Курсовая: Равновесия в неводных растворах - текст курсовой. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Курсовая

Равновесия в неводных растворах

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Курсовая работа
Язык курсовой: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 283 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной курсовой работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

2 Реферат на тему: Равновесия в неводных раствора х Выполнила студентка 5го ку рса Кекало Екатерина Минск Содержание: Общая схема равновесий в растворах ………………………………………3 1. Ассоциативно-диссоциативные процессы………………………..….3 2. Образование продуктов присоединения …………………….……4 3. Ионизация………………………………………………………………7 4. Электролитическая диссоциация…………… …………………….….8 Влияние растворителя на равнове сие в химических системах…………….9 1. Влияние растворителя на молекулярные ассоциативно-диссоциат ивные процессы…………………………………………………………………...9 2. Влияние растворителя на ко нстанты устойчивости комплексных соединений…………………………………………………………… …...11 Список литературы ………………………………… ……………………..…13 ОБЩАЯ СХЕМА РАВНОВЕСИЙ В РАСТ ВОРАХ Процессы, сопряженные с образова нием раствора, особенно электролитного, неизменно находились в центре в нимания общей теории растворов. Именно вокруг вопросов, связанных с числ ом и характером стадий, предшествующих возникновению электролит ного р аствора, велись дискуссии между сторонниками различных теорий вопроса. Синтез этих двух основных направле ний в учении о растворах в значитель ной мере был связан именно с установлением общей схемы равновесий в раст ворах. 1. Ассоциативно-диссоциативные процессы Ассоциированная молекула растворенного вещества А x при растворении в растворите ле S может претерпевать молеку лярную диссоциацию: Последняя может быть связана с фи зическим влиянием рас творителя (например, ослаблением межмолекулярно го диполь-дипольного взаимодействия в растворителях с высокой диэлект риче ской проницаемостью). Однако большей частью энергия, нужная для раз рыва связей в ассоциате, черпается из химического взаи модействия между А x и S : Если молекулы растворителя ассо циированы, то образование раствора приводит к изменению этого состояни я тем больше, чем больше концентрация раствора. Молекулярная диссоциаци я растворителя может быть вызвана хи мическим взаимодействием между А и S : Определение степени ассоциации растворенного вещества в растворе относится к числу наиболее распрост раненных в прак тике физикохимического исследования экспериментов. В с лучае разбавленных растворов для решения этой задачи успешно при меняю т группу методов, основанных на законе Рауля - эбулиоскопию и, особенно, кр иоскопию. Большинство сведений о моле кулярном состоянии растворенных веществ в разбавленных рас творах, которыми располагает в настоящее вре мя физическая химия, получены с помощью последнего метода. К недостаткам криоскопии и эбулиоскопии следует отнести сильное влияние на точность определения флуктуации концентрации в растворе (об стоятельство, котор ое не всегда учитывается исследователями), а также приложимость этих мет одов лишь к весьма разбавлен ным растворам. Весьма полная информация о молекулярном состоянии рас творенного веще ства, особенно в тех распространенных случаях, когда образование ассоци атов обусловлено Н-связыо, может быть получено с помощью ИК (КРС)-спектрос копии. Уменьшение сте пени ассоциации, сопряженное с разрывом Н-связей, п риводит к сдвигу частот валентных колебаний ОН в длинноволновую област ь. Во многих случаях установлена весьма определенная корреляция между с двигом максимума полосы поглощения и степенью ассоциации. Впрочем, так ж е, как я в случае методов, осно ванных на законе Рауля, сколь-нибудь исчерп ывающая количе ственная информация о степени ассоциации по спектроско пиче ским данным может быть получена в разбавленных растворах. Ассоциативно-диссоциативные процессы в растворах с несколь ко более вы сокой концентрацией могут быть исследованы с по мощью ЯМР-спектроскопи и: разрыв ассоциатов через Н-связь приводит к сдвигу сигнала протонного магнитного резонанса в Сто рону более сильного поля. (В системах, где комп оненты содержат арильное ядро, это явление не проявляется с необходимой для точного расчета степени ассоциации четкостью). С повышением концентрации раствора точность методов опре деления степ ени ассоциации быстро падает. Связано это не только с несовершенством эк спериментальных и расчетных методик, ко торые основаны на недостаточно м теоретическом обосновании методов, но прежде всего на возрастании по м ере роста концен трации раствора степени неопределенности понятия «ас социация». Действительно, в предельном случае — в индивидуальной жидко сти— далеко не всегда бывает очевидным, какой критерий следует положи ть в основу понятия «степень ассоциации». Определен