1. Roztoky Sú to iba vodné roztoky?
To play the movies and simulations included, view the presentation in Slide Show Mode.
Sú to iba vodné roztoky?
Ľudmila Komorová, Katedra chémie Technická univerzita v Košiciach

2. Definícia Roztok je HOMOGÉNNA sústava 2 alebo viac zložiek.
Jedna zložka je rozpúštadlo a ostatné sú rozpustené zložky.

3. Zložky roztoku Rozpustená zložka- časť roztoku, ktorej je menej
Rozpúšťadlo – časť roztoku, ktorej je viac
Rozpustené zložky+ Rozpúšťadlo = ROZTOK
Rozpustená zložka
Rozpúšťadlo
PRÍKLAD
(s)
Zliatiny (oceľ, mosadz, bronz)
(l)
Slaná voda
(g)
Bubliny vzduchu v ľade
Miešané alkoholické nápoje,
Zriedené kyseliny
Sýtené nealko nápoje
Vzduch

4. Definície Roztoky môžu byť nasýtené alebo nenasýtené.
Nasýtený roztok obsahuje maximálne množstvo rozpustenej zložky pri danej teplote.
Nenasýtený roztok obsahuje menej ako maximálne množstvo rozpustenej zložky pri danej teplote

5. Rozpúšťanie tuhých zložiek vo vode

6. Iónové zlúčeniny pri rozpúšťaní disociujú
Kovalentné zlúčeniny si pri rozpúšťaní zachovávajú molekuly.
Rozpustené molekuly cukru
Rozpustené ióny Na+ Cl -
Roztok elektrolytu
Roztok neelektrolytu

7. Vodné roztoky Ako zistíme, že sú v roztoku prítomné ióny?
Silný elektrolyt
Ako zistíme, že sú v roztoku prítomné ióny?
Roztoky vedú elektrický prúd!
Nazývajú sa ELEKTROLYTY
HCl, MgCl2, and NaCl sú silné elektrolyty. Úplne disociuujú na ióny.
Silný elektrolyt vedie elektrický prúd. Molekuly sú disociované na ióny

8. Vodné roztoky
Neeletrolyt
ETANOL
Niektoré zlúčeniny sa vo vode rozpúšťajú, ale nevedú elektrický prúd. Nazývajú sa neelektrolyty.
Príklady:
cukor
etanol
benzén
Neelektrolyt nevedie elektrickýprúd, lebo v roztoku nie sú ióny

9. Vlastnosti vodných roztokov
Silné a slabé elektrolyty
Silné elektrolyty sa v roztoku úplne disociujú, napr.
Zo slabých elektrolytov vzniká pri rozpúšťaní malý počet iónov, napr. .

11. Hmotnostné percento
Hmotnosť zložky k celkovej hmotnosti roztoku vyjadrená v %.

12. Mólový zlomok, molarita a molalita

13. Vlastnosti vodných roztokov
Elektrolytické vlastnosti
Tri typy:
Silné elektrolyty,
Slabé elektrolyty,
Neelektrolyty.

14. Faktory vplývajúce na rozpustnosť
Medzimolekulové sily
Tlak
Teplota

15. Faktory vplývajúce na rozpustnosť plynov
Vplyv tlaku

16. Faktory vplývajúce na rozpustnosť plynov
Vplyv tlaku:
S rastúcim tlakom sa rozpustnosť plynov zvyšuje

17. Faktory vplývajúce na rozpustnosť plynov
Tlak
Ak je Sg rozpustnosť plynu, k je konštanta a Pg je parciálny tlak plynu, potom podľa Henryho zákona:
Sýtené nápoje majú parciálny tlak vo vnútri plechovky
CO2 > Pa.
Keď sa plechovka otvorí, klesne parciálny tlak CO2 a rozpustnosť CO2 sa zníži.
Preto bubliny CO2 unikajú z roztoku.

18. Rozpustnosť plynov Pri rastúcej teplote klesá rozpustnosť plynov.
Rozpustnosť plynov rastie pri zvýšenom tlaku.
Uvoľnenie tlaku
CO2 pod tlakom
Bubliny CO2 sa uvoľńujú z roztoku
Rozpustený CO2

19. Faktory vplývajúce na rozpustnosť plynov
Teplota
Plyny sa s rastúcou teplotou stávajú menej rozpustné.
Termálne znečistenie jazier: ak sa voda v jazere príliš ohreje, stávajú sa CO2 and O2 menej rozpustnými a nie sú k dispozícii pre rastliny a vodné živočíchy.

