Учение о растворах менделеева кратко

Обновлено: 05.07.2024

Растворы имеют важное значение в жизни и практической деятельности человека. Растворами являются все важнейшие физиологические жидкости (кровь, лимфа и т.д.). Организм – сложная химическая система, и подавляющее большинство химических реакций в организме происходит в водных растворах. Именно по этой причине человеческий организм на 70 % состоит из воды, а сильное обезвоживание организма наступает быстро и является очень опасным состоянием.

Многие технологические процессы, например получение соды или азотной кислоты, выделение и очистка редких металлов, отбеливание и окрашивание тканей, протекают в растворах.

Чтобы понять механизм многих химических реакций, необходимо изучить процессы, протекающие в растворах.

Раствор – твердая, жидкая или газообразная гомогенная система, состоящая из двух или более компонентов.

Гомогенная система состоит из одной фазы.

Фаза - часть системы, отделенная от других ее частей поверхностью раздела, при переходе через которую свойства (плотность, теплопроводность, электропроводность, твердость и т.д.) изменяются скачкообразно. Фаза может быть твердой, жидкой, газообразной.

Наиболее важным видом растворов являются жидкие растворы, но в широком смысле растворы также бывают еще твердые (сплав латунь: медь, цинк; сталь: железо, углерод) и газообразные (воздух: смесь азота, кислорода, углекислого газа и различных примесей).

Раствор содержит не менее двух компонентов, из которых один является растворителем, а другие – растворенными веществами.

Растворитель – это компонент раствора, находящийся в том же агрегатном состоянии, что и раствор. Растворителя в растворе по массе всегда больше, чем остальных компонентов. Растворенное вещество находится в растворе в виде атомов, молекул или ионов.

От растворов отличаются:

Суспензия – это система, состоящая из мелких твердых частиц, взвешенных в жидкости (тальк в воде)

Эмульсия– это система, в которой одна жидкость раздроблена в другой, не растворяющей ее жидкости (т.е. мелкие капли жидкости, находящихся в другой жидкости: например,бензин в воде).

Аэрозоль – газ со взвешенными в нем твердыми или жидкими частицами (туман: воздух и капли жидкости)

Суспензии, эмульсии и аэрозоли состоят из нескольких фаз, они не гомогенны и являются дисперсными системами. Суспезии, эмульсии и аэрозоли – не растворы!

Химическая теория растворов.

Растворитель химически взаимодействует с растворенным веществом.

Химическая теория растворов создана Д.И. Менделеевым в конце ХIХв. на основании следующих экспериментальных фактов:

1) Растворение любого вещества сопровождается поглощением или выделением теплоты. То есть растворение является экзотермической или эндотермической реакцией.

Экзотермический процесс – процесс, сопровождающийся выделением тепла во внешнюю среду (Q>0).


Эндотермический процесс – процесс, сопровождающийся поглощением тепла из внешней среды (Q

3) При растворении некоторых бесцветных веществ образуются окрашенные растворы. (пример: CuSO4 – бесцветный, дает синий раствор).

Объяснение: при растворении некоторых бесцветных солей образуются окрашенные кристаллогидраты.

Вывод: Растворение – это сложный физико-химический процесс, при котором происходит взаимодействие (электростатическое, донорно-акцепторное, образование водородной связи) между частицами растворителя и растворенных веществ.

Процесс взаимодействия растворителя с растворенным веществом называется сольватацией. Продукты этого взаимодействия – сольваты. Для водных растворов применяются термины гидратация и гидраты.

Иногда при выпаривании воды кристаллы растворенного вещества оставляют часть молекул воды в своей кристаллической решетке. Такие кристаллы называются кристаллогидратами.Записываются так: CuSO4*5Н2О. То есть, каждая молекула сульфата меди CuSO4 удерживает около себя 5 молекул воды, встраивая их в свою кристаллическую решетку.

Лекция 1.

Растворы имеют важное значение в жизни и практической деятельности человека. Растворами являются все важнейшие физиологические жидкости (кровь, лимфа и т.д.). Организм – сложная химическая система, и подавляющее большинство химических реакций в организме происходит в водных растворах. Именно по этой причине человеческий организм на 70 % состоит из воды, а сильное обезвоживание организма наступает быстро и является очень опасным состоянием.