ность, с которой физ ика вводит это понятие через представления о ближнем и дальнем порядках в жидкости, лимитируется отсут ствием четкой границы между «порядками». Для определения степени ассоциации индивидуальной жидко сти предложе но несколько методов. Весьма часто для этой цели применяют уравнение Рам зая — Шильдса, использующее данные по поверхностному натяжению у: где х — степень ассоциации; Т кр — критическая температура; Т — температура жидкости; Д — константа, равная приблизительно 279°К; d — плотность; М — формульная молекулярная масса. Близко по характеру входящих в него величин к данному уравнению примыка ет уравнение Беннета — Митчелла где V M — мольный объем; а М — истинная молекулярная масса. 2. Образование продуктов присоединения (сольватация) Переходя к рассмотрению следующей стадии равновесий в рас творах, связа нной со взаимодействием между компонентами рас твора, необходимо, хотя бы кратко, остановиться на определении понятия «химическое взаимодейс твие в растворе». Ответ на вопрос, что следует считать необходимым и достаточ ным признак ом для суждения об отсутствии химического взаимо действия между компон ентами раствора с самого начала был свя зан с трудностями методологичес кого характера. Как известно, не может быть дано сколь-нибудь строгого оп ределения негативного понятия, а отсутствие взаимодействия несомненно принадлежит к числу таковых. Далее, если считать признаком возникновения химической связи взаимоде йствие электронных облаков атомов химических элементов, то строго гово ря, поскольку плотность электронного облака на любом конечном расстоян ии от атомного ядра не равна нулю, следует признать наличие химического взаимодействия ме жду любыми двумя атомами, находящимися друг от друга на лю бом конечном расстоянии. Но, очевидно также и то, что исповедование этого положения лишило бы химию сколь-нибудь четких критериев в определ ении самого ее фундаментального понятия. Поэтому в определении понятия химическое взаимодействие (так же, как и атомный радиус) всегда лежит как ое-либо предвари тельно оговоренное условие, а само оно всецело зависит от этого условия. По-видимому, наиболее удобным критерием, который мог бы служить для сужд ения о наличии или отсутствии химиче ского взаимодействия в химической системе, является энергия взаимодействия. Можно было бы выбрать такую ми нимальную ее величину, которая могла бы быть отнесена к химическому проц ессу. Однако несовершенство и значительная сложность методов определе ния энергии взаимодействуя не позволяет в настоящее время считать тако й выбор удачным. Тип связи также не может служить критерием, который лег бы в основу сужде ния о наличии или отсутствии взаимодействия. В самом деле, между крайним и случаями — образованием чисто ковалентной или ионной связи и слабым в андерваальсовским взаимодействием — существует множество промежуто чных типов, одна классификация которых подчас вызывает значительные за труднения. Строго говоря, процесс молекулярной ассоциации (диссоциа ции) должен бы ть отнесен к химическому взаимодействию. Дей ствительно, если, например, ассоциат (АН) Х через Н-связь под вергае тся молекулярной диссоциации, то это сопряжено с раз рывом Н-связи, т. е. по всем формальным признакам (в число которых включается и весьма значител ьная величина энергии связи) подходит под химическое взаимодействие. Од нако ассоциа тивно-диссоциативные процессы не принято относить к химич е скому взаимодействию. В противном случае пришлось бы разгра ничивать химическое взаимодействие, относящееся к первой стадии равновесий в ра створах и межмолекулярное взаимодействие ме жду компонентами раствор а: (предполагается для простоты, что молекулы растворителя также ассоциированы через Н-связь). .Впрочем, вряд ли было бы целесообразным считать любое межмолекулярное в заимодействие данного типа химическим. Так, если АН и SH — соединения тождественной химическо й природы, стоящие к тому же близко в гомологическом ряду (например, пропа нол и бутанол, изомеры крезола, валериановая и масляная кислоты и т. п.), то о бразование новых межмолекулярных связей (перекрестных ассоциатов) не м ожет быть отнесено к химиче скому взаимодействию, хотя бы потому, что это взаимодействие практически не сопряжено с таким изменением энергетиче ских ха рактеристик системы, которое могло бы быть с уверенностью за фик сировано. Выбор критерия, которым следует пользоваться для суждения о взаимодейс твии в химической системе, в каждый данный период развития химии зависит от развития теория, а также методов ис следования химических систем. Так , в настоящее время благодаря интенсивному развитию ИК- и радиоспектроск опии, появляется возможность получения гораздо более интимных сведени й о хими ческой системе, чем два-три десятилетия назад. И несомненно, что с пустя определенный промежуток времени