. kons. rõhk.... katalüsaator + praktiline töö keemiline tasakaal: le chaterieri printsiip + praks 2) Elektrolüütide lahused lahustumisprotsess: lahustumise soojusefekt tugevad ja nõrgad elektrolüüdid, mitteelektrolüüdid; elektrolüütide dissotsatsioon keemilised reaktsioonid elektrolüütide lahustes(sade, gaas, nõrk elektrolüüt) + ioonvõrrandid soolade hüdrolüüs Keemilise reaktsiooni soojusefekt eksotermiline reaktsioon - energiat eraldub endotermiline reaktsioon - energiat neeldub
Cu+ 2,4; Ag+ 2; Au+ 2,4; Fe2+ 6; Co2+ 4,6; Ni2+ 4,6; Cu2+ 4,6; Zn2+ 4; Pt2+ 4; Al3+ 4,6; Sc3+ 6; Cr3+ 6; Fe3+ 6; Co3+ 6; Au3+ 4; Pt4+ 6. :NH2(CH2)2H2N: ehk (en) etüleendiammiin ehk [Pt(en)2]2+ ; (COO)22- (:OOC-COO:)2- ehk (ox) oksalato- [Cr(ox)2(H2O)2]-. Kompleksühendite püsivus Mida väiksem ebapüsivuskonstant K I-n, sda püsivam kompleks on. Ebapüsivuskonstandi pöördväärtus püsivuskonstant. (pk= -log(K) mida suurem seda püsivam). TASAKAALUD ELEKTROLÜÜTIDE LAHUSTES. Lahustumisprotsess, -soojus HL sõltub kristallvõre lõhkumise entalpiast Hv ja temaga suuruselt ligilähedasest kuid vastasmärgiga solvatatsioonientalpiast Hs. (HL=Hv+Hs). Kuna spontaanse protsessi korral peab Gibbsi vabaenergia muut G (G=H L-T*S) olema negatiivne, siis peab endotermilise lahustumise korral kasvama süsteemi entroopia (S > 0) st. (T*S > HL). Elektrolüüdid happed, alused ja soolad. Dissotsiatsioonimäär () ioonideks jagunenud
eraldub. Lahustunud aine eraldumist lahusest nimetatakse väljasadenemiseks (sademe tekkeks), tahke kristallilise aine puhul ka kristallisatsiooniks. Soojushulka, mis eraldub või neeldub teatud koguse lahustatava aine (1 mol) lahustumisel teatud koguses lahustis nimetatakse lahustumissoojuseks. Kui energia, mis on vajalik kristallvõre lagundamiseks, on suurem kui energia, mis eraldub lahustunud aine osakeste hüdratatsioonil (hüdratatsioonienergia), siis on lahustumisprotsess endotermiline (soojust neeldub – lahus jahtub). Kui aga energia, mis eraldub hüdratatsioonil, on suurem, siis on protsess eksotermiline (soojust eraldub – lahus soojeneb). Gaaside lahustuvus Gaaside lahustuvus väheneb temperatuuri tõusuga ja suureneb rõhu kasvuga. Gaaside lahustuvus vees väheneb, kui vesi sisaldab lahustunud soolasid. Henry seadus CM – gaasi molaarne Gaasi lahustuvus vedelikus on kontsentratsioon lahuses mol/dm3
Näiteks väävelhappe valamisel vette tõuseb lahuse temperatuur oluliselt, mistõttu seda protseduuri tuleb läbi viia suure ettevaatlikkusega, valades väävelhapet peene joana vette lahust pidevalt segades. Kindlasti kasutada kaitseprille ning happekindlaid kindaid. Kui energia, mis on vajalik kristallvõre lagundamiseks, on suurem kui energia, mis eraldub lahustunud aine osakeste hüdratatsioonil (hüdratatsioonienergia), siis on lahustumisprotsess endotermiline (soojust neeldub lahus jahtub). Kui aga energia, mis eraldub hüdratatsioonil, on suurem, siis on protsess eksotermiline (soojust eraldub lahus soojeneb). Soojushulka, mis eraldub või neeldub teatud koguse lahustatava aine (1 mol) lahustumisel teatud koguses lahustis nimetatakse lahustumissoojuseks. Gaaside lahustuvus - Gaaside lahustuvus väheneb temperatuuri tõusuga ja suureneb rõhu kasvuga. Gaaside lahustuvus vees väheneb, kui vesi sisaldab lahustunud soolasid.