Многие технологические процессы, например получение соды или азотной кислоты, выделение и очистка редких металлов, отбеливание и окрашивание тканей, протекают в растворах.

Чтобы понять механизм многих химических реакций, необходимо изучить процессы, протекающие в растворах.

Раствор – твердая, жидкая или газообразная гомогенная система, состоящая из двух или более компонентов.

Гомогенная система состоит из одной фазы.

Фаза - часть системы, отделенная от других ее частей поверхностью раздела, при переходе через которую свойства (плотность, теплопроводность, электропроводность, твердость и т.д.) изменяются скачкообразно. Фаза может быть твердой, жидкой, газообразной.

Наиболее важным видом растворов являются жидкие растворы, но в широком смысле растворы также бывают еще твердые (сплав латунь: медь, цинк; сталь: железо, углерод) и газообразные (воздух: смесь азота, кислорода, углекислого газа и различных примесей).

Раствор содержит не менее двух компонентов, из которых один является растворителем, а другие – растворенными веществами.

Растворитель – это компонент раствора, находящийся в том же агрегатном состоянии, что и раствор. Растворителя в растворе по массе всегда больше, чем остальных компонентов. Растворенное вещество находится в растворе в виде атомов, молекул или ионов.

От растворов отличаются:

Суспензия – это система, состоящая из мелких твердых частиц, взвешенных в жидкости (тальк в воде)

Эмульсия– это система, в которой одна жидкость раздроблена в другой, не растворяющей ее жидкости (т.е. мелкие капли жидкости, находящихся в другой жидкости: например,бензин в воде).

Аэрозоль – газ со взвешенными в нем твердыми или жидкими частицами (туман: воздух и капли жидкости)

Суспензии, эмульсии и аэрозоли состоят из нескольких фаз, они не гомогенны и являются дисперсными системами. Суспезии, эмульсии и аэрозоли – не растворы!

Химическая теория растворов.

Растворитель химически взаимодействует с растворенным веществом.

Химическая теория растворов создана Д.И. Менделеевым в конце ХIХв. на основании следующих экспериментальных фактов:

1) Растворение любого вещества сопровождается поглощением или выделением теплоты. То есть растворение является экзотермической или эндотермической реакцией.

Экзотермический процесс – процесс, сопровождающийся выделением тепла во внешнюю среду (Q>0).

Эндотермический процесс – процесс, сопровождающийся поглощением тепла из внешней среды (Q

Нажмите, чтобы узнать подробности

Цель: Доказать, что именно работы Д. И. Менделеева по химизму растворов стали основополагающими для изучения спиртов, дальнейшего применения их в пищевой промышленности.

  1. Исследовать работы Д. И. Менделеева о растворах.
  2. Определить роль Менделеева в исследовании растворов и спиртов, полагаясь на работы известных химиков.
  3. Изучить все возможные спирты используемые в пищевой промышленности.

Тема: Д. И. Менделеев – основоположник теории растворов в России. Использование спиртов в пищевой промышленности.

Автор: Ильина Анастасия Юрьевна

9 декабря 2010 года

172840, Тверская область, город Торопец, пл 1 Мая д 1а

Тел 2-15-37 - секретарь

Тел 2-10-03 – заведующая учебной частью

Цели и задачи работы:

Цель: Доказать, что именно работы Д. И. Менделеева по химизму растворов стали основополагающими для изучения спиртов, дальнейшего применения их в пищевой промышленности.

Исследовать работы Д. И. Менделеева о растворах.

Определить роль Менделеева в исследовании растворов и спиртов, полагаясь на работы известных химиков.

Изучить все возможные спирты используемые в пищевой промышленности.

Исследованиям в области растворов Менделеев посвятил больше сил и времени - начиная с 1862 г. и до конца XIX века, чем какой-либо другой научной тематике, не исключая даже развитие учения о периодичности.

Первой большой работой Д.И. Менделеева по растворам является его докторская диссертация "О соединении спирта с водою", защита которой состоялась в 1865 г. в Санкт-Петербургском университете.