появятся методы исследования, к оторые углубят степень познания процессов, про текающих в системе, стол ь же значительно, как это сделали упомянутые методы. Вот почему всегда, го воря о наличии или отсутствии химического взаимодействия, следует огов аривать, о какой степени приближения идет речь, так как очевидно, что уни версального определения, одинаково пригодного для всех случаев, быть не может. Хотя современные методы исследования позволяют зафиксиро вать весьма слабые химические взаимодействия с энергией по рядка десятой доли ккал/моль, в подавляющем большинстве слу ч аев в растворах они не могут быть с уверенностью обнаружены. Дело в том, чт о энергетические эффекты смешения соизмеримы, а зачастую значительно п ревышают указанную величину. Вот по чему слабая энергетика химического взаимодействия в растворах не может быть выделена на фоне значительных тепловых эффек тов смешения, а также теплового движения молекул. В этих случаях предпочитают говорить'об отсутствии химиче ского взаимо действия между компонентами, образующими рас твор. Такая точка зрения я вляется приближением, весьма пригод ным для рассмотрения процессов, про текающих в растворах. Таким образом, процесс химического взаимодействия между растворенным веществом АК и растворителем S с точки зрения -представлений, ко торые будут соблюдаться и в этой книге, протекает не всегда. Он необход им лишь тогда, когда образуется электролитный раствор. В литературе хим иче ское соединение (АК) m S n часто называю т сольватом, а сам про цесс — сольватацией. Прежде понятие «сольват» о чень часто отождествляли с понятием «соединение неопределенного со ст ава», В тех же случаях, когда стехиометрия взаимодействия ме жду АК и S была точно известна, употребляли термин «продукт присоединения». По мере усовершенствования методов ис следова ния растворов смысловое различие между этими двумя понятиями п остепенно исчезает. В этой книге мы будем считать эти понятия синонимами , применяя, следуя традиции, укоренившейся в литературе, термин «сольват ация» для обозначения процессов присо единения молекул растворителя к ионам, а термин «продукт присоединения» — для сольватов, образующихся в жидких системах. В случае ионных сольватов принято различать первичную и вторичную сольватные оболочки. При этом в первичную оболочку входит то сравнительно небольшое количество молекул раствори теля, которые непо средственно связаны с ионом (причем энергия связи ион — молекула раств орителя соизмерима с энергией хими ческой связи) и которые перемещаютс я в растворе вместе с ионом. Вторичная сольватная оболочка включает зн ачительно большее число молекул растворителя. Границы этой оболочк и опреде ляются изменением физико-химических характеристик раствори теля под влиянием иона. Исследование стехиометрии и глубины взаимодействия в рас творах, т. е. из учение стехиометрии и константы равновесия процесса является предмето м обширнейшего раздела теории растворов. 3. Ионизация Энергетический анализ процесса электролитической диссоциа ции показы вает, что сольват ( AK ) m S n не может непосредственно перейти в диссоциированные на ио ны соединения. Так, продукт присоединения амина к кислоте RCOOH • NR 3 ’ не может непосред ственно д ать ионы RCOO - и [ NR 3 H ] + . Для этого потребова лось бы затратить весьма значительную энергию, необходимую для раз рыва связи — О-Н. Поэтому стадии электролитической диссо циации продукта пр исоединения амина к кислоте предшествует, стадия ионизации продукта пр исоединения, заключающаяся в от торжении протона от гидроксильной груп пы с переходом его на атом азота, причем образуется ионизированный компл екс RCOO - -[ NR 3 H ] + . В общем виде процесс ионизации передается схемой: Нередко взаимодействие между ко мпонентами раствора мо жет ограничиваться стадией ионизации. Особенно часто это встре чается в растворах с низкой диэлектрической проницаемо стью. Например, при сливании разбавленных бензоловых растворов трихлор уксусной кислоты и триэтиламина образуется практиче ски нацело ионизо ванный продукт присоединения, однако элек тропроводность раствора оче нь низка. Наиболее удобным методом изучения стадии ионизации в р ас творах является исследование колебательных спектров. Однако конста нта ионизации при этом может быть рассчитана лишь тогда, когда электроли тическая диссоциация протекает в малой степени, так как в подавляющем бо льшинстве случаев на ИК-спектрах по лосы поглощения, отвечающие ионам, н аходящимся и в свобод ном состоянии и в ионизованном комплексе, неразли чимы. В жидких системах информация о стадии ионизации может быть получена на о сновании кондуктометрических измерений. В растворителях с высокими диэлектрическими проницаемо стями электро литическая диссоциация может протекать полностью и равновесная концен трация ионизованного комплекса будет пре небрежимо мала. Однако это не означает, что электролитный рас твор мог образоваться, минуя стадию ион изации. Развитие методов изучения быстрых реакций показывает, что даже в растворителях с весьма высокими диэлектрическими проницаемостями (во да, сер ная кислота) возникновению свободных ионов неизбежно предше ств ует стадия ионизации. 