II. LAHUSED A. Põhimõisted ja kontsentratsiooni väljendusviisid Lahusteks nimetatakse homogeenseid ühefaasilisi süsteeme, mis tekivad kahe või enama aine segunemisel. Komponenti, mille agregaatolek lahustumisprotsessis ei muutu, nimetatakse lahustiks. Kui mõlemad komponendid on ühes ja samas agregaatolekus, loetakse tavaliselt lahustiks liias olev suurema kontsentratsiooniga komponent. Lahustumisprotsess on mehhaanilise segunemise ja keemilise reaktsiooni vahepealne, tal on mõlemaga ühiseid jooni. Ühelt poolt pole lahuse komponentidel kindlaid stöhhiomeetrilisi vahekordi, lahuse kontsentratsiooni võib muuta pidevalt (kuni küllastuskontsentratsioonini) see lähendab neid mehhaanilistele segudele. Teiselt poolt (analoogiliselt keemilise reaktsiooniga) esineb lahustumisel tavaliselt soojusefekt ja ruumalaefekt ning võib esineda ka värvuse muutus
endotermiline soojusefekt. Näiteks väävelhappe valamisel vette tõuseb lahuse temperatuur oluliselt, mistõttu seda protseduuri tuleb läbi viia suure ettevaatlikkusega, valades väävelhapet peene joana vette lahust pidevalt segades. Kindlasti kasutada kaitseprille ning happekindlaid kindaid. Kui energia, mis on vajalik kristallvõre lagundamiseks, on suurem kui energia, mis eraldub lahustunud aine osakeste hüdratatsioonil (hüdratatsioonienergia), siis on lahustumisprotsess endotermiline (soojust neeldub lahus jahtub). Kui aga energia, mis eraldub hüdratatsioonil, on suurem, siis on protsess eksotermiline (soojust eraldub lahus soojeneb). Soojushulka, mis eraldub või neeldub teatud koguse lahustatava aine (1 mol) lahustumisel teatud koguses lahustis nimetatakse lahustumis- soojuseks. Gaaside lahustuvus Gaaside lahustuvus väheneb temperatuuri tõusuga ja suureneb rõhu kasvuga. Gaaside lahustuvus vees väheneb, kui vesi sisaldab lahustunud
alal. Looduslikest koobastest on esinduslikumaid Aruküla koopad Tartus. Aruküla koobastik on tuntud rikkaliku devoni ajastust pärinevate kalade leiukohana. Huviväärsed on ka Helme koopad ja Koorküla koobas. Looduslikud koopad on enamikul juhtudel põhjavete kulutuse ja lahustuse avaldusvormideks. [http://www.envir.ee/loodus / 2page.html] (16.03.08) Karstivormid Eestis on need seotud aluspõhjaliste karbonaatsete kivimite avamusaladega. Kuna põhjavete mõjul toimub aluspõhja kivimites lahustumisprotsess - karstumine, siis tekkinud õõnsusi tuntaksegi karstivormidena. Näiteks Kostivere ja Uhaku karstiala. Joad ... kaunistavad Põhja-Eesti jõgesid. Tuntumad on Jägala (8m), Narva (6,5 m) ja Keila juga (6,1 m), mis pakuvad eriti nauditavat vaatepilti kevadise suurvee ajal. Kaitse alla on võetud ka väiksemaid jugasid: Treppoja Kloogal (joa-astmestiku kõrgus 6 m), Joaveski juga Loobu jõel ning Langevoja ja Tõrvajõe juga. Rändrahnud