В то время господствовала химическая теория, согласно которой в растворе происходит некоторое взаимодействие частиц, обусловленное слабыми силами химического сродства, в результате чего образуются соединения неопределенного состава - гидраты. Рассматривая растворы как неопределенные соединения, Менделеев стремился раскрыть взаимосвязь между определенными и неопределенными соединениями: "Считаю, впрочем, не лишним заметить, что рассмотрение совокупности ныне известных фактов, относящихся к неопределенным химическим соединениям, приводит меня к убеждению о том, что определенные химические соединения составляют только частный случай неопределенных химических соединений, что более полное изучение последних отразится в теоретических воззрениях на всю совокупность химических сведений. Собрание материалов, нужных для решения вопроса о неопределенных соединениях, составляет задачу моих работ"- писал он во "Введении" к диссертации.

Пять ее глав посвящены разработке методики точных измерений и проверке данных о совпадении максимума сжатия с пайным отношением компонентов раствора, что должно было свидетельствовать о существовании в растворах определенных химических соединений.

Развитие идей Д.И. Менделеева

В 1880-х гг. была сформулирована и признана многими учеными теория электролитической диссоциации (Аррениус С.А. (1859-1927)), между ее сторонниками, а также приверженцами физической теории растворов Я.Х. Вант-Гоффа (1852-1911), и сторонниками химической теории растворов возникла острая дискуссия, в процессе которой было выполнено множество экспериментальных и теоретических работ, что способствовало бурному развитию учения о растворах и физической химии в целом. Сторонники химической теории, особенно в Англии, в своих доводах во многом опирались на труды Менделеева, в то время как противники не признавали их ценности даже для дополнения и развития теории электрической диссоциации.

Сам Менделеев к этой теории относился отрицательно до конца жизни, хотя и признавал ее важность для развития науки. Однако, разрабатывая преимущественно химическую теорию растворов, Менделеев считал необходимым согласовывать ее с физической теорией, поскольку эти две точки зрения на природу растворов должны способствовать созданию общей теории растворов: "Образование растворов может рассматриваться с двух сторон: физической и химической, и в растворах виднее, чем где-либо, насколько эти стороны естествознания сближены между собою. К.П. Мищенко о работах Менделеева по растворам

Основные положения учения Менделеева о растворах можно кратко охарактеризовать, одновременно связывая их с современными нам понятиями и терминами, следующими словами:

1. Возникновение и существование раствора невозможно без взаимодействия между всеми частицами, как его образующими, так и являющимися результатом сопровождающих растворение химических процессов. При этом Менделеев вкладывает в понятия "сродство" и "химическое взаимодействие" предельно широкое содержание, вполне оправданное современными нам представлениями.

Говоря: ". в растворах действующая сила, связь производящая, бывает различного напряжения"; указывая, что "определенные химические соединения составляют только частный случай неопределенных химических соединений"; неоднократно подчеркивая, что определенные химические соединения в растворах только более прочны, чем все прочие, и "только в этой различной степени прочности и должно видеть различия между растворами в собственном смысле и другими видами химических соединений", - он как бы предугадывает те многообразные типы взаимодействия, какие нам известны сейчас - от прочных ковалентных связей, через различные формы поляризационных взаимовлияний до сравнительно малых дисперсионных сил, делающих возможным образование многокомпонентных растворов неполярных веществ, например жидких инертных газов, углеводородов и др. С современной точки зрения и процесс, например, конденсации любого чистого газа, состоящего из однородных частиц, можно рассматривать как "химическую реакцию" образования жидкого "раствора" под влиянием сил взаимодействия между этими частицами.

Нам кажется, что такой подход отвечает духу учения Менделеева. В понятие "раствор" он вкладывает очень широкое содержание, охватывая им также и жидкие металлические сплавы, стекла и т. д.

В полном соответствии с современными нам взглядами Менделеев допускает возможность всех видов химического взаимодействия при растворении, в том числе образование более или менее устойчивых соединений, реакций замещения или двойного разложения, реакций разложения под влиянием растворителя и др.