4. Электролитическая диссоциация . Ионизация сольвата является необходимым, но еще не обя зательным условием образования электролитного раствора. Обя зательны м же условием диссоциации ионизированного комплекса на ионы является д остаточно высокая диэлектрическая проницае мость раствора. Лишь в этом случае ионизованный комплекс рас падается на ионы: Несмотря на то, что полная ионизац ия протекает достаточно часто, полная электролитическая диссоциация (с ильные электро литы) наблюдается значительно реже. Абсолютно подавляющ ее большинство изученных электролитных неводных растворов обра зован о слабыми электролитами, реже — электролитами средней силы. Основные методы определения константы электролитичес кой диссоциации обычно сводятся к кондукто- либо потенциометрическим м етодикам и приложимы лишь к весьма разбавленным растворам. Другие метод ы определения констант диссо циации (например, спектрофотометрические) имеют ограниченное применение. Современный арсенал методов исследования растворов позво ляет почти в сегда уверенно определять число стадий для каждого конкретного объект а. ВЛИЯНИЕ РАСТВОРИТЕЛЯ НА РАВН ОВЕСИЕ В ХИМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ Проблема влияния растворителя н а равновесие процессов, про текающих в химических системах, сводится в п ервую очередь к рассмотрению двух во просов — как изменяется равновесие процесса при переходе из газовой ф азы в данный растворитель и от; одного растворителя к другому. Влияние физических свойств растворителя на константы равно весия проц ессов в химических системах может быть объяснено с электростатических позиций, если учесть, что в значительном числе случаев в первом приближе нии химические процессы сводятся к электростатическому взаимодействи ю, константа равновесия которого описывается уравнением Борна: Из уравнения следует, что из физич еских свойств рас творителя, определяющих константу равновесия, основн ым явля ется диэлектрическая проницаемость. Действительно, почти во все х случаях можно установить весьма простую корреляцию между константам и равновесий раз нообразных процессов и диэлектрической проницаемост ью. Влияние диэлектрической проницаемости на равновесие в хи мических сис темах может быть установлено и в случае взаимодей ствия двух диполей. 1. Влияние растворителя на молекулярн ые ассоциативно-диссоциативные процессы Во многих случаях молекулярная диссоциация ассоциированных компонент ов, образующих жидкий раствор, обусловлена химическим взаимодействием между ними. Т абл.1. Константы равновесия и теплоты процесса (в кДж/моль) диссоциации дим еров уксусной кислоты в различных растворителях В табл.1 приведены значения конс тант равновесия про цесса распада ди меров уксусной кислоты B паре и различных растворителях. Несмотря на то, что таблица состав лена по данн ым различных авторов и данные эти относятся к до вольно широкому интерв алу температур, можно установить чет кую корреляцию между ассоциирован ным состоянием уксусной кислоты и химическими свойствами растворителя . В паре молеку лы уксусной кислоты практически полностью являются диме рными. Во всех растворителях уксусная кислота находится в виде равновес ной смеси димерных и мономерных молекул. Нетрудно заметить, что на полож ение равновесия диэлек трическая проницаемость оказывает гораздо мен ьшее влияние, чем химические свойства растворителей. Так, в растворителя х, характеризующихся весьма близкими значениями е — гексане, сероуглероде, четыреххлористом углероде, бензоле и диок сане, величин ы К мон разли чается весьма существ енно. В химически инертных по отношению к уксусной кислоте растворите лях равновесие практически смещено в сторо ну димера. Величина К мон в бензоле приблизит ельно на по рядок выше, чем в остальных инертных растворителях, что обусл овлено взаимодействием (впрочем, довольно слабым) кислоты с бензолом по р- связям последнего. В диоксане же, кот орый является растворителем с отчетливо выраженными основными свойств ами, равновесие уже значительно смещено в сторону мономера. Химические свойства растворенного вещества также в значи тельной степ ени определяют его ассоциативное состояние. Так, ве личины К мон растворов уксусной, монохлоруксусной и трих лоруксусной кислот в диоксане, рассчитанные по криоскопическим данным состав ляют 0,8; 24 и
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
- Что делает наш человек, узнав что их гаражи будут сносить? Правильно, - даёт объявление: "Продам гараж" ..
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru