OBECNÁ CHEMIE DISPERZNÍ SOUSTAVY Ing. Alena Hejtmánková, CSc. Katedra chemie Agronomická fakulta ČZU Praha © Praha, 2003

DISPERZNÍ SOUSTAVY Disperzní prostředí (dispergens), dispergovaná látka (dispersum) hlavní znak  velikost dispergovaných částic pravý roztok < 109 m hrubá disperze > 106 m koloidní disperze 106  109 m dispergování koagulace (flokulace) kondenzace, agregace heterogenní systémy (krev, mléko) mikroheterogenní systémy (plazma, půdní a makromo-lekulární roztoky) homogenní systémy roztoky solí, kyselin a bází Obecná chemie. Disperzní soustavy.

Prakticky nejvýznamnější vodné roztoky Vznik  rozpouštěním Rozpustnost omezená neomezená prakticky nulová 6 plyny (g) tuhé látky (s) kapaliny (l) 1 5 2 4 3 Prakticky nejvýznamnější vodné roztoky 1, 2, 3,4 jsou běžné Obecná chemie. Disperzní soustavy.

VZNIK ROZTOKŮ /1 porušení soudržných sil v tuhé nebo kapalné látce (mřížková energie) +E teplota rozpustnost KNO3 NaCl Al2(SO4)3 exotermní endotermní solvatace (hydratace) exotermní DH < 0 endotermní DH > 0 -E rozpustnost závisí na teplotě tabelovány hodnoty pro 25 ºC Obecná chemie. Disperzní soustavy.

VZNIK ROZTOKŮ /2 Hydratace roste Solvatace iontů sekundární solvatační sféra solvatační číslo [Fe(H2O)6]3+ primární solvatační sféra ion Hydratace roste u menších iontů s větším nábojem Mechanismus „podobné v podobném“ Obecná chemie. Disperzní soustavy.

VZNIK ROZTOKŮ /3 dx dc D - J = difuse (pasívní transport) rovnoměrné rozptýlení rozpouštěné látky v rozpouštědle dx dc D - J = Fickův zákon Obecná chemie. Disperzní soustavy.

ROZPUSTNOST TUHÝCH ANORGANICKÝCH LÁTEK /1 nasycený roztok při 25 °C > 1 g/100 g H2O dobře rozpustná 0,1  1 g/100 g H2O středně rozpustná < 0,1 g/100 g H2O nerozpustná Obecná chemie. Disperzní soustavy.

ROZPUSTNOST TUHÝCH ANORGANICKÝCH LÁTEK /2 soli alkalických kovů a NH4+ NO2-, NO3-, ClO3-, ClO4- (KClO4 částečně) Cl-, Br-, I-, ClO4- (ne Ag+, Hg+, Pb2+, Tl+) většina SO42- (výjimka BaSO4, SrSO4, PbSO4; částečně Ag+, Hg22+, Ca2+) Nerozpustné oxidy O2- (ne alkalických kovů + nekovů + polokovů) hydroxidy OH- (ne alkalických kovů a kovů alkalických zemin + NH4OH) PO43-, CO32-, SO32- (ne alkalických kovů, ! Li3PO4 nerozp.) S2- (ne alkalických kovů a kovů alkalických zemin + (NH4)2S) křemičitany PO43- < HPO42- < H2PO4- Obecná chemie. Disperzní soustavy.

SOUČIN ROZPUSTNOSTI  KS 3 11 S .l mol 3,9.10 K - = 4 c 2 4c c.(2c) 2c ] [F [Ca + y x [B [A B nasycený roztok Y A X příklad F Ca CaF 1 mol.l 2,14.10 4,28.10 Obecná chemie. Disperzní soustavy.

å å SLOŽENÍ ROZTOKŮ /1 = m w + 1 = n x + 1 hmotnostní zlomek wA 1. wA  <0,1> nebo <0,100 %> wA = 0,42 nebo wA = 42 % = A m w + B 1 n i å relativní zastoupení složek  koncentrace molární zlomek xA 2. xA  <0,1> nebo <0,100 %> xA = 0,785 nebo xA = 78,5 % = A n x + B 1 i å Obecná chemie. Disperzní soustavy.

moly látky A v 1 kg rozpouštědla ! SLOŽENÍ ROZTOKŮ /2 látková (molární) koncentrace cA 3. moly látky A v objemu 1 litru roztoku ! mol.l-1 = 1 M = A n c V závislá na teplotě molalita mA 4. moly látky A v 1 kg rozpouštědla ! mol.kg-1 A n = m R nezávislá na teplotě Obecná chemie. Disperzní soustavy.

KOLIGATIVNÍ VLASTNOSTI ROZTOKŮ km B Φ = 1 2 m M 1000 k mB  molalita roztoku M2  molární hmotnost rozpuštěné látky m2  hmotnost rozpuštěné látky m1  hmotnost rozpouštědla využití ke stanovení molární hmotnosti rozpuštěné látky Obecná chemie. Disperzní soustavy.

RAOULTŮV ZÁKON - x = p rozpouštědlo tenze par rozpouštědla p0 roztok nad roztokem p F.M. Raoult (1886): snížení tenze páry nad roztokem B p x - = B = rozpuštěná látka Obecná chemie. Disperzní soustavy.

KRYOSKOPIE A EBULIOSKOSKOPIE Teplota [°C] Tlak [kPa] TT roztok rozpouštědlo patm DTT DTV TV tuhé rozp. Kryoskopie snížení bodu tání i K B V m ΔT = T Ebulioskopie zvýšení bodu varu KT = kryoskopická konstanta mB = molalita i = van’t Hoffův koeficient KV = ebulioskopická konstanta var Obecná chemie. Disperzní soustavy.

OSMOTICKÝ TLAK, OSMÓZA /1 Princip: izotermická destilace rozpouštědlo p0 p Obecná chemie. Disperzní soustavy.

OSMOTICKÝ TLAK, OSMÓZA /2 rozpouštědlo Dh  p roztok RT πV = n B RT π = ic B V n c B = osmometry význam osmotického tlaku pro biologii hypo iso hyper Obecná chemie. Disperzní soustavy.

ROZPUSTNOST PLYNŮ V KAPALINÁCH ovlivňuje chemická povaha plynu a kapaliny dochází k chemické reakci – velká rozpustnost (NH3, H2O) nedochází k chemické reakci – malá rozpustnost (O2, H2O) tlak Henryho zákon teplota DH < 0 rozpustnost s T klesá Význam technická praxe biologie k x p B = x H p B = p k x B = Obecná chemie. Disperzní soustavy.