2. Раствор является динамической системой, в которой в различной степени диссоциирующие при данной температуре более или менее прочные соединения находятся в подвижном равновесии со своими продуктами диссоциации в соответствии с законом действия масс. При этом в разных зонах концентраций одной и той же системы могут доминировать различные равновесия, что приводит к невозможности описать всю область концентраций системы одной функциональной зависимостью. [. ].

В этом - вторая характерная черта учения Менделеева о растворах, нашедшая полное подтверждение в последующем. Достаточно вспомнить о хорошо изученной в наше время системе HNO3 - Н2О, чтобы убедиться в торжестве идей Менделеева. Тщательные оптические, криометрические, термохимические и электрохимические исследования указанной системы приводят к выводу о глубоких различиях в природе этих растворов в различных зонах концентраций Представление Менделеева о "постоянном друг с другом обмене" между частицами раствора также нашло многочисленные подтверждения. Достаточно вспомнить о безусловном обмене молекулами воды между гидратными оболочками ионов и не входящей в эти оболочки водой, обмене более или менее интенсивном в зависимости от энергии гидратации; или о протонном обмене при образовании ионов оксониевого типа; или, в случае комплексных соединений, об обмене между ионами-аддендами и такими же ионами, находящимися в сольватированном состоянии в растворе. Частота этих обменов зависит от "времени контакта" с соответствующей частицей, а это время - от энергии взаимодействия.

Вполне оправданно с точки зрения новых данных и убеждение Менделеева в применимости закона действия масс к взаимодействиям в растворе. Он пишет: "Так как при действии химических сил частичные веса действующих веществ играют главную роль, то за самое рациональное выражение состава растворов должно считать представление их состава химическими формулами или частичными количествами действующих веществ. Главная выгода такого обозначения состоит в том, что оно явно указывает на природу сил, при растворении действующих".

Таковы основные положения последовательного и стройного учения Менделеева о растворах, как мы видим, значительно опередившего существовавшие в его время частные обобщения и теории современников и легшего в основу дальнейших успехов в этой области .

В пищевой промышленности широкое применение спиртов общеизвестно: основой всех алкогольных напитков является этанол, который получается при сбраживании пищевого сырья — винограда, картофеля, пшеницы и прочих крахмало- или сахаросодержащих продуктов.

Кроме того, этиловый спирт используется в качестве компонента (растворителя) некоторых пищевых и ароматических эссенций (ароматизаторов), широко используемых в кулинарии, при выпечке кондитерских изделий, производстве шоколада, конфет, напитков, мороженного, варений, желе, джемов, конфитюров и пр.

Однако, этиловым, список спиртов, используемых в индустрии продуктов питания, не ограничивается. Спирты можно встретить среди самых разных пищевых добавок [289] :

глицерин (E422) — влагоудерживающий агент, растворитель, загуститель, разделитель [К 22] , плёнкообразователь [К 23] , средство для капсулирования;

зеаксантин [К 24] — краситель;

ксилит (E967) — сахарозаменитель;

лютеин (E161b) — краситель;

маннит (E421) — сахарозаменитель, наполнитель, носитель, антислеживатель, разделитель;

Открытия Менделеева

Дмитрий Менделеев

Не все открытия Менделеева так известны, как его периодическая таблица элементов, и не все они так же значительны. Однако, Дмитрий Иванович не был бы одним из величайших учёных в истории человечества, если бы его вклад в науку ограничился бы одной лишь этой таблицей. Всю жизнь он трудился на благо человечества, не покладая рук, и навсегда вписал в историю своё имя.

Открытия и изобретения Д. И. Менделеева

Периодический закон

Таблица Менделеева

Периодическая таблица элементов – самое знаменитое открытие Дмитрия Менделеева, ей пользуется весь мир

Именно он лёг в основу периодической таблицы элементов, самого известного открытия Менделеева. Широко распространён миф о том, что таблица якобы привиделась учёному во сне, причём этот миф зародился ещё при его жизни. Сам Дмитрий Иванович его с негодованием отвергал, и даже обижался, когда его спрашивали, правда ли это. Его до глубины души возмущало то, что плод многолетней работы, по мнению окружающих, мог достаться ему так легко. Над своей таблицей он действительно работал годами, и даже оставил в ней места для элементов, которые на тот момент ещё не были открыты. Позднее другие учёные действительно их получили – Менделеев был прав, он вычислил даже атомный вес элементов, о существовании которых лишь догадывался.

Факты о Сатурне

40 интересных фактов о Сатурне

Факты об Азовском море

20 интересных фактов об Азовском море

Бездымный порох

По сравнению с обыкновенным порохом бездымный обладает рядом преимуществ – он лучше сгорает и меньше пачкает ствол. В ту эпоху в Российской империи технологии производства бездымного пороха были неизвестны, и его приходилось втридорога закупать за рубежом. Одним из важнейших открытий Менделеева стала именно эта технология, причём он раскрыл её секрет очень оригинальным образом. Дмитрий Иванович просто изучил таможенные накладные стран, занимавшихся производством бездымного пороха, и установил список веществ, из которых его изготавливают, а об остальном он попросту догадался благодаря своим знаниям. Конечно, не всё было так просто, ему потребовалось множество экспериментов, чтобы добиться желаемого, но в конце концов результат был достигнут. Пороходелием Дмитрий Менделеев был изобретён на протяжении нескольких лет, и посвятил этой теме 68 научных работ.

Менделеев

Метеорологические исследования

Воздушный шар Менделеева

Воздушный шар, на котором совершил свой исторический полёт Дмитрий Менделеев

Дмитрий Иванович всегда говорил, что учёный-естествоиспытатель должен не только заниматься сухой теорией, но и самолично подавать пример, иначе грош ему цена. Подтверждая собственные слова, он поднялся в небо на воздушном шаре экспериментальной конструкции, который тогда ещё был диковинкой, и в ходе этого полёта провёл множество замеров температуры воздуха на различной высоте, придя к выводам о зависимости температуры от высоты над уровнем моря. Это открытие Менделеева в дальнейшем легко в основу множества трудов по метеорологии, а сам отважный учёный преодолел на наполненном водородом воздушном шаре несколько сотен километров, прямо в воздухе устранив неисправность выпускного клапана, и совершил благополучную посадку в Московской области.

Критическая температура

Универсальная газовая постоянная

Уравнение Менделеева Клапейрона

Уравнение Менделеева – Клапейрона, или уравнение идеального газа

Изучению газов и их свойств Дмитрий Иванович посвятил много лет и немало научных работ. Основным и важнейшим их итогом стало открытие Менделеевым универсальной газовой постоянной, которая является неотъемлемой частью уравнения идеального газа, известного каждому физику и химику. Это уравнение состояние ныне известно, как уравнение Менделеева – Клапейрона, так как оба этих учёных открыли его одновременно. В научном мире это довольно распространённая практика, когда одно открытие называют именами сразу нескольких человек. Что интересно, Бенуа Клапейрон, второй учёный, также являлся членом Петербургской Академии наук, хотя жил и работал он в Париже.

Пикнометр

Изобретение Менделеева

Научный прибор пикнометр, одно из изобретений Менделеева

Это прибор, который применяется для измерения плотности газообразных, жидких и твёрдых веществ, а заодно и одно из незаслуженно забытых, но важных изобретений Менделеева. Современные пикнометры основаны именно на изобретённом им приборе, просто благодаря новым технологиям они стали надёжнее и точнее, при этом принцип их работы не изменился. Историки утверждают также, что прототип пикнометра был изобретён ещё в XI веке арабским учёным Абу аль-Бируни, но об этом стало известно только в наше время. О существовании изобретения аль-Бируни в XIX веке никто даже не догадывался, так как оно к тому моменту было уже давно и прочно забыто. Сейчас он, кстати, очень высоко почитается, особенно на территории современного Узбекистана, где он некогда родился. Его имя носят улицы во множестве городов этой страны.

Раздел 1 . Химическая теория растворов Д.И.Менделеева.


2. В 1865-1877гг. Д.И.Менделеев отмечал, что процесс растворения делится на две стадии: растворенное вещество вместе с одной частью жидкости образует определенное химическое соединение, и это последнее растворяется в остальной части той же жидкости. Каждая стадия при этом обусловлена действием химических сил, но разной интенсивности. Требовалось, однако, выяснить вопрос о взаимодействии определенного соединения и среды. Решение этого вопроса Д.И.Менделеев вынашивал несколько лет.

Эти мысли о равновесии в растворах Д.И.Менделеев прокомментировал результатами исследований Г.Г.Густавсона над реакциями двойного разложения в отсутствии воды, показывающих общность тезиса о движении атомов и частиц и о подвижном равновесии.

Его распад, т.е. сам раствор надо рассматривать как химическую систему, состоящую из молекул гидрата аммиака и молекул воды (избыток растворителя), находящихся в равновесии с аммиаком, содержащимся в газовой фазе при данной температуре. Таких химических систем может быть много, они отличаются присущими им специфическими и даже индивидуальными свойствами (спирт и вода, хлористый водород и вода и т.п.). Эти мысли о равновесии в растворах Д.И.Менделеев прокомментировал результатами исследований Г.Г.Густавсона над реакциями двойного разложения в отсутствии воды, показывающих общность тезиса о движении атомов и частиц и о подвижном равновесии.

В лекциях по общей химии, прочитанных в 1880-1881 учебном году. Менделеев снова возвращается к тем же вопросам:

Раздел 2. Теория электролитической диссоциации Аррениуса.


Носителем кислотных свойств является катион водорода, а носителем основных свойств – анион гидроксогруппы.

Нейтрализация состоит в соединении этих ионов: Н + +ОН - → Н 2 О.

Концентрация водородных ионов – количественная мера кислотности; щелочность среды определяется концентрацией гидроксид-ионов.

Борьба за признание теории электролитической диссоциации.

Научные дискуссии между сторонниками химической теории растворов и сторонниками физической теории Вант-Гоффа и теории электролитической диссоциации Аррениуса представляет собою одну из интереснейших страниц истории химии.

В борьбу были вовлечены почти все крупные физикохимии того времени. Это, конечно, повлекло за собой постановку большого числа экспериментальных и теоретических работ высокой ценности с целью доказать или опровергнуть новые воззрения на природу растворов. Это привело к изучению ряда новых вопросов, выдвинутых в процессе обсуждения спорных моментов. Разделившись на два лагеря, ученые старались на фактах доказать и упрочить свои взгляды, трактующие процесс растворения с химической и физической точки зрения. Дискуссия носила строго научный принципиальный, творческий характер. Ее девизом было - никаких голословных утверждений и пустых деклараций. Ученые выступали, вооруженные экспериментальными фактами, новыми гипотезами, которые подкреплялись опять-таки фактами. Этим и объясняется плодотворность такой борьбы, давшей толчок движению науки вперед.

Выступления противников теории электролитической диссоциации способствовали, например, выяснению причин электролитической диссоциации, условий существования ионов в растворе и тех аномалий, которые были найдены при изучении неводных растворов и сильных электролитов. Все это в конечном итоге привело к бурному развитию учения о растворах и физической химии вообще.

В чем же причина того, что теория электролитической диссоциаций вызвала почти тотальную оппозицию химиков? Основная причина заключалась в том, что новая теория находилась, казалось бы, в глубоком противоречии с господствующими тогда теоретическими концепциями и опытными данными.

2. Широко был принят ничем не доказанный факт, что, например, в водном растворе хлорида натрия содержатся только его молекулы. Так думали потому, что при испарении раствора или вообще при удалении растворителя получается тот же самый хлорид натрия, который был взят до растворения.

3. Оставалось, однако, неясным, какие причины обусловливают появление свободных заряженных ионов в растворах, каковы условия существования ионов в растворе. Откуда берется энергия на разложение прочных соединений при растворении? С. Аррениус и В. Оствальд в то время еще не могли объяснить, как появляются электрические заряды на частицах, образующихся при диссоциации электронейтральных молекул электролита. Не был ясен также вопрос о том, почему положительные ионы, находясь в растворе вместе с отрицательными, не разряжаются и не образуют нейтральных частиц.

