Prema veličini čestica rastvorene supstance, disperzni sistemi se dele na: homogene – pravi rastvori (veličina čestica < 1 nm), – koloidni rastvori (veličina čestica 1–100 nm). heterogene (veličina čestica > 100 nm). RASTVORI RASTVORI DISPERZNI SISTEMI Nastaju dispergovanjem (ravnomernim raspodeljivanjem) jedne supstance u drugoj. Sastoje se od dve komponente: rastvorene supstance (dispergovana faza, rastvorak), rastvarača (disperziono sredstvo) → supstanca koja je u višku. Homogeni disperzni sistemi = rastvori = homogene smeše: tečno – čvrsto (rastvori čvrstih supstanci u tečnostima), tečno – tečno (rastvori tečnosti u tečnostima), tečno – gas (rastvori gasova u tečnostima), čvrsto – čvrsto (čvrsti rastvori). Heterogeni disperzni sistemi = heterogene smeše: suspenzije – čvrsta supstanca dispergovana u tečnoj, emulzije – tečnosti koje se ne mešaju. RASTVORI RASTVORI DISPERZNI SISTEMI
15
Embed
RASTVORI DISPERZNI SISTEMI - opstahemija.tmf.bg.ac.rs hemija I/13_Rastvori.pdf · (H O) (supstance) 2 = ... sistem u ravnoteži teži da se suprotstavi nametnutoj promeni. Kada je
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Prema veličini čestica rastvorene supstance disperzni sistemi se dele nahomogene ndash pravi rastvori (veličina čestica lt 1 nm)
Rastvorljivost čvrste supstance u nekom rastvaraču zavisi odprirode čvrste rastvorene supstance i rastvaračatemperature
slično se u sličnom rastvara
dArr
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost čvrste supstance u rastvaraču (vodi) se izražava pomoću KOEFICIJENTA RASTVORLJIVOSTI (R) koji predstavlja maksimalnu masu supstance koja može da se rastvori u 100 g vode na datoj temperaturi
100 O)(H
)supstance( 2
sdot=m
mR
Bezdimenziona veličinaR (AgNO3 50 oC) = 4051 rArr u 100 g vode na 50 oC može maksimalno da se rastvori 4051 g AgNO3 Dijagram zavisnosti koeficijenta rastvorljivosti od temperature naziva se KRIVA RASTVORLJIVOSTI
RASTVORIRASTVORI
nezasićen rastvor
zasićen rastvor
presićen rastvor
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
KRIVA RASTVORLJIVOSTI
rArrR izražava sastav zasićenograstvora
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
Zasićen rastvor ndash sadrži maksimalnu masu rastvorene supstance u određenoj masi rastvarača na datoj tNezasićen rastvor ndash sadrži manje rastvorene supstance od zasićenog na određenoj t rarrkoncentracija je manja od koncentracije zasićenog rastvoraPresićen rastvor ndash sadrži više rastvorene supstance od zasićenog na određenoj t rarrkoncentracija je veća od koncentracije zasićenog rastvora
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
Ako zasićen rastvor sadrži maksimalnu masu supstance koja može da se rastvori u određenoj masi rastvarača na datoj t kako presićen rastvor sadrži višeDobija se naglim promenama t čime se ne dozvoljava postizanje stabilnog stanja rarr presićen rastvor je termodinamički nestabilanKada se u presićen rastvor doda ldquoklicardquo dolazi do kristalizacije viška rastvorene supstance i prelaska u stabilno stanje rarr zasićen rastvor
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
U većini slučajeva rastvorljivost raste sa porastom temperatureUticaj t na rastvorljivost neke supstance zavisi od toplotnog efekta rastvaranja te supstance (∆solH)Toplotni efekat rastvaranja supstance u rastvaraču može biti
endoterman (∆solH gt 0 t opada)egzoterman (∆solH lt 0 t raste)
KRIVE RASTVORLJIVOSTI
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
Le Šateljeov principkada se na sistem u dinamičkoj ravnoteži izvrši spoljašnji uticaj promenom nekog od faktora ravnoteže (c p t ) doći će do pomeranja ravnoteže u smeru suprotstavljanja spoljašnjem uticaju(ili) sistem u ravnoteži teži da se suprotstavi nametnutoj promeni
Kada je proces rastvaranja endoterman (toplota se apsorbuje sistem se hladi) rastvorljivost se povećava zagrevanjemKada je proces rastvaranja egzoterman (toplota se oslobađa sistem se greje) rastvorljivost se povećava hlađenjem
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
Pri rastvaranju čvrstih jonskih jedinjenja u vodi odigravaju se dva procesarazaranje kristalne rešetke (∆cH gt 0)hidratacija jona (∆hidH lt 0)
Toplotni efekat rastvaranja jonskog jedinjenja u vodi∆solH = ∆cH + ∆hidH rarr Hesov zakon
Ec ltlt 0 rArr ∆cH gtgt 0Entalpije rastvaranja su relativno male po apsolutnoj vrednosti rArr ∆hidH ltlt 0
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
RASTVARANJE SOLI U VODI
razaranje kristalne rešetke i hidratacija jona (okruživanje molekulima vode)
NaCl(s) Na+(aq) + Clndash(aq)H2O
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
Kristalohidrat i odgovarajuća anhidrovana so po pravilu imaju toplotne efekte rastvaranja suprotnog znaka (npr CuSO4middot5H2O i CuSO4)
∆solH (CuSO4middot5H2O) gt 0∆solH (CuSO4) lt 0
Pri rastvaranju kristalohidrata ∆cH gt ∆hidHproces hidratacije je manje izražen jer je deo jona u rešetki delimično hidratisan u prisustvu kristalne vodekristalna rešetka je znatno stabilnija
Pri rastvaranju anhidrovane soli∆hidH gt ∆cHproces hidratacije je znatno izraženiji
∆solH = ∆cH + ∆hidH
Rastvaranje jedne tečnosti u drugoj zavisi od prirode supstanci tj tipa međumolekulskih interakcija
RASTVORIRASTVORI
CH3OH u H2O velikadipol-dipolpolaran
CH3OH u C6H6maladipol-ind dipolnepolaranpolarna
CCl4 u H2Omalainddipol-dipolpolaran
CCl4 u C6H6velikaind dipol-ind dipolnepolarannepolarna
Rastvorljivost alkohola u vodi opada sa porastom molarne mase jer polarna ndashOH grupa predstavlja sve manji deo molekula a nepolarni ugljovodonični deo postaje sve veći
RASTVORIRASTVORI
tečnost para
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Iznad tečnosti postoji odgovarajuća gasovita faza (para) koja je u ravnoteži sa tečnošću
Dinamička ravnoteža broma u tečnom i gasovitom stanju
U stanju dinamičke ravnoteže izjednačene su brzine isparavanja i kondenzacije tečnostiPritisak gasovite faze rarr napon pare
Standardna tb vode iznosi 100 oC rarr t na kojoj napon vodene pare iznosi 101325 PaAko se snizi pritisak moguće je sniziti tbtečnosti rarr destilacija na sniženom pritisku ili vakuum destilacija rarr za tečnosti koje imaju visoku tb ili se razlažu na visokim t
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Napon pare tečnosti (p) zavisi od temperature tj raste sa povećanjem tTemperatura ključanja (tb) je temperatura na kojoj se napon pare izjednači sa atmosferskim pritiskom
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Idealni rastvor ndash rastvor jedne tečnosti u drugoj u kojem je tip međumolekulskih interakcija između molekula dve tečnosti sličan interakcijama između molekula u pojedinačnim tečnostima (npr smeša tj rastvor n-heptana u n-heksanu)Za idealne rastvore važe Raulovi zakoni (ima ih četiri)Raulov zakon
pri mešanju tečnosti dolazi do sniženja napona pare komponenata a napon pare svake tečnosti u smeši proporcionalan je njenom molskom udelu u rastvorup(A) = x(A) po(A)
napon paretečnosti u smeši
napon parečiste tečnosti
RASTVORIRASTVORI
p(A) = x(A) po(A)
psm = p(A)(čvrsta supstanca je neisparljiva rarr ne
utiče na napon pare)
p(A) = po(A) p(A) = x(A) po(A)p(B) = x(B) po(B)
psm = p(A) + p(B)psm = x(A) po(A) + x(B) po(B)
(obe komponente utiču na napon pare)
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Ukupan napon pare iznad rastvora (psm) jednak je zbiru napona pare svake komponente
RASTVORIRASTVORI
PRIMERI
Izračunati napon pare iznad 20 mas vodenog rastvora glukoze (C6H12O6) na 23 oC Napon pare čiste vode na 23 oC iznosi 2809 kPa
)OH(C O)(H)OH(
61262
2
nnn+
= 097 2809 kPa = 272 kPa
mol 444 mol g 0218g 08 O)(H 1ndash2 === M
mn
= 097
p = x(H2O) po(H2O)
x(H2O) =
glukoza je neisparljiva rarr ne utiče na napon pare
mol 011 mol g 8021g 02 )OH(C 1ndash6126 === M
mn
p = x(H2O) po(H2O)
mol 110 mol 444mol 444 +
=
RASTVORIRASTVORI
Rastvorljivost gasova u tečnostima zavisi odprirode rastvarača i gasatemperature pritiska
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova u tečnostima (nepolarnim i polarnim) je mala
NH3 u H2O velikadipol-dipolpolaran
NH3 u C6H6maladipol-ind dipolnepolaranpolaran
H2 u H2Omalainddipol-dipolpolaran
H2 u C6H6malaind dipol-ind dipolnepolarannepolaran
PrimerRastvorljivostTip interakcijeRastvaračGas
RASTVORIRASTVORI
40410ndash210110ndash23995Ar
695010ndash369510ndash33200O2
205810ndash329410ndash32802N2
67210ndash419210ndash42016H2
33610ndash416810ndash4400He
benzenvoda
Rastvorljivost (g100 g rastvarača)Molarna masa(g molndash1)Gas
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova (na 0 oC i 101 kPa)
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova raste sa porastom molarne mase zbog veće polarizabilnosti molekula
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost polarnih gasova u nepolarnim i polarnim rastvaračima je očekivana (slično se u sličnom rastvara)Neki polarni gasovi se neočekivano dobro rastvaraju u vodi rarr H2S HCl HF CO2 NH3 itd
pored dipol-dipol interakcija dolazi do hemijskih reakcija
H2S + H2O rarr H3O+ + HSndash
HCl + H2O rarr H3O+ + Clndash
CO2 + H2O rarr H+ + HCO3ndash
NH3 + H2O rarr NH4+ + OHndash
Velika rastvorljivost NH3 u poređenju sa SO2 (gas iste polarnosti) rarr zbog prisustva vodoničnih veza
RASTVORIRASTVORI
00044CO
07066SO2
895NH3
Rastvorljivost(g100 g vode)Gas
Rastvorljivost polarnih gasova u vodi(na 0 oC i 101 kPa)
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Pri zagrevanju molekuli gasa mogu lakše da savladaju međumolekulske privlačne sile u rastvoruZa većinu gasova rastvaranje u tečnosti je egzoterman proces rarr pri solvataciji (hidrataciji) molekula gasa toplota se oslobađa
Rastvorljivost gasova u tečnostima opada sa povećanjem temperature
RASTVORIRASTVORI
O2(g) O2(aq) ∆solH lt 0
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Kada je proces rastvaranja egzoterman (toplota se oslobađa sistem se greje) zagrevanjem se rastvorljivost smanjuje
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost gasova u tečnostima raste sa povećanjem pritiska
Henrijev zakon molski udeo gasa u rastvoru (x) je proporcionalan parcijalnom pritisku gasa iznad rastvora (p) na konstantnoj tx = Kp (K ndash Henrijeva konstanta)važi za male pritiskene važi za jako rastvorljive gasove i visoke pritiske
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Primena uticaja pritiska na rastvorljivost gasova u tečnostimaflaširanje gaziranih pića ndash u prisustvu CO2 na pritisku i do 4 atm kada se boca otvori i pritisak opadne na 1 atm rastvorljivost naglo opada i mehurići CO2 izlaze iz rastvora