Vt. ka lahustuvustabelit! LiOH, SO2, CO, HBr, SiO2, CO2, BaO, FeSO4, Na2S, AgCl, P2O5, KOH, Sr(OH)2, NO, CaSO4, Cu(OH)2, SO3 KONTROLLTÖÖ: ELEKTROLÜÜDID Kas tead: - mis on elektrolüüdid, mitteelektrolüüdid, millisel kujul nad esinevad lahuses, milline on nende keemilise sideme tüüp; -mis on elektrolüütiline dissotsiatsioon (NB! hapete astmeline dissotsiatsioon), -millisel juhul on lahustumisprotsess ekso-, millisel juhul endotermiline; - mida näitab dissotsiatsiooniaste; -tugevaid happeid, aluseid (hapete, soolade valemid selgeks!), mis määrab ära happe tugevuse; - millisel juhul kulgevad reaktsioonid elektrolüütide vahel lõpuni; - mis on neutralisatsioonireaktsioon; -millisel juhul on soolade vesilahuse keskkond neutraalne, happeline või aluseline (soolade hüdrolüüs); -kus Sa puutud igapäevaelus kokku elektrolüütide teemaga?
· NaCl lahustumisel on q
sisaldab kaltsiumkarbonaati. CaCO3 + CO2 Ca 2+ + 2HCO3- Lahused Lahus kahest või enamast ainest koosnev homogeenne süsteem Lahusti on lahustes enamikel juhtudel see aine, mida on rohkem massi- või mahuprotsentides. Erandiks on vesilahused, milledes on lahustajaks alati vesi, vaatamata tema sisaldusele lahuses. Lahusti lahustamisomadused sõltuvad: 1. lahusti molekulide polaarsusest 2. lahustamata aine struktuurist Lahustamise põhireegel: sarnane lahustab sarnast Lahustumisprotsess protsess on lahustumine kui lahusest lahusti eraldamisel jääb alles lahustunud aine Lahuste klassifikatsioon 1. Elektrijuhtivuse järgi (ioonsed või molaarsed viimased elektrit ei juhi) 2. Küllastamata või küllastunud lahus aine lahustuvuse määrab küllastunud lahuse kontsentratsioon Üleküllastunud lahus kui lahusesse viidud kristallike kutsub esile lahustunud aine kristallatsiooni NB
tahke-vedelik (NaCl vees) tahke-tahke (valgevask Cu/Zn) Tõelised lahused - lahused, milles on lahustunud aine jaotunud molekulideks, aatomiteks või ioonideks. Sellised lahused on termodünaamiliselt püsivad süsteemid Lahustumisprotsess: (dosake < 2 nm). Tahke kristalliline aine ioonvõrega läheb lahusesse ioonidena Kolloidlahused - lahused, kus lahustunud aine osakesed on palju suuremad (dosake molekulvõrega läheb lahusesse molekulidena ~2-200 nm). Need osakesed on tekkinud paljude molekulide või aatomite liitumisel ja
tekib katlakivi: Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2O + CO2 Vee kareduse leevendamine ehk kuidas saada lahti lahustunud Ca- ja Mg-sooladest? · vee keetmine lahustunud Ca(HCO3)2 ja Mg(HCO3)2 lagunevad lahustumatuteks ühenditeks (tekib katlakivi) · vee destilleerimine energiamahukas ja kulukas; · keemilised pehmendajad kaltsium- ja magneesiumioonid sadestatakse; · ioonide vahetamine ioniitidega. LAHUSTUMISPROTSESS Polaarsed vee molekulid rebivad naatrium- ja kloriidioonid soola kristallist välja: keemilised sidemed katkevad soojust neeldub endotermiline protsess. Lahustunud aine osakesed omakorda seostuvad vee molekulidega ehk hüdraatuvad: keemilised sidemed tekivad soojust eraldub eksotermiline protsess. Ained lahustuvad vees seda paremini, mida tugevamini tema osakesed hüdraatuvad
sisaldab kaltsiumkarbonaati. CaCO3 + CO2 Ca 2+ + 2HCO3- Lahused Lahus kahest või enamast ainest koosnev homogeenne süsteem Lahusti on lahustes enamikel juhtudel see aine, mida on rohkem massi- või mahuprotsentides. Erandiks on vesilahused, milledes on lahustajaks alati vesi, vaatamata tema sisaldusele lahuses. Lahusti lahustamisomadused sõltuvad: 1. lahusti molekulide polaarsusest 2. lahustamata aine struktuurist Lahustamise põhireegel: sarnane lahustab sarnast Lahustumisprotsess protsess on lahustumine kui lahusest lahusti eraldamisel jääb alles lahustunud aine Lahuste klassifikatsioon 1. Elektrijuhtivuse järgi (ioonsed või molaarsed viimased elektrit ei juhi) 2. Küllastamata või küllastunud lahus aine lahustuvuse määrab küllastunud lahuse kontsentratsioon Üleküllastunud lahus kui lahusesse viidud kristallike kutsub esile lahustunud aine kristallatsiooni NB
2 II. LAHUSED A. Põhimõisted ja kontsentratsiooni väljendusviisid Lahusteks nimetatakse homogeenseid ühefaasilisi süsteeme, mis tekivad kahe või enama aine segunemisel. Komponenti, mille agregaatolek lahustumisprotsessis ei muutu, nimetatakse lahustiks. Kui mõlemad komponendid on ühes ja samas agregaatolekus, loetakse tavaliselt lahustiks liias olev suurema kontsentratsiooniga komponent. Lahustumisprotsess on mehhaanilise segunemise ja keemilise reaktsiooni vahepealne, tal on mõlemaga ühiseid jooni. Ühelt poolt pole lahuse komponentidel kindlaid stöhhiomeetrilisi vahekordi, lahuse kontsentratsiooni võib muuta pidevalt (kuni küllastuskontsentratsioonini) - see lähendab neid mehhaanilistele segudele. Teiselt poolt (analoogiliselt keemilise reaktsiooniga) esineb lahustumisel tavaliselt soojusefekt ja ruumalaefekt ning võib esineda ka värvuse muutus. Lahustunud aine osakesed
Vedelike lenduvus ühel ja samal temperatuuril sõltub nende vedelike keemistemperatuurist ja aurude difusioonikiirusest ümbritsevasse keskkonda. Lenduvusest saab rääkida vaid lahtises süsteemis. Aine lenduvus on seda suurem, mida madalam on tema keemistemperatuur. Tahke aine vedelas lahustis: absoluutselt mittelahustuvaid aineid pole olemas. Rõhk oluliselt mõju ei avalda. Lahustus suureneb temperatuuri tõustes, kui lahustumisprotsess on endotermiline. Väheneb temperatuuri tõustes, kui lahustumisprotsess on eksotermiline. Lahustumise temperatuurisõltuvus väljendab lahustuvuse muutumist temperatuuri muutmisel. Sellistes lahustes (nt NaCl lahus) on küllastunud vedelike aururõhk väiksem kui nt puhta vee kohal. Kinnises süsteemis lahutsunud ainete osakesed jäävad vedelikku, auruvad lahusti molekulid. Avatud süsteemis lahustunud ainete osakesed jäävad alles, muu aurustub
puhul, mis toatemp-l ja atmosf. rõhul on tahke.Vedelike lenduvus ühel ja samal temp-l sõltub
nende vedelike keemistemperatuurist ja aurude difusioonikiirusest ümbritsevasse keskkonda.
Lenduvusest saab rääkida ainult lahtises süsteemis.
Mida madalam on temp, seda suurem lenduvus: bensiin 3.5, tolueen 6.1, atsetoon 2.1.
Tahke aine vedelas lahustis: Absol. mittelahustuvaid aineid pole olemas. Rõhk oluliselt mõju
ei avalda. Lahustuvus suureneb temp tõustes, kui lahustumisprotsess on endotermiline(H>0).
Väheneb temp tõustes, kui lahustumisprotsess on eksotermiline (H
üleminek vedelast tahkesse (põhjuseks näiteks temperatuuri langemine). Temperatuuri vähenedes väheneb
liikumiskiirus ja kineetiline energia. Kui tõmbejõud osakeste vahel ületavad tõukejõud, siis tekib osakeste
vahel kindla pikkusega side ja selle järel moodustub vedelikus selle aine tahked osakesed. N: vee jäätumine.
Tahke aine vedelas lahustis: Absoluutselt mittelahustuvaid aineid pole olemas. Rõhk oluliselt mõju ei
avalda. Lahustuvus suureneb temp tõustes, kui lahustumisprotsess on endotermiline(H>0). Väheneb
temperatuuri tõustes, kui lahustumisprotsess on eksotermiline (H
küllastunud lahuse konsentratsioon.3)üleküllastunud – lahusesse viidud kristallike kutsub esile lahustunud aine kristallisatsiooni. Lahustatavat ainet on rohkem, kui on selle lahusti lahustatavus. Saadud lahus on ebastabiilne. Gaaside lahustuvus vedelikes suureneb rõhu tõstmisel, väheneb temp.i tõstmisel ja ka siis, kui vesi sisaldab lahustunud soolasid. Vedelike vastastikune lahustuvus suureneb temp.i tõusuga. Tahkete ainete lahustuvus suureneb temp.i tõusuga, kui lahustumisprotsess on endotermililne. Rõhk olulist mõju ei avalda. Vedelike keemisel lähevad selle molekulid üle gaasilisse olekusse kogu vedeliku mahu ulatuses. Aurumine toimub ainult vedeliku pinnal. Vedelik keeb siis kui küllastunud auru rõhk saab võrdseks atmosfääri rõhuga. Keemisel on vedeliku temp. konstantne niikaua, kuni vedelik on läinud gaasilisse olekusse. Edasisel soojendamisel hakkab suurenema auru rõhk ja temp. Lahused külmuvad alatai madalamal temp.il kui lahusti
Ookeanilinnud toruninalised (albatrossid) eritavad liigseid sooli ninas asuvate rakkude kaudu. Mereimetajad eriavad vähesel määral kõrge soolasisaldusega uriini. Üks mageda vee allikatest loomne toit. Arengulooliselt soolases vees kujunenud kõhrkalad tasakaalustavad ookeanivee kõrget soolasisaldust kõrgendatud kusiaine ja soolade kontsentratsiooni kaudu nende lümfis ja veres. 218 Lahustumisprotsess vee ja NaCl näitel · Ioonilis-dipoolse sideme arvel toimub ioonide hüdratiseerumine see side osutub tugevamaks kui seda on side Na+ ja Cl- vahel. · Na ja Cl ioonid eemalduvad kristallist, hüdratiseeruvad täielikult ja difundeeruvad lahusesse tekib homogeenne süsteem tõeline lahus. NB! lahustumisel suureneb süsteemi entroopia osakesed jaotuvad ühtlaselt kogu süsteemi ruumala ulatuses. 219
rõhul on tahke.
Vedelike lenduvus ühel ja samal temp-l sõlt nende vedelike keemistemp ja aurude
difusioonikiirusest ümbritsevasse keskkonda. Lenduvusest saab rääkida ainult lahtises süsteemis.
Mida madalam on temp, seda suurem lenduvus: bensiin 3.5, tolueen 6.1, atsetoon 2.1.
Tahke aine vedelas lahustis: Absol. mittelahustuvaid aineid pole olemas. Rõhk oluliselt mõju ei
avalda. Lahustuvus suureneb temp tõustes, kui lahustumisprotsess on endotermiline(H>0).
Väheneb temp tõustes, kui lahustumispr on eksotermiline (H
annaabi.ee 