20. Rozpustnosť plynov v závislosti od teploty
Teplota

21. Vplyv teploty na rozpustnosť kondenzovaných látok
Zvýšená teplota spôsobí zvýšenie rozpustnosti väčšiny tuhých látok a kvapalín.
Rozpúšťacie teplo – teplo, ktoré sa uvoľní alebo spotrebuje pri rozpúšťaní.
Exotermické rozpúšťanie:
CaCl2(s)  Ca+2(aq) + Cl-1(aq) + tepelná energia
Endotermické rozpúšťanie:
NH4NO3(s) + tepelná energia NH4+1(aq) + NO3-1(aq)

22. Faktory vplývajúce na rozpustnosť
Vplyv teploty: tuhé látky a kvapaliny
Vo všeobecnosti s rastom teploty rastie rozpustnosťtuhých látok,
ALE
Niekedy sa rozpustnosť s rastúcou teplotou znižuje, napríklad Ce2(SO4)3).

23. Rozpustnosť v 100 g vody
Teplota

24. Koligatívne vlastnosti
Koligatívne vlastnosti závisia na množstve rozpustenej zložky:zníženie bodu topenia a zvýšenie bodu varu
Zníženie tlaku pár
Neprchavé rozpustené zložky zmenšujú schopnosť molekúl rozpúšťadla unikať z povrchu.
Preto sa tlak pár znižuje.
Zníženie tlaku pár závisí od množstva rozpustenej zložky.

25. Tlak pár Tlak pár na molekulovej úrovni Rovnovážny tlak pár
Kvapalný etanol

26. 101325 Pa Dietyléter Normálny bod varu P Etyl alkohol Voda
Etylén glykol
Teplota

27. Fázový diagram
(l)
(s) P
(g)
Trojný bod
Teplota

28. Tri etapy vzniku roztoku
1. Rozptýlenie molekúl rozpúšťadla
2. Rozptýlenie molekúl rozpustenej zložky
3. Interakcie rozpustenej zložky a rozpúšťadla.

29. Koligatívne vlastnosti
Zníženie tlaku pár
Tlak pár
Tlak pár
Iba rozpúšťadlo
Rozpúšťadlo+
rozpustená zložka

30. Kvapalina Vplyv rozpustenej zložky na fázový diagram vody 101325Pa
Tlak
Čisté rozpúšťadlo
Tuhá
Trojný bod rozpúšťadla
Roztok
Čisté tuhé rozpúšťadlo
Bod varu roztoku
Plyn
Bod topenia roztoku
Trojný bod roztoku
Bod varu rozpúšťadla
Bod topenia rozpúšťadla
Teplota

31. Koligatívne vlastnosti
Zvýšenie bodu varu
Konštanta, Kb, vyjadruje o koľko sa zvýši bod varu Tb s molalitou, mS:
Zníženie bodu topenia (Tf) je priamo úmerné molalite. Kf je konštanta zníženia bodu topenia:

32. Roztok etylén glykolu vo vode
Zníženie bodu topenia
Roztok etylén glykolu vo vode
Čistá voda
Bod topenia roztoku je nižší ako bod topenia čistého rozpúšťadla
∆Tb.t. = Kf•m

33. Zníženie bodu varu Využitie
Ktorú látku by ste použili na posypanie ulíc aby ste znížili bod topenia a prečo?
piesok, SiO2
kamenná soľ, NaCl
chlorid vápenatý, CaCl2

34. Zvýšenie bodu varu
Slaná voda má vyšší bod varu ako čistá voda

35. Fázová rovnováha- dvojzložkové sústavy
t.p. = tlak pár sústavy
Nájsť faktor ovplyvňujúci tlak pár
Raoultov zákon na výpočet tlaku pár
Krivka tlak pár- zloženie a bod varu- zloženie v ideálnom roztoku
Ako vzniká kladná odchýlka od Raoultovho zákona?

36. Fázové rovnováhy v dvojzložkovej sústave
Existuje vzťah medzi zložením roztoku a tlakom pár?
Zmes pár zložky A a zložky B
Kvapalná zmes zložky A a zložky B

37. Fázová rovnováha:faktory vplývajúce na tlak pár
Dvjozložková sústava:
Tlak pár zmesi A a B závisí od:
Síl pôsobiacich medzi molekulami A a B.
Zloženia roztoku, XA and XB. A B

38. Zníženie tlaku pár Raoultov zákon: Kde:
PA = tlak pár zložky A nad roztokom,
PA = tlak pár čistej zložky A, a
A = mólový zlomok zložky v roztoku.