Posledica uticaja pritiska na rastvorljivost gasova u tečnostimakesonska bolest ndash kada se brzo izroni sa većih dubina (visok p) na površinu (nizak p) naglo se smanji rastvorljivost gasova u krvi pa mehurići gasa ometaju normalnu cirkulaciju opasnost od dekompresije se smanjuje korišćenjem smeše HeO2 umesto vazduha jer He manje rastvorljiv od N2
RASTVORIRASTVORI
NAČINI IZRAŽAVANJA SASTAVA RASTVORA
Maseni udeo
)rastvora()supstance(
)smeše()supstance(
mm
mmw ==
100 )rastvora()supstance( sdot=
mmwu procentima rarr (mas)
ppm rarr parts per million rarr microgg rarr microgml
Rastvorljivost čvrste supstance u nekom rastvaraču zavisi odprirode čvrste rastvorene supstance i rastvaračatemperature
slično se u sličnom rastvara
dArr
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost čvrste supstance u rastvaraču (vodi) se izražava pomoću KOEFICIJENTA RASTVORLJIVOSTI (R) koji predstavlja maksimalnu masu supstance koja može da se rastvori u 100 g vode na datoj temperaturi
100 O)(H
)supstance( 2
sdot=m
mR
Bezdimenziona veličinaR (AgNO3 50 oC) = 4051 rArr u 100 g vode na 50 oC može maksimalno da se rastvori 4051 g AgNO3 Dijagram zavisnosti koeficijenta rastvorljivosti od temperature naziva se KRIVA RASTVORLJIVOSTI
RASTVORIRASTVORI
nezasićen rastvor
zasićen rastvor
presićen rastvor
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
KRIVA RASTVORLJIVOSTI
rArrR izražava sastav zasićenograstvora
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
Zasićen rastvor ndash sadrži maksimalnu masu rastvorene supstance u određenoj masi rastvarača na datoj tNezasićen rastvor ndash sadrži manje rastvorene supstance od zasićenog na određenoj t rarrkoncentracija je manja od koncentracije zasićenog rastvoraPresićen rastvor ndash sadrži više rastvorene supstance od zasićenog na određenoj t rarrkoncentracija je veća od koncentracije zasićenog rastvora
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
Ako zasićen rastvor sadrži maksimalnu masu supstance koja može da se rastvori u određenoj masi rastvarača na datoj t kako presićen rastvor sadrži višeDobija se naglim promenama t čime se ne dozvoljava postizanje stabilnog stanja rarr presićen rastvor je termodinamički nestabilanKada se u presićen rastvor doda ldquoklicardquo dolazi do kristalizacije viška rastvorene supstance i prelaska u stabilno stanje rarr zasićen rastvor
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
U većini slučajeva rastvorljivost raste sa porastom temperatureUticaj t na rastvorljivost neke supstance zavisi od toplotnog efekta rastvaranja te supstance (∆solH)Toplotni efekat rastvaranja supstance u rastvaraču može biti
endoterman (∆solH gt 0 t opada)egzoterman (∆solH lt 0 t raste)
KRIVE RASTVORLJIVOSTI
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
Le Šateljeov principkada se na sistem u dinamičkoj ravnoteži izvrši spoljašnji uticaj promenom nekog od faktora ravnoteže (c p t ) doći će do pomeranja ravnoteže u smeru suprotstavljanja spoljašnjem uticaju(ili) sistem u ravnoteži teži da se suprotstavi nametnutoj promeni
Kada je proces rastvaranja endoterman (toplota se apsorbuje sistem se hladi) rastvorljivost se povećava zagrevanjemKada je proces rastvaranja egzoterman (toplota se oslobađa sistem se greje) rastvorljivost se povećava hlađenjem
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
Pri rastvaranju čvrstih jonskih jedinjenja u vodi odigravaju se dva procesarazaranje kristalne rešetke (∆cH gt 0)hidratacija jona (∆hidH lt 0)
Toplotni efekat rastvaranja jonskog jedinjenja u vodi∆solH = ∆cH + ∆hidH rarr Hesov zakon
Ec ltlt 0 rArr ∆cH gtgt 0Entalpije rastvaranja su relativno male po apsolutnoj vrednosti rArr ∆hidH ltlt 0
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
RASTVARANJE SOLI U VODI
razaranje kristalne rešetke i hidratacija jona (okruživanje molekulima vode)
NaCl(s) Na+(aq) + Clndash(aq)H2O
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
Kristalohidrat i odgovarajuća anhidrovana so po pravilu imaju toplotne efekte rastvaranja suprotnog znaka (npr CuSO4middot5H2O i CuSO4)
∆solH (CuSO4middot5H2O) gt 0∆solH (CuSO4) lt 0
Pri rastvaranju kristalohidrata ∆cH gt ∆hidHproces hidratacije je manje izražen jer je deo jona u rešetki delimično hidratisan u prisustvu kristalne vodekristalna rešetka je znatno stabilnija
Pri rastvaranju anhidrovane soli∆hidH gt ∆cHproces hidratacije je znatno izraženiji
∆solH = ∆cH + ∆hidH
Rastvaranje jedne tečnosti u drugoj zavisi od prirode supstanci tj tipa međumolekulskih interakcija
RASTVORIRASTVORI
CH3OH u H2O velikadipol-dipolpolaran
CH3OH u C6H6maladipol-ind dipolnepolaranpolarna
CCl4 u H2Omalainddipol-dipolpolaran
CCl4 u C6H6velikaind dipol-ind dipolnepolarannepolarna
Rastvorljivost alkohola u vodi opada sa porastom molarne mase jer polarna ndashOH grupa predstavlja sve manji deo molekula a nepolarni ugljovodonični deo postaje sve veći
RASTVORIRASTVORI
tečnost para
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Iznad tečnosti postoji odgovarajuća gasovita faza (para) koja je u ravnoteži sa tečnošću
Dinamička ravnoteža broma u tečnom i gasovitom stanju
U stanju dinamičke ravnoteže izjednačene su brzine isparavanja i kondenzacije tečnostiPritisak gasovite faze rarr napon pare
Standardna tb vode iznosi 100 oC rarr t na kojoj napon vodene pare iznosi 101325 PaAko se snizi pritisak moguće je sniziti tbtečnosti rarr destilacija na sniženom pritisku ili vakuum destilacija rarr za tečnosti koje imaju visoku tb ili se razlažu na visokim t
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Napon pare tečnosti (p) zavisi od temperature tj raste sa povećanjem tTemperatura ključanja (tb) je temperatura na kojoj se napon pare izjednači sa atmosferskim pritiskom
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Idealni rastvor ndash rastvor jedne tečnosti u drugoj u kojem je tip međumolekulskih interakcija između molekula dve tečnosti sličan interakcijama između molekula u pojedinačnim tečnostima (npr smeša tj rastvor n-heptana u n-heksanu)Za idealne rastvore važe Raulovi zakoni (ima ih četiri)Raulov zakon
pri mešanju tečnosti dolazi do sniženja napona pare komponenata a napon pare svake tečnosti u smeši proporcionalan je njenom molskom udelu u rastvorup(A) = x(A) po(A)
napon paretečnosti u smeši
napon parečiste tečnosti
RASTVORIRASTVORI
p(A) = x(A) po(A)
psm = p(A)(čvrsta supstanca je neisparljiva rarr ne
utiče na napon pare)
p(A) = po(A) p(A) = x(A) po(A)p(B) = x(B) po(B)
psm = p(A) + p(B)psm = x(A) po(A) + x(B) po(B)
(obe komponente utiču na napon pare)
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Ukupan napon pare iznad rastvora (psm) jednak je zbiru napona pare svake komponente
RASTVORIRASTVORI
PRIMERI
Izračunati napon pare iznad 20 mas vodenog rastvora glukoze (C6H12O6) na 23 oC Napon pare čiste vode na 23 oC iznosi 2809 kPa
)OH(C O)(H)OH(
61262
2
nnn+
= 097 2809 kPa = 272 kPa
mol 444 mol g 0218g 08 O)(H 1ndash2 === M
mn
= 097
p = x(H2O) po(H2O)
x(H2O) =
glukoza je neisparljiva rarr ne utiče na napon pare
mol 011 mol g 8021g 02 )OH(C 1ndash6126 === M
mn
p = x(H2O) po(H2O)
mol 110 mol 444mol 444 +
=
RASTVORIRASTVORI
Rastvorljivost gasova u tečnostima zavisi odprirode rastvarača i gasatemperature pritiska
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova u tečnostima (nepolarnim i polarnim) je mala
NH3 u H2O velikadipol-dipolpolaran
NH3 u C6H6maladipol-ind dipolnepolaranpolaran
H2 u H2Omalainddipol-dipolpolaran
H2 u C6H6malaind dipol-ind dipolnepolarannepolaran
PrimerRastvorljivostTip interakcijeRastvaračGas
RASTVORIRASTVORI
40410ndash210110ndash23995Ar
695010ndash369510ndash33200O2
205810ndash329410ndash32802N2
67210ndash419210ndash42016H2
33610ndash416810ndash4400He
benzenvoda
Rastvorljivost (g100 g rastvarača)Molarna masa(g molndash1)Gas
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova (na 0 oC i 101 kPa)
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova raste sa porastom molarne mase zbog veće polarizabilnosti molekula
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost polarnih gasova u nepolarnim i polarnim rastvaračima je očekivana (slično se u sličnom rastvara)Neki polarni gasovi se neočekivano dobro rastvaraju u vodi rarr H2S HCl HF CO2 NH3 itd
pored dipol-dipol interakcija dolazi do hemijskih reakcija
H2S + H2O rarr H3O+ + HSndash
HCl + H2O rarr H3O+ + Clndash
CO2 + H2O rarr H+ + HCO3ndash
NH3 + H2O rarr NH4+ + OHndash
Velika rastvorljivost NH3 u poređenju sa SO2 (gas iste polarnosti) rarr zbog prisustva vodoničnih veza
RASTVORIRASTVORI
00044CO
07066SO2
895NH3
Rastvorljivost(g100 g vode)Gas
Rastvorljivost polarnih gasova u vodi(na 0 oC i 101 kPa)
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Pri zagrevanju molekuli gasa mogu lakše da savladaju međumolekulske privlačne sile u rastvoruZa većinu gasova rastvaranje u tečnosti je egzoterman proces rarr pri solvataciji (hidrataciji) molekula gasa toplota se oslobađa
Rastvorljivost gasova u tečnostima opada sa povećanjem temperature
RASTVORIRASTVORI
O2(g) O2(aq) ∆solH lt 0
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Kada je proces rastvaranja egzoterman (toplota se oslobađa sistem se greje) zagrevanjem se rastvorljivost smanjuje
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost gasova u tečnostima raste sa povećanjem pritiska
Henrijev zakon molski udeo gasa u rastvoru (x) je proporcionalan parcijalnom pritisku gasa iznad rastvora (p) na konstantnoj tx = Kp (K ndash Henrijeva konstanta)važi za male pritiskene važi za jako rastvorljive gasove i visoke pritiske
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Primena uticaja pritiska na rastvorljivost gasova u tečnostimaflaširanje gaziranih pića ndash u prisustvu CO2 na pritisku i do 4 atm kada se boca otvori i pritisak opadne na 1 atm rastvorljivost naglo opada i mehurići CO2 izlaze iz rastvora
Posledica uticaja pritiska na rastvorljivost gasova u tečnostimakesonska bolest ndash kada se brzo izroni sa većih dubina (visok p) na površinu (nizak p) naglo se smanji rastvorljivost gasova u krvi pa mehurići gasa ometaju normalnu cirkulaciju opasnost od dekompresije se smanjuje korišćenjem smeše HeO2 umesto vazduha jer He manje rastvorljiv od N2
RASTVORIRASTVORI
NAČINI IZRAŽAVANJA SASTAVA RASTVORA
Maseni udeo
)rastvora()supstance(
)smeše()supstance(
mm
mmw ==
100 )rastvora()supstance( sdot=
mmwu procentima rarr (mas)
ppm rarr parts per million rarr microgg rarr microgml
koja je potrebna za pripremu 250 cm3 rastvora koncentracije 075 mol dmndash3
RASTVORIRASTVORI
PRIMERI
11
)NaOH( Vnc =
22
)NaOH( Vnc =
rArr n(NaOH) = const = c1V1
= 075 mol dmndash3 25010ndash3 dm3 = 0188 mol
rArr V2 = 3ndash2 dm mol 06mol 1880 )NaOH( =c
n= 0031 dm3 = 31 cm3
RASTVORIRASTVORI
nezasićen rastvor