Теория Аррениуса ответа на эти вопросы не давала. В связи с этим, с одной стороны, раздавались голоса о полной непригодности этой теории; предпринимались даже попытки заменить ее другой. Но эти попытки не имели успеха. С другой стороны, сторонники химической теории настойчиво обращали внимание на роль и влияние растворителя в процессах диссоциации. Было ясно, что игнорирование сколько-нибудь тесной связи между ионами и частицами растворителя, характеризующее теорию Аррениуса в ее первоначальном виде, составляло ее наиболее слабую, уязвимую сторону.

По его мнению, гипотеза свободных ионов не только не противоречит, как об этом говорят его противники, существующим основным прин­ципам физики, но, наоборот, является непосредственным следст­вием принципа сохранения вещества и энергии и закона Фарадея.

К концу первого десятилетия XX в. споры между сторонника­ми химической теории растворов и теории электролитической диссоциации стали затихать. Многие вопросы при совместном об­суждении были выяснены; отдельные положения теории электролитической диссоциации были изменены и дополнены. В про­цессе взаимного обсуждения крайние воззрения уточнились, освободились от своей односторонней ограниченности. Сближе­ние двух теорий произошло по мере дальнейшего развития из­учения химических свойств растворов, процессов сольватации, ассоциации и комплексообразования.

В целом теория электро­литической диссоциации с честью выдержала борьбу. Она посте­пенно добилась широкого признания, и можно было предвидеть, что этой теории предстоят еще долгие годы жизни. Найденные отступления от теории электролитической диссоциации открывали путь для широкого исследования гидратации ионов, природы неводных растворов и сильных электролитов.

Исследования процессов растворения веществ.

Опыт № 1. Изучение теплового эффекта при растворении солей в воде.

В своей исследовательской работе я провел опыт, схожий с поставленным в 1744 году М.В. Ломоносовым.

Температура помещения +18°с.

Температура воды +16°с; объем воды 50 мл.

Температура кристаллического нитрата аммония +3°с; его масса 5 гр.

В колбу налили воду и добавили кристаллический нитрат аммония. Раствор перемешали стеклянной палочкой. Колба резко охладилась.

В этой реакции происходят 2 процесса:

Первый процесс – разрушение кристаллической решетки нитрата аммония. Для этого необходима энергия(энергия затрачивается).

Второй процесс – образование гидратированных ионов, при этом выделяется энергия.

Сумма этих двух процессов дает энергетический эффект реакции.

Так как температура раствора уменьшается, то можно с уверенностью говорить, что первый процесс(разрушение кристаллической решетки) преобладает над вторым(гидратация ионов).

Можно привести пример выделения энергии при растворении солей: растворение карбоната натрия(температура +18 °с).

Опыт № 2. Изучение изменения плотности растворов.

Д.И. Менделеевым в 1865 году было установлено, что при смешении 45, 8% безводного спирта и 54, 1 % воды происходит заметное сжатие раствора. Причину этого сжатия Д. И. Менделеев объяснил образованием соединения С 2 Н 5 ОН*3Н 2 О.

На этом основании ученый пришел к выводу, что растворы получаются в результате взаимодействия образующих раствор компонентов. В результате этого взаимодействия в растворе образуются определенные химические соединения-гидраты .

Смешав 8 мл. спирта с 12 мл. воды, нами был получен аналогичный результат. Объем образовавшегося раствора стал меньше, чем предполагаемый суммарный объем. Это подтверждает образование химического соединения между частицами растворенного вещества и растворителя.

Сравнительный анализ теории растворов.

Сравнение основных положений теорий растворов.

В процессе длительной полемики, как перед физической, так и перед химической теорией растворов были поставлены самые сложные и запутанные вопросы, требовавшие кардинального решения.

Борьба между сторонниками физической и химической теории на растворы, представляет одну из любопытнейших исторических картин развития физической химии.

В процессе взаимного обсуждения крайние воззрения уточнились, освободились от односторонней ограниченности. Сближение двух теорий происходило по мере дальнейшего развития изучения химических свойств растворов, процессов сольватации, ассоциации и комплексообразования.