39. Ideálny roztok/sily medzi molekulami A a B sú podobné
Fázová rovnováha:krivka zloženie- bod varu
Dvojzložková sústava (A a B)
b.v./ oC
Ideálny roztok/sily medzi molekulami A a B sú podobné 98 69 A B
100
% B
% A
b.v.čistého A = 69 oC, b.v.čistého B = 98 oC

40. Fázová rovnováha: Raoultov zákon
PA = XA PAo
Tlak pár zložky A je priamo úmerný mólovému zlomku A (v roztoku) a tlaku pár čistej zložky
t.p./ Pa
Pcelk= PA + PB
= XAPAo + XBPBo A B 1 XB XA

41. 1)Ideálny roztok 2) Kladná odchýlka od Raoultovho zákona
Fázová rovnováha:
1)Ideálny roztok ) Kladná odchýlka od Raoultovho zákona
Pri konštantnej teplote
Pri konštantnej tepote
Maximálny tlak pár P P
Celkový tlak pár

42. Fázová rovnováha v dvojzložkových sústavách: Ideálny roztok a neideálny roztok s kladnou odchýlkou od Raoultovho zákona
Pri konštantnom tlaku
Pri konštantnom tlaku
Bod varu
Bod varu čistého B
Bod varu čistého B T T
Bod varu čistého A
Bod varu čistého A
Minimálny bod varu

43. Charakter kladnej odchýlky. 2.Kedy vzniká záporná odchýlka ?
Fázová rovnováha: kladná a záporná odchýlka od Raoultovho zákona
Vysvetlím:
Charakter kladnej odchýlky.
2.Kedy vzniká záporná odchýlka ?
3. Frakčná destilácia.

44. Fázová rovnováha: kladná odchýlka od Raoultovho zákona
Pri konštantnom tlaku
Vlastnosti:
Prerušené interakcie medzi molekulami .
Zvýšenie tlaku pár a zníženie bodu varu.
Teplo sa prijíma z okolia.
Zväčšuje sa objem.
Bod varu čistého B
Bod varu A
Minimálny bod varu

45. Vznikajú interakcie medzi molekulami A a B.
Fázová rovnováha: záporná odchýlka od Raoultovho zákona
Vlastnosti:
Vznikajú interakcie medzi molekulami A a B.
Zníženie tlaku pár a zvýšenie bodu varu.
Uvoľňuje sa teplo do okolia.
Zmenšuje sa objem.
Pri konštantnom tlaku
Čisté B
Čisté A
Bod varu
Maximálny bod varu

46. A je prchavejšia a X’ > X Para sa obohacuje o prchavejšiu zložku.
Fázová rovnováha: bod varu- zloženie a frakčná destilácia.
Vlastnosti:
A je prchavejšia a X’ > X
Para sa obohacuje o prchavejšiu zložku.
A sa hromadí v destiláte zatiaľčo B zostane vo zvyšku po destilácii. g
Bod varu
likvidus

47. Frakčná destilácia
(2)
(4)
(1)
(3)
A (prchavejšia) prejde do destilátu a B ostane vo zvyšku po destilácii.

48. Fázová rovnováha: frakčná destilácia
Zhrnutie:
Krivka zloženia pary je nad krivkou likvidu v diagrame bod varu-zloženie.
V procese frakčnej destiláce ) vyparovanie a kondenzácia) postupne získame pary čistej zložky A , ktorá je prchavejšia.
Zvyšok po destilácii sa postupne obohacuje o zložku B,ktorá je menej prchavá.

49. Poznámky:
Na konci 3 etáp destilácie –kondenzácie sa obsah A v destiláte zmení z X na X’’’ .
Vo zvyšku po destilácii sa obsah B, XB ,postupne zvýši z x na 1.0.

50. Fázová rovnováha: Azeotropická zmes
Roztok so zápornou odchýlkou:
Maximálny bod varu zmesi.
Destilát môže byť čisté A (začína z bodu Y) alebo čisté B(začiatok v x).
Destilačný zvyšok je azeotropická zmes
V azeotropickej zmesi má kvapalná a plynná fáza, ktorá je s ňou v rovnováhe rovnaké zloženie. T

51. Roztok s kladnou odchýlkou: Minimálny bod varu.
Fázová rovnováha: Azeotropická zmes
Roztok s kladnou odchýlkou:
Minimálny bod varu.
Zvyšná kvapalina môže byť čisté A (začiatok v x) alebo čisté B(začiatok v Y).
Destilát je azeotropická zmes. T

52. ZHRNUTIE Roztoky obsahujú minimálne dve zložky v jednej fáze
Rozpustnosť zložiek závisí od tlaku a od teploty
Rozpustená zložky spôsobí zvýšenie bodu varu a zníženie bodu openia rozpúšťadla
Tlak pary rozpustenej zložky je menší ako tlak nasýtenej pary zložky pri tej istej teplote

53. Otázky?