zasićen rastvor
presićen rastvor
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
KRIVA RASTVORLJIVOSTI
rArrR izražava sastav zasićenograstvora
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
Zasićen rastvor ndash sadrži maksimalnu masu rastvorene supstance u određenoj masi rastvarača na datoj tNezasićen rastvor ndash sadrži manje rastvorene supstance od zasićenog na određenoj t rarrkoncentracija je manja od koncentracije zasićenog rastvoraPresićen rastvor ndash sadrži više rastvorene supstance od zasićenog na određenoj t rarrkoncentracija je veća od koncentracije zasićenog rastvora
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
Ako zasićen rastvor sadrži maksimalnu masu supstance koja može da se rastvori u određenoj masi rastvarača na datoj t kako presićen rastvor sadrži višeDobija se naglim promenama t čime se ne dozvoljava postizanje stabilnog stanja rarr presićen rastvor je termodinamički nestabilanKada se u presićen rastvor doda ldquoklicardquo dolazi do kristalizacije viška rastvorene supstance i prelaska u stabilno stanje rarr zasićen rastvor
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
U većini slučajeva rastvorljivost raste sa porastom temperatureUticaj t na rastvorljivost neke supstance zavisi od toplotnog efekta rastvaranja te supstance (∆solH)Toplotni efekat rastvaranja supstance u rastvaraču može biti
endoterman (∆solH gt 0 t opada)egzoterman (∆solH lt 0 t raste)
KRIVE RASTVORLJIVOSTI
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
Le Šateljeov principkada se na sistem u dinamičkoj ravnoteži izvrši spoljašnji uticaj promenom nekog od faktora ravnoteže (c p t ) doći će do pomeranja ravnoteže u smeru suprotstavljanja spoljašnjem uticaju(ili) sistem u ravnoteži teži da se suprotstavi nametnutoj promeni
Kada je proces rastvaranja endoterman (toplota se apsorbuje sistem se hladi) rastvorljivost se povećava zagrevanjemKada je proces rastvaranja egzoterman (toplota se oslobađa sistem se greje) rastvorljivost se povećava hlađenjem
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
Pri rastvaranju čvrstih jonskih jedinjenja u vodi odigravaju se dva procesarazaranje kristalne rešetke (∆cH gt 0)hidratacija jona (∆hidH lt 0)
Toplotni efekat rastvaranja jonskog jedinjenja u vodi∆solH = ∆cH + ∆hidH rarr Hesov zakon
Ec ltlt 0 rArr ∆cH gtgt 0Entalpije rastvaranja su relativno male po apsolutnoj vrednosti rArr ∆hidH ltlt 0
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
RASTVARANJE SOLI U VODI
razaranje kristalne rešetke i hidratacija jona (okruživanje molekulima vode)
NaCl(s) Na+(aq) + Clndash(aq)H2O
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
Kristalohidrat i odgovarajuća anhidrovana so po pravilu imaju toplotne efekte rastvaranja suprotnog znaka (npr CuSO4middot5H2O i CuSO4)
∆solH (CuSO4middot5H2O) gt 0∆solH (CuSO4) lt 0
Pri rastvaranju kristalohidrata ∆cH gt ∆hidHproces hidratacije je manje izražen jer je deo jona u rešetki delimično hidratisan u prisustvu kristalne vodekristalna rešetka je znatno stabilnija
Pri rastvaranju anhidrovane soli∆hidH gt ∆cHproces hidratacije je znatno izraženiji
∆solH = ∆cH + ∆hidH
Rastvaranje jedne tečnosti u drugoj zavisi od prirode supstanci tj tipa međumolekulskih interakcija
RASTVORIRASTVORI
CH3OH u H2O velikadipol-dipolpolaran
CH3OH u C6H6maladipol-ind dipolnepolaranpolarna
CCl4 u H2Omalainddipol-dipolpolaran
CCl4 u C6H6velikaind dipol-ind dipolnepolarannepolarna
Rastvorljivost alkohola u vodi opada sa porastom molarne mase jer polarna ndashOH grupa predstavlja sve manji deo molekula a nepolarni ugljovodonični deo postaje sve veći
RASTVORIRASTVORI
tečnost para
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Iznad tečnosti postoji odgovarajuća gasovita faza (para) koja je u ravnoteži sa tečnošću
Dinamička ravnoteža broma u tečnom i gasovitom stanju
U stanju dinamičke ravnoteže izjednačene su brzine isparavanja i kondenzacije tečnostiPritisak gasovite faze rarr napon pare
Standardna tb vode iznosi 100 oC rarr t na kojoj napon vodene pare iznosi 101325 PaAko se snizi pritisak moguće je sniziti tbtečnosti rarr destilacija na sniženom pritisku ili vakuum destilacija rarr za tečnosti koje imaju visoku tb ili se razlažu na visokim t
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Napon pare tečnosti (p) zavisi od temperature tj raste sa povećanjem tTemperatura ključanja (tb) je temperatura na kojoj se napon pare izjednači sa atmosferskim pritiskom
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Idealni rastvor ndash rastvor jedne tečnosti u drugoj u kojem je tip međumolekulskih interakcija između molekula dve tečnosti sličan interakcijama između molekula u pojedinačnim tečnostima (npr smeša tj rastvor n-heptana u n-heksanu)Za idealne rastvore važe Raulovi zakoni (ima ih četiri)Raulov zakon
pri mešanju tečnosti dolazi do sniženja napona pare komponenata a napon pare svake tečnosti u smeši proporcionalan je njenom molskom udelu u rastvorup(A) = x(A) po(A)
napon paretečnosti u smeši
napon parečiste tečnosti
RASTVORIRASTVORI
p(A) = x(A) po(A)
psm = p(A)(čvrsta supstanca je neisparljiva rarr ne
utiče na napon pare)
p(A) = po(A) p(A) = x(A) po(A)p(B) = x(B) po(B)
psm = p(A) + p(B)psm = x(A) po(A) + x(B) po(B)
(obe komponente utiču na napon pare)
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Ukupan napon pare iznad rastvora (psm) jednak je zbiru napona pare svake komponente
RASTVORIRASTVORI
PRIMERI
Izračunati napon pare iznad 20 mas vodenog rastvora glukoze (C6H12O6) na 23 oC Napon pare čiste vode na 23 oC iznosi 2809 kPa
)OH(C O)(H)OH(
61262
2
nnn+
= 097 2809 kPa = 272 kPa
mol 444 mol g 0218g 08 O)(H 1ndash2 === M
mn
= 097
p = x(H2O) po(H2O)
x(H2O) =
glukoza je neisparljiva rarr ne utiče na napon pare
mol 011 mol g 8021g 02 )OH(C 1ndash6126 === M
mn
p = x(H2O) po(H2O)
mol 110 mol 444mol 444 +
=
RASTVORIRASTVORI
Rastvorljivost gasova u tečnostima zavisi odprirode rastvarača i gasatemperature pritiska
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova u tečnostima (nepolarnim i polarnim) je mala
NH3 u H2O velikadipol-dipolpolaran
NH3 u C6H6maladipol-ind dipolnepolaranpolaran
H2 u H2Omalainddipol-dipolpolaran
H2 u C6H6malaind dipol-ind dipolnepolarannepolaran
PrimerRastvorljivostTip interakcijeRastvaračGas
RASTVORIRASTVORI
40410ndash210110ndash23995Ar
695010ndash369510ndash33200O2
205810ndash329410ndash32802N2
67210ndash419210ndash42016H2
33610ndash416810ndash4400He
benzenvoda
Rastvorljivost (g100 g rastvarača)Molarna masa(g molndash1)Gas
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova (na 0 oC i 101 kPa)
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova raste sa porastom molarne mase zbog veće polarizabilnosti molekula
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost polarnih gasova u nepolarnim i polarnim rastvaračima je očekivana (slično se u sličnom rastvara)Neki polarni gasovi se neočekivano dobro rastvaraju u vodi rarr H2S HCl HF CO2 NH3 itd
pored dipol-dipol interakcija dolazi do hemijskih reakcija
H2S + H2O rarr H3O+ + HSndash
HCl + H2O rarr H3O+ + Clndash
CO2 + H2O rarr H+ + HCO3ndash
NH3 + H2O rarr NH4+ + OHndash
Velika rastvorljivost NH3 u poređenju sa SO2 (gas iste polarnosti) rarr zbog prisustva vodoničnih veza
RASTVORIRASTVORI
00044CO
07066SO2
895NH3
Rastvorljivost(g100 g vode)Gas
Rastvorljivost polarnih gasova u vodi(na 0 oC i 101 kPa)
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Pri zagrevanju molekuli gasa mogu lakše da savladaju međumolekulske privlačne sile u rastvoruZa većinu gasova rastvaranje u tečnosti je egzoterman proces rarr pri solvataciji (hidrataciji) molekula gasa toplota se oslobađa
Rastvorljivost gasova u tečnostima opada sa povećanjem temperature
RASTVORIRASTVORI
O2(g) O2(aq) ∆solH lt 0
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Kada je proces rastvaranja egzoterman (toplota se oslobađa sistem se greje) zagrevanjem se rastvorljivost smanjuje
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost gasova u tečnostima raste sa povećanjem pritiska
Henrijev zakon molski udeo gasa u rastvoru (x) je proporcionalan parcijalnom pritisku gasa iznad rastvora (p) na konstantnoj tx = Kp (K ndash Henrijeva konstanta)važi za male pritiskene važi za jako rastvorljive gasove i visoke pritiske
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Primena uticaja pritiska na rastvorljivost gasova u tečnostimaflaširanje gaziranih pića ndash u prisustvu CO2 na pritisku i do 4 atm kada se boca otvori i pritisak opadne na 1 atm rastvorljivost naglo opada i mehurići CO2 izlaze iz rastvora
Posledica uticaja pritiska na rastvorljivost gasova u tečnostimakesonska bolest ndash kada se brzo izroni sa većih dubina (visok p) na površinu (nizak p) naglo se smanji rastvorljivost gasova u krvi pa mehurići gasa ometaju normalnu cirkulaciju opasnost od dekompresije se smanjuje korišćenjem smeše HeO2 umesto vazduha jer He manje rastvorljiv od N2
RASTVORIRASTVORI
NAČINI IZRAŽAVANJA SASTAVA RASTVORA
Maseni udeo
)rastvora()supstance(
)smeše()supstance(
mm
mmw ==
100 )rastvora()supstance( sdot=
mmwu procentima rarr (mas)
ppm rarr parts per million rarr microgg rarr microgml
koja je potrebna za pripremu 250 cm3 rastvora koncentracije 075 mol dmndash3
RASTVORIRASTVORI
PRIMERI
11
)NaOH( Vnc =
22
)NaOH( Vnc =
rArr n(NaOH) = const = c1V1
= 075 mol dmndash3 25010ndash3 dm3 = 0188 mol
rArr V2 = 3ndash2 dm mol 06mol 1880 )NaOH( =c
n= 0031 dm3 = 31 cm3
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
Ako zasićen rastvor sadrži maksimalnu masu supstance koja može da se rastvori u određenoj masi rastvarača na datoj t kako presićen rastvor sadrži višeDobija se naglim promenama t čime se ne dozvoljava postizanje stabilnog stanja rarr presićen rastvor je termodinamički nestabilanKada se u presićen rastvor doda ldquoklicardquo dolazi do kristalizacije viška rastvorene supstance i prelaska u stabilno stanje rarr zasićen rastvor
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
U većini slučajeva rastvorljivost raste sa porastom temperatureUticaj t na rastvorljivost neke supstance zavisi od toplotnog efekta rastvaranja te supstance (∆solH)Toplotni efekat rastvaranja supstance u rastvaraču može biti
endoterman (∆solH gt 0 t opada)egzoterman (∆solH lt 0 t raste)
KRIVE RASTVORLJIVOSTI
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
Le Šateljeov principkada se na sistem u dinamičkoj ravnoteži izvrši spoljašnji uticaj promenom nekog od faktora ravnoteže (c p t ) doći će do pomeranja ravnoteže u smeru suprotstavljanja spoljašnjem uticaju(ili) sistem u ravnoteži teži da se suprotstavi nametnutoj promeni
Kada je proces rastvaranja endoterman (toplota se apsorbuje sistem se hladi) rastvorljivost se povećava zagrevanjemKada je proces rastvaranja egzoterman (toplota se oslobađa sistem se greje) rastvorljivost se povećava hlađenjem
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
Pri rastvaranju čvrstih jonskih jedinjenja u vodi odigravaju se dva procesarazaranje kristalne rešetke (∆cH gt 0)hidratacija jona (∆hidH lt 0)
Toplotni efekat rastvaranja jonskog jedinjenja u vodi∆solH = ∆cH + ∆hidH rarr Hesov zakon
Ec ltlt 0 rArr ∆cH gtgt 0Entalpije rastvaranja su relativno male po apsolutnoj vrednosti rArr ∆hidH ltlt 0
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
RASTVARANJE SOLI U VODI
razaranje kristalne rešetke i hidratacija jona (okruživanje molekulima vode)
NaCl(s) Na+(aq) + Clndash(aq)H2O
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
Kristalohidrat i odgovarajuća anhidrovana so po pravilu imaju toplotne efekte rastvaranja suprotnog znaka (npr CuSO4middot5H2O i CuSO4)
∆solH (CuSO4middot5H2O) gt 0∆solH (CuSO4) lt 0
Pri rastvaranju kristalohidrata ∆cH gt ∆hidHproces hidratacije je manje izražen jer je deo jona u rešetki delimično hidratisan u prisustvu kristalne vodekristalna rešetka je znatno stabilnija
Pri rastvaranju anhidrovane soli∆hidH gt ∆cHproces hidratacije je znatno izraženiji
∆solH = ∆cH + ∆hidH
Rastvaranje jedne tečnosti u drugoj zavisi od prirode supstanci tj tipa međumolekulskih interakcija
RASTVORIRASTVORI
CH3OH u H2O velikadipol-dipolpolaran
CH3OH u C6H6maladipol-ind dipolnepolaranpolarna
CCl4 u H2Omalainddipol-dipolpolaran
CCl4 u C6H6velikaind dipol-ind dipolnepolarannepolarna
Rastvorljivost alkohola u vodi opada sa porastom molarne mase jer polarna ndashOH grupa predstavlja sve manji deo molekula a nepolarni ugljovodonični deo postaje sve veći
RASTVORIRASTVORI
tečnost para
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Iznad tečnosti postoji odgovarajuća gasovita faza (para) koja je u ravnoteži sa tečnošću
Dinamička ravnoteža broma u tečnom i gasovitom stanju
U stanju dinamičke ravnoteže izjednačene su brzine isparavanja i kondenzacije tečnostiPritisak gasovite faze rarr napon pare
Standardna tb vode iznosi 100 oC rarr t na kojoj napon vodene pare iznosi 101325 PaAko se snizi pritisak moguće je sniziti tbtečnosti rarr destilacija na sniženom pritisku ili vakuum destilacija rarr za tečnosti koje imaju visoku tb ili se razlažu na visokim t
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Napon pare tečnosti (p) zavisi od temperature tj raste sa povećanjem tTemperatura ključanja (tb) je temperatura na kojoj se napon pare izjednači sa atmosferskim pritiskom
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Idealni rastvor ndash rastvor jedne tečnosti u drugoj u kojem je tip međumolekulskih interakcija između molekula dve tečnosti sličan interakcijama između molekula u pojedinačnim tečnostima (npr smeša tj rastvor n-heptana u n-heksanu)Za idealne rastvore važe Raulovi zakoni (ima ih četiri)Raulov zakon
pri mešanju tečnosti dolazi do sniženja napona pare komponenata a napon pare svake tečnosti u smeši proporcionalan je njenom molskom udelu u rastvorup(A) = x(A) po(A)
napon paretečnosti u smeši
napon parečiste tečnosti
RASTVORIRASTVORI
p(A) = x(A) po(A)
psm = p(A)(čvrsta supstanca je neisparljiva rarr ne
utiče na napon pare)
p(A) = po(A) p(A) = x(A) po(A)p(B) = x(B) po(B)
psm = p(A) + p(B)psm = x(A) po(A) + x(B) po(B)
(obe komponente utiču na napon pare)
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Ukupan napon pare iznad rastvora (psm) jednak je zbiru napona pare svake komponente
RASTVORIRASTVORI
PRIMERI
Izračunati napon pare iznad 20 mas vodenog rastvora glukoze (C6H12O6) na 23 oC Napon pare čiste vode na 23 oC iznosi 2809 kPa
)OH(C O)(H)OH(
61262
2
nnn+
= 097 2809 kPa = 272 kPa
mol 444 mol g 0218g 08 O)(H 1ndash2 === M
mn
= 097
p = x(H2O) po(H2O)
x(H2O) =
glukoza je neisparljiva rarr ne utiče na napon pare
mol 011 mol g 8021g 02 )OH(C 1ndash6126 === M
mn
p = x(H2O) po(H2O)
mol 110 mol 444mol 444 +
=
RASTVORIRASTVORI
Rastvorljivost gasova u tečnostima zavisi odprirode rastvarača i gasatemperature pritiska
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova u tečnostima (nepolarnim i polarnim) je mala
NH3 u H2O velikadipol-dipolpolaran
NH3 u C6H6maladipol-ind dipolnepolaranpolaran
H2 u H2Omalainddipol-dipolpolaran
H2 u C6H6malaind dipol-ind dipolnepolarannepolaran
PrimerRastvorljivostTip interakcijeRastvaračGas
RASTVORIRASTVORI
40410ndash210110ndash23995Ar
695010ndash369510ndash33200O2
205810ndash329410ndash32802N2
67210ndash419210ndash42016H2
33610ndash416810ndash4400He
benzenvoda
Rastvorljivost (g100 g rastvarača)Molarna masa(g molndash1)Gas
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova (na 0 oC i 101 kPa)
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova raste sa porastom molarne mase zbog veće polarizabilnosti molekula
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost polarnih gasova u nepolarnim i polarnim rastvaračima je očekivana (slično se u sličnom rastvara)Neki polarni gasovi se neočekivano dobro rastvaraju u vodi rarr H2S HCl HF CO2 NH3 itd
pored dipol-dipol interakcija dolazi do hemijskih reakcija
H2S + H2O rarr H3O+ + HSndash
HCl + H2O rarr H3O+ + Clndash
CO2 + H2O rarr H+ + HCO3ndash
NH3 + H2O rarr NH4+ + OHndash
Velika rastvorljivost NH3 u poređenju sa SO2 (gas iste polarnosti) rarr zbog prisustva vodoničnih veza
RASTVORIRASTVORI
00044CO
07066SO2
895NH3
Rastvorljivost(g100 g vode)Gas
Rastvorljivost polarnih gasova u vodi(na 0 oC i 101 kPa)
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Pri zagrevanju molekuli gasa mogu lakše da savladaju međumolekulske privlačne sile u rastvoruZa većinu gasova rastvaranje u tečnosti je egzoterman proces rarr pri solvataciji (hidrataciji) molekula gasa toplota se oslobađa
Rastvorljivost gasova u tečnostima opada sa povećanjem temperature
RASTVORIRASTVORI
O2(g) O2(aq) ∆solH lt 0
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Kada je proces rastvaranja egzoterman (toplota se oslobađa sistem se greje) zagrevanjem se rastvorljivost smanjuje
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost gasova u tečnostima raste sa povećanjem pritiska
Henrijev zakon molski udeo gasa u rastvoru (x) je proporcionalan parcijalnom pritisku gasa iznad rastvora (p) na konstantnoj tx = Kp (K ndash Henrijeva konstanta)važi za male pritiskene važi za jako rastvorljive gasove i visoke pritiske
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Primena uticaja pritiska na rastvorljivost gasova u tečnostimaflaširanje gaziranih pića ndash u prisustvu CO2 na pritisku i do 4 atm kada se boca otvori i pritisak opadne na 1 atm rastvorljivost naglo opada i mehurići CO2 izlaze iz rastvora
Posledica uticaja pritiska na rastvorljivost gasova u tečnostimakesonska bolest ndash kada se brzo izroni sa većih dubina (visok p) na površinu (nizak p) naglo se smanji rastvorljivost gasova u krvi pa mehurići gasa ometaju normalnu cirkulaciju opasnost od dekompresije se smanjuje korišćenjem smeše HeO2 umesto vazduha jer He manje rastvorljiv od N2
RASTVORIRASTVORI
NAČINI IZRAŽAVANJA SASTAVA RASTVORA
Maseni udeo
)rastvora()supstance(
)smeše()supstance(
mm
mmw ==
100 )rastvora()supstance( sdot=
mmwu procentima rarr (mas)
ppm rarr parts per million rarr microgg rarr microgml
koja je potrebna za pripremu 250 cm3 rastvora koncentracije 075 mol dmndash3
RASTVORIRASTVORI
PRIMERI
11
)NaOH( Vnc =
22
)NaOH( Vnc =
rArr n(NaOH) = const = c1V1
= 075 mol dmndash3 25010ndash3 dm3 = 0188 mol
rArr V2 = 3ndash2 dm mol 06mol 1880 )NaOH( =c
n= 0031 dm3 = 31 cm3
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
Le Šateljeov principkada se na sistem u dinamičkoj ravnoteži izvrši spoljašnji uticaj promenom nekog od faktora ravnoteže (c p t ) doći će do pomeranja ravnoteže u smeru suprotstavljanja spoljašnjem uticaju(ili) sistem u ravnoteži teži da se suprotstavi nametnutoj promeni
Kada je proces rastvaranja endoterman (toplota se apsorbuje sistem se hladi) rastvorljivost se povećava zagrevanjemKada je proces rastvaranja egzoterman (toplota se oslobađa sistem se greje) rastvorljivost se povećava hlađenjem
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
Pri rastvaranju čvrstih jonskih jedinjenja u vodi odigravaju se dva procesarazaranje kristalne rešetke (∆cH gt 0)hidratacija jona (∆hidH lt 0)
Toplotni efekat rastvaranja jonskog jedinjenja u vodi∆solH = ∆cH + ∆hidH rarr Hesov zakon
Ec ltlt 0 rArr ∆cH gtgt 0Entalpije rastvaranja su relativno male po apsolutnoj vrednosti rArr ∆hidH ltlt 0
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
RASTVARANJE SOLI U VODI
razaranje kristalne rešetke i hidratacija jona (okruživanje molekulima vode)
NaCl(s) Na+(aq) + Clndash(aq)H2O
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
Kristalohidrat i odgovarajuća anhidrovana so po pravilu imaju toplotne efekte rastvaranja suprotnog znaka (npr CuSO4middot5H2O i CuSO4)
∆solH (CuSO4middot5H2O) gt 0∆solH (CuSO4) lt 0
Pri rastvaranju kristalohidrata ∆cH gt ∆hidHproces hidratacije je manje izražen jer je deo jona u rešetki delimično hidratisan u prisustvu kristalne vodekristalna rešetka je znatno stabilnija
Pri rastvaranju anhidrovane soli∆hidH gt ∆cHproces hidratacije je znatno izraženiji
∆solH = ∆cH + ∆hidH
Rastvaranje jedne tečnosti u drugoj zavisi od prirode supstanci tj tipa međumolekulskih interakcija
RASTVORIRASTVORI
CH3OH u H2O velikadipol-dipolpolaran
CH3OH u C6H6maladipol-ind dipolnepolaranpolarna
CCl4 u H2Omalainddipol-dipolpolaran
CCl4 u C6H6velikaind dipol-ind dipolnepolarannepolarna
Rastvorljivost alkohola u vodi opada sa porastom molarne mase jer polarna ndashOH grupa predstavlja sve manji deo molekula a nepolarni ugljovodonični deo postaje sve veći
RASTVORIRASTVORI
tečnost para
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Iznad tečnosti postoji odgovarajuća gasovita faza (para) koja je u ravnoteži sa tečnošću
Dinamička ravnoteža broma u tečnom i gasovitom stanju
U stanju dinamičke ravnoteže izjednačene su brzine isparavanja i kondenzacije tečnostiPritisak gasovite faze rarr napon pare
Standardna tb vode iznosi 100 oC rarr t na kojoj napon vodene pare iznosi 101325 PaAko se snizi pritisak moguće je sniziti tbtečnosti rarr destilacija na sniženom pritisku ili vakuum destilacija rarr za tečnosti koje imaju visoku tb ili se razlažu na visokim t
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Napon pare tečnosti (p) zavisi od temperature tj raste sa povećanjem tTemperatura ključanja (tb) je temperatura na kojoj se napon pare izjednači sa atmosferskim pritiskom
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Idealni rastvor ndash rastvor jedne tečnosti u drugoj u kojem je tip međumolekulskih interakcija između molekula dve tečnosti sličan interakcijama između molekula u pojedinačnim tečnostima (npr smeša tj rastvor n-heptana u n-heksanu)Za idealne rastvore važe Raulovi zakoni (ima ih četiri)Raulov zakon
pri mešanju tečnosti dolazi do sniženja napona pare komponenata a napon pare svake tečnosti u smeši proporcionalan je njenom molskom udelu u rastvorup(A) = x(A) po(A)
napon paretečnosti u smeši
napon parečiste tečnosti
RASTVORIRASTVORI
p(A) = x(A) po(A)
psm = p(A)(čvrsta supstanca je neisparljiva rarr ne
utiče na napon pare)
p(A) = po(A) p(A) = x(A) po(A)p(B) = x(B) po(B)
psm = p(A) + p(B)psm = x(A) po(A) + x(B) po(B)
(obe komponente utiču na napon pare)
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Ukupan napon pare iznad rastvora (psm) jednak je zbiru napona pare svake komponente
RASTVORIRASTVORI
PRIMERI
Izračunati napon pare iznad 20 mas vodenog rastvora glukoze (C6H12O6) na 23 oC Napon pare čiste vode na 23 oC iznosi 2809 kPa
)OH(C O)(H)OH(
61262
2
nnn+
= 097 2809 kPa = 272 kPa
mol 444 mol g 0218g 08 O)(H 1ndash2 === M
mn
= 097
p = x(H2O) po(H2O)
x(H2O) =
glukoza je neisparljiva rarr ne utiče na napon pare
mol 011 mol g 8021g 02 )OH(C 1ndash6126 === M
mn
p = x(H2O) po(H2O)
mol 110 mol 444mol 444 +
=
RASTVORIRASTVORI
Rastvorljivost gasova u tečnostima zavisi odprirode rastvarača i gasatemperature pritiska
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova u tečnostima (nepolarnim i polarnim) je mala
NH3 u H2O velikadipol-dipolpolaran
NH3 u C6H6maladipol-ind dipolnepolaranpolaran
H2 u H2Omalainddipol-dipolpolaran
H2 u C6H6malaind dipol-ind dipolnepolarannepolaran
PrimerRastvorljivostTip interakcijeRastvaračGas
RASTVORIRASTVORI
40410ndash210110ndash23995Ar
695010ndash369510ndash33200O2
205810ndash329410ndash32802N2
67210ndash419210ndash42016H2
33610ndash416810ndash4400He
benzenvoda
Rastvorljivost (g100 g rastvarača)Molarna masa(g molndash1)Gas
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova (na 0 oC i 101 kPa)
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova raste sa porastom molarne mase zbog veće polarizabilnosti molekula
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost polarnih gasova u nepolarnim i polarnim rastvaračima je očekivana (slično se u sličnom rastvara)Neki polarni gasovi se neočekivano dobro rastvaraju u vodi rarr H2S HCl HF CO2 NH3 itd
pored dipol-dipol interakcija dolazi do hemijskih reakcija
H2S + H2O rarr H3O+ + HSndash
HCl + H2O rarr H3O+ + Clndash
CO2 + H2O rarr H+ + HCO3ndash
NH3 + H2O rarr NH4+ + OHndash
Velika rastvorljivost NH3 u poređenju sa SO2 (gas iste polarnosti) rarr zbog prisustva vodoničnih veza
RASTVORIRASTVORI
00044CO
07066SO2
895NH3
Rastvorljivost(g100 g vode)Gas
Rastvorljivost polarnih gasova u vodi(na 0 oC i 101 kPa)
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Pri zagrevanju molekuli gasa mogu lakše da savladaju međumolekulske privlačne sile u rastvoruZa većinu gasova rastvaranje u tečnosti je egzoterman proces rarr pri solvataciji (hidrataciji) molekula gasa toplota se oslobađa
Rastvorljivost gasova u tečnostima opada sa povećanjem temperature
RASTVORIRASTVORI
O2(g) O2(aq) ∆solH lt 0
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Kada je proces rastvaranja egzoterman (toplota se oslobađa sistem se greje) zagrevanjem se rastvorljivost smanjuje
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost gasova u tečnostima raste sa povećanjem pritiska
Henrijev zakon molski udeo gasa u rastvoru (x) je proporcionalan parcijalnom pritisku gasa iznad rastvora (p) na konstantnoj tx = Kp (K ndash Henrijeva konstanta)važi za male pritiskene važi za jako rastvorljive gasove i visoke pritiske
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Primena uticaja pritiska na rastvorljivost gasova u tečnostimaflaširanje gaziranih pića ndash u prisustvu CO2 na pritisku i do 4 atm kada se boca otvori i pritisak opadne na 1 atm rastvorljivost naglo opada i mehurići CO2 izlaze iz rastvora
Posledica uticaja pritiska na rastvorljivost gasova u tečnostimakesonska bolest ndash kada se brzo izroni sa većih dubina (visok p) na površinu (nizak p) naglo se smanji rastvorljivost gasova u krvi pa mehurići gasa ometaju normalnu cirkulaciju opasnost od dekompresije se smanjuje korišćenjem smeše HeO2 umesto vazduha jer He manje rastvorljiv od N2
RASTVORIRASTVORI
NAČINI IZRAŽAVANJA SASTAVA RASTVORA
Maseni udeo
)rastvora()supstance(
)smeše()supstance(
mm
mmw ==
100 )rastvora()supstance( sdot=
mmwu procentima rarr (mas)
ppm rarr parts per million rarr microgg rarr microgml
koja je potrebna za pripremu 250 cm3 rastvora koncentracije 075 mol dmndash3
RASTVORIRASTVORI
PRIMERI
11
)NaOH( Vnc =
22
)NaOH( Vnc =
rArr n(NaOH) = const = c1V1
= 075 mol dmndash3 25010ndash3 dm3 = 0188 mol
rArr V2 = 3ndash2 dm mol 06mol 1880 )NaOH( =c
n= 0031 dm3 = 31 cm3
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
RASTVARANJE SOLI U VODI
razaranje kristalne rešetke i hidratacija jona (okruživanje molekulima vode)
NaCl(s) Na+(aq) + Clndash(aq)H2O
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA
Kristalohidrat i odgovarajuća anhidrovana so po pravilu imaju toplotne efekte rastvaranja suprotnog znaka (npr CuSO4middot5H2O i CuSO4)
∆solH (CuSO4middot5H2O) gt 0∆solH (CuSO4) lt 0
Pri rastvaranju kristalohidrata ∆cH gt ∆hidHproces hidratacije je manje izražen jer je deo jona u rešetki delimično hidratisan u prisustvu kristalne vodekristalna rešetka je znatno stabilnija
Pri rastvaranju anhidrovane soli∆hidH gt ∆cHproces hidratacije je znatno izraženiji
∆solH = ∆cH + ∆hidH
Rastvaranje jedne tečnosti u drugoj zavisi od prirode supstanci tj tipa međumolekulskih interakcija
RASTVORIRASTVORI
CH3OH u H2O velikadipol-dipolpolaran
CH3OH u C6H6maladipol-ind dipolnepolaranpolarna
CCl4 u H2Omalainddipol-dipolpolaran
CCl4 u C6H6velikaind dipol-ind dipolnepolarannepolarna
Rastvorljivost alkohola u vodi opada sa porastom molarne mase jer polarna ndashOH grupa predstavlja sve manji deo molekula a nepolarni ugljovodonični deo postaje sve veći
RASTVORIRASTVORI
tečnost para
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Iznad tečnosti postoji odgovarajuća gasovita faza (para) koja je u ravnoteži sa tečnošću
Dinamička ravnoteža broma u tečnom i gasovitom stanju
U stanju dinamičke ravnoteže izjednačene su brzine isparavanja i kondenzacije tečnostiPritisak gasovite faze rarr napon pare
Standardna tb vode iznosi 100 oC rarr t na kojoj napon vodene pare iznosi 101325 PaAko se snizi pritisak moguće je sniziti tbtečnosti rarr destilacija na sniženom pritisku ili vakuum destilacija rarr za tečnosti koje imaju visoku tb ili se razlažu na visokim t
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Napon pare tečnosti (p) zavisi od temperature tj raste sa povećanjem tTemperatura ključanja (tb) je temperatura na kojoj se napon pare izjednači sa atmosferskim pritiskom
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Idealni rastvor ndash rastvor jedne tečnosti u drugoj u kojem je tip međumolekulskih interakcija između molekula dve tečnosti sličan interakcijama između molekula u pojedinačnim tečnostima (npr smeša tj rastvor n-heptana u n-heksanu)Za idealne rastvore važe Raulovi zakoni (ima ih četiri)Raulov zakon
pri mešanju tečnosti dolazi do sniženja napona pare komponenata a napon pare svake tečnosti u smeši proporcionalan je njenom molskom udelu u rastvorup(A) = x(A) po(A)
napon paretečnosti u smeši
napon parečiste tečnosti
RASTVORIRASTVORI
p(A) = x(A) po(A)
psm = p(A)(čvrsta supstanca je neisparljiva rarr ne
utiče na napon pare)
p(A) = po(A) p(A) = x(A) po(A)p(B) = x(B) po(B)
psm = p(A) + p(B)psm = x(A) po(A) + x(B) po(B)
(obe komponente utiču na napon pare)
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Ukupan napon pare iznad rastvora (psm) jednak je zbiru napona pare svake komponente
RASTVORIRASTVORI
PRIMERI
Izračunati napon pare iznad 20 mas vodenog rastvora glukoze (C6H12O6) na 23 oC Napon pare čiste vode na 23 oC iznosi 2809 kPa
)OH(C O)(H)OH(
61262
2
nnn+
= 097 2809 kPa = 272 kPa
mol 444 mol g 0218g 08 O)(H 1ndash2 === M
mn
= 097
p = x(H2O) po(H2O)
x(H2O) =
glukoza je neisparljiva rarr ne utiče na napon pare
mol 011 mol g 8021g 02 )OH(C 1ndash6126 === M
mn
p = x(H2O) po(H2O)
mol 110 mol 444mol 444 +
=
RASTVORIRASTVORI
Rastvorljivost gasova u tečnostima zavisi odprirode rastvarača i gasatemperature pritiska
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova u tečnostima (nepolarnim i polarnim) je mala
NH3 u H2O velikadipol-dipolpolaran
NH3 u C6H6maladipol-ind dipolnepolaranpolaran
H2 u H2Omalainddipol-dipolpolaran
H2 u C6H6malaind dipol-ind dipolnepolarannepolaran
PrimerRastvorljivostTip interakcijeRastvaračGas
RASTVORIRASTVORI
40410ndash210110ndash23995Ar
695010ndash369510ndash33200O2
205810ndash329410ndash32802N2
67210ndash419210ndash42016H2
33610ndash416810ndash4400He
benzenvoda
Rastvorljivost (g100 g rastvarača)Molarna masa(g molndash1)Gas
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova (na 0 oC i 101 kPa)
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova raste sa porastom molarne mase zbog veće polarizabilnosti molekula
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost polarnih gasova u nepolarnim i polarnim rastvaračima je očekivana (slično se u sličnom rastvara)Neki polarni gasovi se neočekivano dobro rastvaraju u vodi rarr H2S HCl HF CO2 NH3 itd
pored dipol-dipol interakcija dolazi do hemijskih reakcija
H2S + H2O rarr H3O+ + HSndash
HCl + H2O rarr H3O+ + Clndash
CO2 + H2O rarr H+ + HCO3ndash
NH3 + H2O rarr NH4+ + OHndash
Velika rastvorljivost NH3 u poređenju sa SO2 (gas iste polarnosti) rarr zbog prisustva vodoničnih veza
RASTVORIRASTVORI
00044CO
07066SO2
895NH3
Rastvorljivost(g100 g vode)Gas
Rastvorljivost polarnih gasova u vodi(na 0 oC i 101 kPa)
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Pri zagrevanju molekuli gasa mogu lakše da savladaju međumolekulske privlačne sile u rastvoruZa većinu gasova rastvaranje u tečnosti je egzoterman proces rarr pri solvataciji (hidrataciji) molekula gasa toplota se oslobađa
Rastvorljivost gasova u tečnostima opada sa povećanjem temperature
RASTVORIRASTVORI
O2(g) O2(aq) ∆solH lt 0
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Kada je proces rastvaranja egzoterman (toplota se oslobađa sistem se greje) zagrevanjem se rastvorljivost smanjuje
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost gasova u tečnostima raste sa povećanjem pritiska
Henrijev zakon molski udeo gasa u rastvoru (x) je proporcionalan parcijalnom pritisku gasa iznad rastvora (p) na konstantnoj tx = Kp (K ndash Henrijeva konstanta)važi za male pritiskene važi za jako rastvorljive gasove i visoke pritiske
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Primena uticaja pritiska na rastvorljivost gasova u tečnostimaflaširanje gaziranih pića ndash u prisustvu CO2 na pritisku i do 4 atm kada se boca otvori i pritisak opadne na 1 atm rastvorljivost naglo opada i mehurići CO2 izlaze iz rastvora
Posledica uticaja pritiska na rastvorljivost gasova u tečnostimakesonska bolest ndash kada se brzo izroni sa većih dubina (visok p) na površinu (nizak p) naglo se smanji rastvorljivost gasova u krvi pa mehurići gasa ometaju normalnu cirkulaciju opasnost od dekompresije se smanjuje korišćenjem smeše HeO2 umesto vazduha jer He manje rastvorljiv od N2
RASTVORIRASTVORI
NAČINI IZRAŽAVANJA SASTAVA RASTVORA
Maseni udeo
)rastvora()supstance(
)smeše()supstance(
mm
mmw ==
100 )rastvora()supstance( sdot=
mmwu procentima rarr (mas)
ppm rarr parts per million rarr microgg rarr microgml
Rastvorljivost alkohola u vodi opada sa porastom molarne mase jer polarna ndashOH grupa predstavlja sve manji deo molekula a nepolarni ugljovodonični deo postaje sve veći
RASTVORIRASTVORI
tečnost para
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Iznad tečnosti postoji odgovarajuća gasovita faza (para) koja je u ravnoteži sa tečnošću
Dinamička ravnoteža broma u tečnom i gasovitom stanju
U stanju dinamičke ravnoteže izjednačene su brzine isparavanja i kondenzacije tečnostiPritisak gasovite faze rarr napon pare
Standardna tb vode iznosi 100 oC rarr t na kojoj napon vodene pare iznosi 101325 PaAko se snizi pritisak moguće je sniziti tbtečnosti rarr destilacija na sniženom pritisku ili vakuum destilacija rarr za tečnosti koje imaju visoku tb ili se razlažu na visokim t
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Napon pare tečnosti (p) zavisi od temperature tj raste sa povećanjem tTemperatura ključanja (tb) je temperatura na kojoj se napon pare izjednači sa atmosferskim pritiskom
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Idealni rastvor ndash rastvor jedne tečnosti u drugoj u kojem je tip međumolekulskih interakcija između molekula dve tečnosti sličan interakcijama između molekula u pojedinačnim tečnostima (npr smeša tj rastvor n-heptana u n-heksanu)Za idealne rastvore važe Raulovi zakoni (ima ih četiri)Raulov zakon
pri mešanju tečnosti dolazi do sniženja napona pare komponenata a napon pare svake tečnosti u smeši proporcionalan je njenom molskom udelu u rastvorup(A) = x(A) po(A)
napon paretečnosti u smeši
napon parečiste tečnosti
RASTVORIRASTVORI
p(A) = x(A) po(A)
psm = p(A)(čvrsta supstanca je neisparljiva rarr ne
utiče na napon pare)
p(A) = po(A) p(A) = x(A) po(A)p(B) = x(B) po(B)
psm = p(A) + p(B)psm = x(A) po(A) + x(B) po(B)
(obe komponente utiču na napon pare)
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Ukupan napon pare iznad rastvora (psm) jednak je zbiru napona pare svake komponente
RASTVORIRASTVORI
PRIMERI
Izračunati napon pare iznad 20 mas vodenog rastvora glukoze (C6H12O6) na 23 oC Napon pare čiste vode na 23 oC iznosi 2809 kPa
)OH(C O)(H)OH(
61262
2
nnn+
= 097 2809 kPa = 272 kPa
mol 444 mol g 0218g 08 O)(H 1ndash2 === M
mn
= 097
p = x(H2O) po(H2O)
x(H2O) =
glukoza je neisparljiva rarr ne utiče na napon pare
mol 011 mol g 8021g 02 )OH(C 1ndash6126 === M
mn
p = x(H2O) po(H2O)
mol 110 mol 444mol 444 +
=
RASTVORIRASTVORI
Rastvorljivost gasova u tečnostima zavisi odprirode rastvarača i gasatemperature pritiska
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova u tečnostima (nepolarnim i polarnim) je mala
NH3 u H2O velikadipol-dipolpolaran
NH3 u C6H6maladipol-ind dipolnepolaranpolaran
H2 u H2Omalainddipol-dipolpolaran
H2 u C6H6malaind dipol-ind dipolnepolarannepolaran
PrimerRastvorljivostTip interakcijeRastvaračGas
RASTVORIRASTVORI
40410ndash210110ndash23995Ar
695010ndash369510ndash33200O2
205810ndash329410ndash32802N2
67210ndash419210ndash42016H2
33610ndash416810ndash4400He
benzenvoda
Rastvorljivost (g100 g rastvarača)Molarna masa(g molndash1)Gas
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova (na 0 oC i 101 kPa)
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova raste sa porastom molarne mase zbog veće polarizabilnosti molekula
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost polarnih gasova u nepolarnim i polarnim rastvaračima je očekivana (slično se u sličnom rastvara)Neki polarni gasovi se neočekivano dobro rastvaraju u vodi rarr H2S HCl HF CO2 NH3 itd
pored dipol-dipol interakcija dolazi do hemijskih reakcija
H2S + H2O rarr H3O+ + HSndash
HCl + H2O rarr H3O+ + Clndash
CO2 + H2O rarr H+ + HCO3ndash
NH3 + H2O rarr NH4+ + OHndash
Velika rastvorljivost NH3 u poređenju sa SO2 (gas iste polarnosti) rarr zbog prisustva vodoničnih veza
RASTVORIRASTVORI
00044CO
07066SO2
895NH3
Rastvorljivost(g100 g vode)Gas
Rastvorljivost polarnih gasova u vodi(na 0 oC i 101 kPa)
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Pri zagrevanju molekuli gasa mogu lakše da savladaju međumolekulske privlačne sile u rastvoruZa većinu gasova rastvaranje u tečnosti je egzoterman proces rarr pri solvataciji (hidrataciji) molekula gasa toplota se oslobađa
Rastvorljivost gasova u tečnostima opada sa povećanjem temperature
RASTVORIRASTVORI
O2(g) O2(aq) ∆solH lt 0
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Kada je proces rastvaranja egzoterman (toplota se oslobađa sistem se greje) zagrevanjem se rastvorljivost smanjuje
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost gasova u tečnostima raste sa povećanjem pritiska
Henrijev zakon molski udeo gasa u rastvoru (x) je proporcionalan parcijalnom pritisku gasa iznad rastvora (p) na konstantnoj tx = Kp (K ndash Henrijeva konstanta)važi za male pritiskene važi za jako rastvorljive gasove i visoke pritiske
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Primena uticaja pritiska na rastvorljivost gasova u tečnostimaflaširanje gaziranih pića ndash u prisustvu CO2 na pritisku i do 4 atm kada se boca otvori i pritisak opadne na 1 atm rastvorljivost naglo opada i mehurići CO2 izlaze iz rastvora
Posledica uticaja pritiska na rastvorljivost gasova u tečnostimakesonska bolest ndash kada se brzo izroni sa većih dubina (visok p) na površinu (nizak p) naglo se smanji rastvorljivost gasova u krvi pa mehurići gasa ometaju normalnu cirkulaciju opasnost od dekompresije se smanjuje korišćenjem smeše HeO2 umesto vazduha jer He manje rastvorljiv od N2
RASTVORIRASTVORI
NAČINI IZRAŽAVANJA SASTAVA RASTVORA
Maseni udeo
)rastvora()supstance(
)smeše()supstance(
mm
mmw ==
100 )rastvora()supstance( sdot=
mmwu procentima rarr (mas)
ppm rarr parts per million rarr microgg rarr microgml
Rastvorljivost alkohola u vodi opada sa porastom molarne mase jer polarna ndashOH grupa predstavlja sve manji deo molekula a nepolarni ugljovodonični deo postaje sve veći
RASTVORIRASTVORI
tečnost para
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Iznad tečnosti postoji odgovarajuća gasovita faza (para) koja je u ravnoteži sa tečnošću
Dinamička ravnoteža broma u tečnom i gasovitom stanju
U stanju dinamičke ravnoteže izjednačene su brzine isparavanja i kondenzacije tečnostiPritisak gasovite faze rarr napon pare
Standardna tb vode iznosi 100 oC rarr t na kojoj napon vodene pare iznosi 101325 PaAko se snizi pritisak moguće je sniziti tbtečnosti rarr destilacija na sniženom pritisku ili vakuum destilacija rarr za tečnosti koje imaju visoku tb ili se razlažu na visokim t
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Napon pare tečnosti (p) zavisi od temperature tj raste sa povećanjem tTemperatura ključanja (tb) je temperatura na kojoj se napon pare izjednači sa atmosferskim pritiskom
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Idealni rastvor ndash rastvor jedne tečnosti u drugoj u kojem je tip međumolekulskih interakcija između molekula dve tečnosti sličan interakcijama između molekula u pojedinačnim tečnostima (npr smeša tj rastvor n-heptana u n-heksanu)Za idealne rastvore važe Raulovi zakoni (ima ih četiri)Raulov zakon
pri mešanju tečnosti dolazi do sniženja napona pare komponenata a napon pare svake tečnosti u smeši proporcionalan je njenom molskom udelu u rastvorup(A) = x(A) po(A)
napon paretečnosti u smeši
napon parečiste tečnosti
RASTVORIRASTVORI
p(A) = x(A) po(A)
psm = p(A)(čvrsta supstanca je neisparljiva rarr ne
utiče na napon pare)
p(A) = po(A) p(A) = x(A) po(A)p(B) = x(B) po(B)
psm = p(A) + p(B)psm = x(A) po(A) + x(B) po(B)
(obe komponente utiču na napon pare)
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Ukupan napon pare iznad rastvora (psm) jednak je zbiru napona pare svake komponente
RASTVORIRASTVORI
PRIMERI
Izračunati napon pare iznad 20 mas vodenog rastvora glukoze (C6H12O6) na 23 oC Napon pare čiste vode na 23 oC iznosi 2809 kPa
)OH(C O)(H)OH(
61262
2
nnn+
= 097 2809 kPa = 272 kPa
mol 444 mol g 0218g 08 O)(H 1ndash2 === M
mn
= 097
p = x(H2O) po(H2O)
x(H2O) =
glukoza je neisparljiva rarr ne utiče na napon pare
mol 011 mol g 8021g 02 )OH(C 1ndash6126 === M
mn
p = x(H2O) po(H2O)
mol 110 mol 444mol 444 +
=
RASTVORIRASTVORI
Rastvorljivost gasova u tečnostima zavisi odprirode rastvarača i gasatemperature pritiska
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova u tečnostima (nepolarnim i polarnim) je mala
NH3 u H2O velikadipol-dipolpolaran
NH3 u C6H6maladipol-ind dipolnepolaranpolaran
H2 u H2Omalainddipol-dipolpolaran
H2 u C6H6malaind dipol-ind dipolnepolarannepolaran
PrimerRastvorljivostTip interakcijeRastvaračGas
RASTVORIRASTVORI
40410ndash210110ndash23995Ar
695010ndash369510ndash33200O2
205810ndash329410ndash32802N2
67210ndash419210ndash42016H2
33610ndash416810ndash4400He
benzenvoda
Rastvorljivost (g100 g rastvarača)Molarna masa(g molndash1)Gas
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova (na 0 oC i 101 kPa)
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova raste sa porastom molarne mase zbog veće polarizabilnosti molekula
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost polarnih gasova u nepolarnim i polarnim rastvaračima je očekivana (slično se u sličnom rastvara)Neki polarni gasovi se neočekivano dobro rastvaraju u vodi rarr H2S HCl HF CO2 NH3 itd
pored dipol-dipol interakcija dolazi do hemijskih reakcija
H2S + H2O rarr H3O+ + HSndash
HCl + H2O rarr H3O+ + Clndash
CO2 + H2O rarr H+ + HCO3ndash
NH3 + H2O rarr NH4+ + OHndash
Velika rastvorljivost NH3 u poređenju sa SO2 (gas iste polarnosti) rarr zbog prisustva vodoničnih veza
RASTVORIRASTVORI
00044CO
07066SO2
895NH3
Rastvorljivost(g100 g vode)Gas
Rastvorljivost polarnih gasova u vodi(na 0 oC i 101 kPa)
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Pri zagrevanju molekuli gasa mogu lakše da savladaju međumolekulske privlačne sile u rastvoruZa većinu gasova rastvaranje u tečnosti je egzoterman proces rarr pri solvataciji (hidrataciji) molekula gasa toplota se oslobađa
Rastvorljivost gasova u tečnostima opada sa povećanjem temperature
RASTVORIRASTVORI
O2(g) O2(aq) ∆solH lt 0
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Kada je proces rastvaranja egzoterman (toplota se oslobađa sistem se greje) zagrevanjem se rastvorljivost smanjuje
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost gasova u tečnostima raste sa povećanjem pritiska
Henrijev zakon molski udeo gasa u rastvoru (x) je proporcionalan parcijalnom pritisku gasa iznad rastvora (p) na konstantnoj tx = Kp (K ndash Henrijeva konstanta)važi za male pritiskene važi za jako rastvorljive gasove i visoke pritiske
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Primena uticaja pritiska na rastvorljivost gasova u tečnostimaflaširanje gaziranih pića ndash u prisustvu CO2 na pritisku i do 4 atm kada se boca otvori i pritisak opadne na 1 atm rastvorljivost naglo opada i mehurići CO2 izlaze iz rastvora
Posledica uticaja pritiska na rastvorljivost gasova u tečnostimakesonska bolest ndash kada se brzo izroni sa većih dubina (visok p) na površinu (nizak p) naglo se smanji rastvorljivost gasova u krvi pa mehurići gasa ometaju normalnu cirkulaciju opasnost od dekompresije se smanjuje korišćenjem smeše HeO2 umesto vazduha jer He manje rastvorljiv od N2
RASTVORIRASTVORI
NAČINI IZRAŽAVANJA SASTAVA RASTVORA
Maseni udeo
)rastvora()supstance(
)smeše()supstance(
mm
mmw ==
100 )rastvora()supstance( sdot=
mmwu procentima rarr (mas)
ppm rarr parts per million rarr microgg rarr microgml
koja je potrebna za pripremu 250 cm3 rastvora koncentracije 075 mol dmndash3
RASTVORIRASTVORI
PRIMERI
11
)NaOH( Vnc =
22
)NaOH( Vnc =
rArr n(NaOH) = const = c1V1
= 075 mol dmndash3 25010ndash3 dm3 = 0188 mol
rArr V2 = 3ndash2 dm mol 06mol 1880 )NaOH( =c
n= 0031 dm3 = 31 cm3
Standardna tb vode iznosi 100 oC rarr t na kojoj napon vodene pare iznosi 101325 PaAko se snizi pritisak moguće je sniziti tbtečnosti rarr destilacija na sniženom pritisku ili vakuum destilacija rarr za tečnosti koje imaju visoku tb ili se razlažu na visokim t
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Napon pare tečnosti (p) zavisi od temperature tj raste sa povećanjem tTemperatura ključanja (tb) je temperatura na kojoj se napon pare izjednači sa atmosferskim pritiskom
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Idealni rastvor ndash rastvor jedne tečnosti u drugoj u kojem je tip međumolekulskih interakcija između molekula dve tečnosti sličan interakcijama između molekula u pojedinačnim tečnostima (npr smeša tj rastvor n-heptana u n-heksanu)Za idealne rastvore važe Raulovi zakoni (ima ih četiri)Raulov zakon
pri mešanju tečnosti dolazi do sniženja napona pare komponenata a napon pare svake tečnosti u smeši proporcionalan je njenom molskom udelu u rastvorup(A) = x(A) po(A)
napon paretečnosti u smeši
napon parečiste tečnosti
RASTVORIRASTVORI
p(A) = x(A) po(A)
psm = p(A)(čvrsta supstanca je neisparljiva rarr ne
utiče na napon pare)
p(A) = po(A) p(A) = x(A) po(A)p(B) = x(B) po(B)
psm = p(A) + p(B)psm = x(A) po(A) + x(B) po(B)
(obe komponente utiču na napon pare)
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Ukupan napon pare iznad rastvora (psm) jednak je zbiru napona pare svake komponente
RASTVORIRASTVORI
PRIMERI
Izračunati napon pare iznad 20 mas vodenog rastvora glukoze (C6H12O6) na 23 oC Napon pare čiste vode na 23 oC iznosi 2809 kPa
)OH(C O)(H)OH(
61262
2
nnn+
= 097 2809 kPa = 272 kPa
mol 444 mol g 0218g 08 O)(H 1ndash2 === M
mn
= 097
p = x(H2O) po(H2O)
x(H2O) =
glukoza je neisparljiva rarr ne utiče na napon pare
mol 011 mol g 8021g 02 )OH(C 1ndash6126 === M
mn
p = x(H2O) po(H2O)
mol 110 mol 444mol 444 +
=
RASTVORIRASTVORI
Rastvorljivost gasova u tečnostima zavisi odprirode rastvarača i gasatemperature pritiska
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova u tečnostima (nepolarnim i polarnim) je mala
NH3 u H2O velikadipol-dipolpolaran
NH3 u C6H6maladipol-ind dipolnepolaranpolaran
H2 u H2Omalainddipol-dipolpolaran
H2 u C6H6malaind dipol-ind dipolnepolarannepolaran
PrimerRastvorljivostTip interakcijeRastvaračGas
RASTVORIRASTVORI
40410ndash210110ndash23995Ar
695010ndash369510ndash33200O2
205810ndash329410ndash32802N2
67210ndash419210ndash42016H2
33610ndash416810ndash4400He
benzenvoda
Rastvorljivost (g100 g rastvarača)Molarna masa(g molndash1)Gas
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova (na 0 oC i 101 kPa)
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova raste sa porastom molarne mase zbog veće polarizabilnosti molekula
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost polarnih gasova u nepolarnim i polarnim rastvaračima je očekivana (slično se u sličnom rastvara)Neki polarni gasovi se neočekivano dobro rastvaraju u vodi rarr H2S HCl HF CO2 NH3 itd
pored dipol-dipol interakcija dolazi do hemijskih reakcija
H2S + H2O rarr H3O+ + HSndash
HCl + H2O rarr H3O+ + Clndash
CO2 + H2O rarr H+ + HCO3ndash
NH3 + H2O rarr NH4+ + OHndash
Velika rastvorljivost NH3 u poređenju sa SO2 (gas iste polarnosti) rarr zbog prisustva vodoničnih veza
RASTVORIRASTVORI
00044CO
07066SO2
895NH3
Rastvorljivost(g100 g vode)Gas
Rastvorljivost polarnih gasova u vodi(na 0 oC i 101 kPa)
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Pri zagrevanju molekuli gasa mogu lakše da savladaju međumolekulske privlačne sile u rastvoruZa većinu gasova rastvaranje u tečnosti je egzoterman proces rarr pri solvataciji (hidrataciji) molekula gasa toplota se oslobađa
Rastvorljivost gasova u tečnostima opada sa povećanjem temperature
RASTVORIRASTVORI
O2(g) O2(aq) ∆solH lt 0
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Kada je proces rastvaranja egzoterman (toplota se oslobađa sistem se greje) zagrevanjem se rastvorljivost smanjuje
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost gasova u tečnostima raste sa povećanjem pritiska
Henrijev zakon molski udeo gasa u rastvoru (x) je proporcionalan parcijalnom pritisku gasa iznad rastvora (p) na konstantnoj tx = Kp (K ndash Henrijeva konstanta)važi za male pritiskene važi za jako rastvorljive gasove i visoke pritiske
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Primena uticaja pritiska na rastvorljivost gasova u tečnostimaflaširanje gaziranih pića ndash u prisustvu CO2 na pritisku i do 4 atm kada se boca otvori i pritisak opadne na 1 atm rastvorljivost naglo opada i mehurići CO2 izlaze iz rastvora
Posledica uticaja pritiska na rastvorljivost gasova u tečnostimakesonska bolest ndash kada se brzo izroni sa većih dubina (visok p) na površinu (nizak p) naglo se smanji rastvorljivost gasova u krvi pa mehurići gasa ometaju normalnu cirkulaciju opasnost od dekompresije se smanjuje korišćenjem smeše HeO2 umesto vazduha jer He manje rastvorljiv od N2
RASTVORIRASTVORI
NAČINI IZRAŽAVANJA SASTAVA RASTVORA
Maseni udeo
)rastvora()supstance(
)smeše()supstance(
mm
mmw ==
100 )rastvora()supstance( sdot=
mmwu procentima rarr (mas)
ppm rarr parts per million rarr microgg rarr microgml
koja je potrebna za pripremu 250 cm3 rastvora koncentracije 075 mol dmndash3
RASTVORIRASTVORI
PRIMERI
11
)NaOH( Vnc =
22
)NaOH( Vnc =
rArr n(NaOH) = const = c1V1
= 075 mol dmndash3 25010ndash3 dm3 = 0188 mol
rArr V2 = 3ndash2 dm mol 06mol 1880 )NaOH( =c
n= 0031 dm3 = 31 cm3
RASTVORIRASTVORI
p(A) = x(A) po(A)
psm = p(A)(čvrsta supstanca je neisparljiva rarr ne
utiče na napon pare)
p(A) = po(A) p(A) = x(A) po(A)p(B) = x(B) po(B)
psm = p(A) + p(B)psm = x(A) po(A) + x(B) po(B)
(obe komponente utiču na napon pare)
RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA
Ukupan napon pare iznad rastvora (psm) jednak je zbiru napona pare svake komponente
RASTVORIRASTVORI
PRIMERI
Izračunati napon pare iznad 20 mas vodenog rastvora glukoze (C6H12O6) na 23 oC Napon pare čiste vode na 23 oC iznosi 2809 kPa
)OH(C O)(H)OH(
61262
2
nnn+
= 097 2809 kPa = 272 kPa
mol 444 mol g 0218g 08 O)(H 1ndash2 === M
mn
= 097
p = x(H2O) po(H2O)
x(H2O) =
glukoza je neisparljiva rarr ne utiče na napon pare
mol 011 mol g 8021g 02 )OH(C 1ndash6126 === M
mn
p = x(H2O) po(H2O)
mol 110 mol 444mol 444 +
=
RASTVORIRASTVORI
Rastvorljivost gasova u tečnostima zavisi odprirode rastvarača i gasatemperature pritiska
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova u tečnostima (nepolarnim i polarnim) je mala
NH3 u H2O velikadipol-dipolpolaran
NH3 u C6H6maladipol-ind dipolnepolaranpolaran
H2 u H2Omalainddipol-dipolpolaran
H2 u C6H6malaind dipol-ind dipolnepolarannepolaran
PrimerRastvorljivostTip interakcijeRastvaračGas
RASTVORIRASTVORI
40410ndash210110ndash23995Ar
695010ndash369510ndash33200O2
205810ndash329410ndash32802N2
67210ndash419210ndash42016H2
33610ndash416810ndash4400He
benzenvoda
Rastvorljivost (g100 g rastvarača)Molarna masa(g molndash1)Gas
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova (na 0 oC i 101 kPa)
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova raste sa porastom molarne mase zbog veće polarizabilnosti molekula
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost polarnih gasova u nepolarnim i polarnim rastvaračima je očekivana (slično se u sličnom rastvara)Neki polarni gasovi se neočekivano dobro rastvaraju u vodi rarr H2S HCl HF CO2 NH3 itd
pored dipol-dipol interakcija dolazi do hemijskih reakcija
H2S + H2O rarr H3O+ + HSndash
HCl + H2O rarr H3O+ + Clndash
CO2 + H2O rarr H+ + HCO3ndash
NH3 + H2O rarr NH4+ + OHndash
Velika rastvorljivost NH3 u poređenju sa SO2 (gas iste polarnosti) rarr zbog prisustva vodoničnih veza
RASTVORIRASTVORI
00044CO
07066SO2
895NH3
Rastvorljivost(g100 g vode)Gas
Rastvorljivost polarnih gasova u vodi(na 0 oC i 101 kPa)
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Pri zagrevanju molekuli gasa mogu lakše da savladaju međumolekulske privlačne sile u rastvoruZa većinu gasova rastvaranje u tečnosti je egzoterman proces rarr pri solvataciji (hidrataciji) molekula gasa toplota se oslobađa
Rastvorljivost gasova u tečnostima opada sa povećanjem temperature
RASTVORIRASTVORI
O2(g) O2(aq) ∆solH lt 0
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Kada je proces rastvaranja egzoterman (toplota se oslobađa sistem se greje) zagrevanjem se rastvorljivost smanjuje
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost gasova u tečnostima raste sa povećanjem pritiska
Henrijev zakon molski udeo gasa u rastvoru (x) je proporcionalan parcijalnom pritisku gasa iznad rastvora (p) na konstantnoj tx = Kp (K ndash Henrijeva konstanta)važi za male pritiskene važi za jako rastvorljive gasove i visoke pritiske
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Primena uticaja pritiska na rastvorljivost gasova u tečnostimaflaširanje gaziranih pića ndash u prisustvu CO2 na pritisku i do 4 atm kada se boca otvori i pritisak opadne na 1 atm rastvorljivost naglo opada i mehurići CO2 izlaze iz rastvora
Posledica uticaja pritiska na rastvorljivost gasova u tečnostimakesonska bolest ndash kada se brzo izroni sa većih dubina (visok p) na površinu (nizak p) naglo se smanji rastvorljivost gasova u krvi pa mehurići gasa ometaju normalnu cirkulaciju opasnost od dekompresije se smanjuje korišćenjem smeše HeO2 umesto vazduha jer He manje rastvorljiv od N2
RASTVORIRASTVORI
NAČINI IZRAŽAVANJA SASTAVA RASTVORA
Maseni udeo
)rastvora()supstance(
)smeše()supstance(
mm
mmw ==
100 )rastvora()supstance( sdot=
mmwu procentima rarr (mas)
ppm rarr parts per million rarr microgg rarr microgml
koja je potrebna za pripremu 250 cm3 rastvora koncentracije 075 mol dmndash3
RASTVORIRASTVORI
PRIMERI
11
)NaOH( Vnc =
22
)NaOH( Vnc =
rArr n(NaOH) = const = c1V1
= 075 mol dmndash3 25010ndash3 dm3 = 0188 mol
rArr V2 = 3ndash2 dm mol 06mol 1880 )NaOH( =c
n= 0031 dm3 = 31 cm3
RASTVORIRASTVORI
Rastvorljivost gasova u tečnostima zavisi odprirode rastvarača i gasatemperature pritiska
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova u tečnostima (nepolarnim i polarnim) je mala
NH3 u H2O velikadipol-dipolpolaran
NH3 u C6H6maladipol-ind dipolnepolaranpolaran
H2 u H2Omalainddipol-dipolpolaran
H2 u C6H6malaind dipol-ind dipolnepolarannepolaran
PrimerRastvorljivostTip interakcijeRastvaračGas
RASTVORIRASTVORI
40410ndash210110ndash23995Ar
695010ndash369510ndash33200O2
205810ndash329410ndash32802N2
67210ndash419210ndash42016H2
33610ndash416810ndash4400He
benzenvoda
Rastvorljivost (g100 g rastvarača)Molarna masa(g molndash1)Gas
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova (na 0 oC i 101 kPa)
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost nepolarnih i plemenitih gasova raste sa porastom molarne mase zbog veće polarizabilnosti molekula
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost polarnih gasova u nepolarnim i polarnim rastvaračima je očekivana (slično se u sličnom rastvara)Neki polarni gasovi se neočekivano dobro rastvaraju u vodi rarr H2S HCl HF CO2 NH3 itd
pored dipol-dipol interakcija dolazi do hemijskih reakcija
H2S + H2O rarr H3O+ + HSndash
HCl + H2O rarr H3O+ + Clndash
CO2 + H2O rarr H+ + HCO3ndash
NH3 + H2O rarr NH4+ + OHndash
Velika rastvorljivost NH3 u poređenju sa SO2 (gas iste polarnosti) rarr zbog prisustva vodoničnih veza
RASTVORIRASTVORI
00044CO
07066SO2
895NH3
Rastvorljivost(g100 g vode)Gas
Rastvorljivost polarnih gasova u vodi(na 0 oC i 101 kPa)
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Pri zagrevanju molekuli gasa mogu lakše da savladaju međumolekulske privlačne sile u rastvoruZa većinu gasova rastvaranje u tečnosti je egzoterman proces rarr pri solvataciji (hidrataciji) molekula gasa toplota se oslobađa
Rastvorljivost gasova u tečnostima opada sa povećanjem temperature
RASTVORIRASTVORI
O2(g) O2(aq) ∆solH lt 0
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Kada je proces rastvaranja egzoterman (toplota se oslobađa sistem se greje) zagrevanjem se rastvorljivost smanjuje
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost gasova u tečnostima raste sa povećanjem pritiska
Henrijev zakon molski udeo gasa u rastvoru (x) je proporcionalan parcijalnom pritisku gasa iznad rastvora (p) na konstantnoj tx = Kp (K ndash Henrijeva konstanta)važi za male pritiskene važi za jako rastvorljive gasove i visoke pritiske
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Primena uticaja pritiska na rastvorljivost gasova u tečnostimaflaširanje gaziranih pića ndash u prisustvu CO2 na pritisku i do 4 atm kada se boca otvori i pritisak opadne na 1 atm rastvorljivost naglo opada i mehurići CO2 izlaze iz rastvora
Posledica uticaja pritiska na rastvorljivost gasova u tečnostimakesonska bolest ndash kada se brzo izroni sa većih dubina (visok p) na površinu (nizak p) naglo se smanji rastvorljivost gasova u krvi pa mehurići gasa ometaju normalnu cirkulaciju opasnost od dekompresije se smanjuje korišćenjem smeše HeO2 umesto vazduha jer He manje rastvorljiv od N2
RASTVORIRASTVORI
NAČINI IZRAŽAVANJA SASTAVA RASTVORA
Maseni udeo
)rastvora()supstance(
)smeše()supstance(
mm
mmw ==
100 )rastvora()supstance( sdot=
mmwu procentima rarr (mas)
ppm rarr parts per million rarr microgg rarr microgml
koja je potrebna za pripremu 250 cm3 rastvora koncentracije 075 mol dmndash3
RASTVORIRASTVORI
PRIMERI
11
)NaOH( Vnc =
22
)NaOH( Vnc =
rArr n(NaOH) = const = c1V1
= 075 mol dmndash3 25010ndash3 dm3 = 0188 mol
rArr V2 = 3ndash2 dm mol 06mol 1880 )NaOH( =c
n= 0031 dm3 = 31 cm3
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost polarnih gasova u nepolarnim i polarnim rastvaračima je očekivana (slično se u sličnom rastvara)Neki polarni gasovi se neočekivano dobro rastvaraju u vodi rarr H2S HCl HF CO2 NH3 itd
pored dipol-dipol interakcija dolazi do hemijskih reakcija
H2S + H2O rarr H3O+ + HSndash
HCl + H2O rarr H3O+ + Clndash
CO2 + H2O rarr H+ + HCO3ndash
NH3 + H2O rarr NH4+ + OHndash
Velika rastvorljivost NH3 u poređenju sa SO2 (gas iste polarnosti) rarr zbog prisustva vodoničnih veza
RASTVORIRASTVORI
00044CO
07066SO2
895NH3
Rastvorljivost(g100 g vode)Gas
Rastvorljivost polarnih gasova u vodi(na 0 oC i 101 kPa)
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Pri zagrevanju molekuli gasa mogu lakše da savladaju međumolekulske privlačne sile u rastvoruZa većinu gasova rastvaranje u tečnosti je egzoterman proces rarr pri solvataciji (hidrataciji) molekula gasa toplota se oslobađa
Rastvorljivost gasova u tečnostima opada sa povećanjem temperature
RASTVORIRASTVORI
O2(g) O2(aq) ∆solH lt 0
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Kada je proces rastvaranja egzoterman (toplota se oslobađa sistem se greje) zagrevanjem se rastvorljivost smanjuje
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost gasova u tečnostima raste sa povećanjem pritiska
Henrijev zakon molski udeo gasa u rastvoru (x) je proporcionalan parcijalnom pritisku gasa iznad rastvora (p) na konstantnoj tx = Kp (K ndash Henrijeva konstanta)važi za male pritiskene važi za jako rastvorljive gasove i visoke pritiske
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Primena uticaja pritiska na rastvorljivost gasova u tečnostimaflaširanje gaziranih pića ndash u prisustvu CO2 na pritisku i do 4 atm kada se boca otvori i pritisak opadne na 1 atm rastvorljivost naglo opada i mehurići CO2 izlaze iz rastvora
Posledica uticaja pritiska na rastvorljivost gasova u tečnostimakesonska bolest ndash kada se brzo izroni sa većih dubina (visok p) na površinu (nizak p) naglo se smanji rastvorljivost gasova u krvi pa mehurići gasa ometaju normalnu cirkulaciju opasnost od dekompresije se smanjuje korišćenjem smeše HeO2 umesto vazduha jer He manje rastvorljiv od N2
RASTVORIRASTVORI
NAČINI IZRAŽAVANJA SASTAVA RASTVORA
Maseni udeo
)rastvora()supstance(
)smeše()supstance(
mm
mmw ==
100 )rastvora()supstance( sdot=
mmwu procentima rarr (mas)
ppm rarr parts per million rarr microgg rarr microgml
koja je potrebna za pripremu 250 cm3 rastvora koncentracije 075 mol dmndash3
RASTVORIRASTVORI
PRIMERI
11
)NaOH( Vnc =
22
)NaOH( Vnc =
rArr n(NaOH) = const = c1V1
= 075 mol dmndash3 25010ndash3 dm3 = 0188 mol
rArr V2 = 3ndash2 dm mol 06mol 1880 )NaOH( =c
n= 0031 dm3 = 31 cm3
Pri zagrevanju molekuli gasa mogu lakše da savladaju međumolekulske privlačne sile u rastvoruZa većinu gasova rastvaranje u tečnosti je egzoterman proces rarr pri solvataciji (hidrataciji) molekula gasa toplota se oslobađa
Rastvorljivost gasova u tečnostima opada sa povećanjem temperature
RASTVORIRASTVORI
O2(g) O2(aq) ∆solH lt 0
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Kada je proces rastvaranja egzoterman (toplota se oslobađa sistem se greje) zagrevanjem se rastvorljivost smanjuje
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Rastvorljivost gasova u tečnostima raste sa povećanjem pritiska
Henrijev zakon molski udeo gasa u rastvoru (x) je proporcionalan parcijalnom pritisku gasa iznad rastvora (p) na konstantnoj tx = Kp (K ndash Henrijeva konstanta)važi za male pritiskene važi za jako rastvorljive gasove i visoke pritiske
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Primena uticaja pritiska na rastvorljivost gasova u tečnostimaflaširanje gaziranih pića ndash u prisustvu CO2 na pritisku i do 4 atm kada se boca otvori i pritisak opadne na 1 atm rastvorljivost naglo opada i mehurići CO2 izlaze iz rastvora
Posledica uticaja pritiska na rastvorljivost gasova u tečnostimakesonska bolest ndash kada se brzo izroni sa većih dubina (visok p) na površinu (nizak p) naglo se smanji rastvorljivost gasova u krvi pa mehurići gasa ometaju normalnu cirkulaciju opasnost od dekompresije se smanjuje korišćenjem smeše HeO2 umesto vazduha jer He manje rastvorljiv od N2
RASTVORIRASTVORI
NAČINI IZRAŽAVANJA SASTAVA RASTVORA
Maseni udeo
)rastvora()supstance(
)smeše()supstance(
mm
mmw ==
100 )rastvora()supstance( sdot=
mmwu procentima rarr (mas)
ppm rarr parts per million rarr microgg rarr microgml
koja je potrebna za pripremu 250 cm3 rastvora koncentracije 075 mol dmndash3
RASTVORIRASTVORI
PRIMERI
11
)NaOH( Vnc =
22
)NaOH( Vnc =
rArr n(NaOH) = const = c1V1
= 075 mol dmndash3 25010ndash3 dm3 = 0188 mol
rArr V2 = 3ndash2 dm mol 06mol 1880 )NaOH( =c
n= 0031 dm3 = 31 cm3
RASTVORIRASTVORI
RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA
Primena uticaja pritiska na rastvorljivost gasova u tečnostimaflaširanje gaziranih pića ndash u prisustvu CO2 na pritisku i do 4 atm kada se boca otvori i pritisak opadne na 1 atm rastvorljivost naglo opada i mehurići CO2 izlaze iz rastvora
Posledica uticaja pritiska na rastvorljivost gasova u tečnostimakesonska bolest ndash kada se brzo izroni sa većih dubina (visok p) na površinu (nizak p) naglo se smanji rastvorljivost gasova u krvi pa mehurići gasa ometaju normalnu cirkulaciju opasnost od dekompresije se smanjuje korišćenjem smeše HeO2 umesto vazduha jer He manje rastvorljiv od N2
RASTVORIRASTVORI
NAČINI IZRAŽAVANJA SASTAVA RASTVORA
Maseni udeo
)rastvora()supstance(
)smeše()supstance(
mm
mmw ==
100 )rastvora()supstance( sdot=
mmwu procentima rarr (mas)
ppm rarr parts per million rarr microgg rarr microgml