В настоящее время установлено, что в растворах образуются различной сложности ассоциаты и комплексы. Учесть и описать все виды взаимодействия (диполь-дипольное, ион-дипольное) между частицами, составляющими раствор, пока не представляется возможным.

В последние годы наметились новые тенденции в изучении структурно-динамических свойств растворов. Прежде всего, это связано с внедрением статической физики в теорию растворов. Исследования в этом направлении с применением вычислительной техники, видимо, позволят создать не только новые качественные, но и количественные обобщения о структурно-молеклярных и термодинамических свойствах водных и неводных растворов в широком диапазоне концентраций.

Наша задача заключалась в том, чтобы раскрыть основные идеи и проследить научные направления теории растворов, у истоков которой стоял гениальный русский исследователь - М. В. Ломоносов.

В теории растворов М. В. Ломоносов, как и во всех своих трудах, последовательно проводит точку зрения. Важное значение имеет разделение М. В. Ломоносовым растворов на такие, при образовании которых теплота выделяется, и на такие, для составления которых нужно затратить тепло.

Ломоносов впервые указал на то, что растворимость изменяется с повышением температуры, что в процессе растворения, в частности соль, поглощает тепло. Это явление он объясняет, исходя из своей атомно-молекулярной теории.

Ломоносов предвосхищает явление гидратации, заключающееся в том, что ионы, на которые распадается в растворе соль, окружаются плотно пристающими к ним молекулами воды.

Поэтому, можно с уверенностью сказать, что положения М.В. Ломоносова о растворах не только не противоречат современным теориям, но и качественно подтверждаются в ходе экспериментов.

Он заметил также, что растворы кипят при более высокой температуре, а замерзают при более низкой, чем чистый растворитель, и определил качественную связь между концентрацией раствора и температурой его замерзания. Количественная связь между этими двумя параметрами была найдена лишь в 1878 году - через 130 лет после работ русского ученого.

Созданная Ломоносовым физическая химия получила широкое развитие в трудах его преемников – русских ученых Т.Е.Ловица, Г.И.Гесса, Н.Н.Бекетова, Д.И.Менделеева и др.

Астафуров В. И. – М. В. Ломоносов: Для славы народа российского. М.:Просвещение. 2001 г.

Крицман В.И. – Книга для чтения по неорганической химии. Ч.1. М.: Просвещение.1983 г.

М.В. Ломоносов. Сочинения, под ред. А.А.Морозова, М., Гослитиздат, 1961

Менделеев Д.И. Растворы. М. – Л., 1959.

Сафонова И. Н., Юрков Г. К. – Вода. М.: Государственное учебно-педагогическое издательство Министерства Просвещения РСФСР. 1962 г.

Соловьев Ю. И. – История химии: Развитие химии с древнейших времен до конца XIX в. М.: Просвещение. 1983 г.

Соловьев Ю. И., Трифонов Д. Н., Шамин А. Н. – История химии: Развитие основных направлений современной химии. М.:Просвещение. 1984 г.

Ченакал В. Л. – М. В. Ломоносов в портретах, иллюстрациях, документах. М., Л. Просвещение. 1965 г.

1 М.В. Ломоносов. Сочинения, под ред. А.А.Морозова, М., Гослитиздат, 1961

2 Д.И. Менделеев. Растворы. М. – Л., 1959

3 Соловьёв Ю.И. – История химии: развитие химии с древнейших времён до конца XIX в. М.: Просвещение. 1983 г.

Похожие документы:

Информационный бюллетень Администрации Санкт-Петербурга №38 (889) от 13 октября 2014 г

Заводе №8 чужим пушкам (заводов "Большевик", Гочкиса, Максима, "Рейнметалл" и др.) присваивали собственные заводские индексы, таким образом и система Лендера

. для сравнения с . И.Н.Борякаеву, теоре тические исследования . /г. Санкт-Петербург, г. Ленинград/ /196006 г. Санкт-Петербург Московский . ведение СНХ Северного района и переименован . Современные . оканчивает Ломоносовский институт; . Выборгского райкома . раствора .

К 1927 г позиции Амторга (то есть, фактически, ссср) на американском рынке выглядели двояко. Советский экспорт в США составлял всего 0,3% импорта Соединённых

Читайте также: