8/18/2019 Tekućine i otopine
1/24
- čvrste tvari koje su pri sobnoj temperaturi u tekućem stanju,
- dakle, i rastaljene soli i kovine i ukapljeni plinovi su tekućine
1
8/18/2019 Tekućine i otopine
2/24
gustoća, viskoznost, napetost površine, vrelište…
omjer mase i volumena iste tvari,
povišenjem temperature, volumen se povećava (anomalija vode)
može se odrediti areometrom
2
8/18/2019 Tekućine i otopine
3/24
8/18/2019 Tekućine i otopine
4/24
napetost površine
mjera za silu kojom bi valjalo djelovati na površinskemolekule kako bi one pokazivale jednaku silu
međudjelovanja kao molekule u unutrašnjosti tekućine
može se odrediti stalagmometrom
4
8/18/2019 Tekućine i otopine
5/24
vrelište
- temperatura pri kojoj se tlak pare tekućine izjednačis tlakom iznad tekućine (atmosferskim)
- karakteristična veličina za svaku tvar
- sniženjem tlaka, vrelište tekućine opada
5
8/18/2019 Tekućine i otopine
6/24
homogene smjese čistih tvari
otapalo (disperzno sredstvo) komponenta
koje u otopini ima više, tekućina
otopljena tvar (disperzna faza) komponenta
koje ima manje u otopini, može biti plinovita,tekuća ili čvrsta
sastoje se od otapala i otopljene tvari
krute tekuće
otapalopolarno (voda, etanol, tekući amonijak…)
nepolarno (benzen, ugljikov tetraklorid…)
plinovitezrak je smjesa plinova(N2, O2, CO2, SO2, Ar, H2O..)
zlato za izradu nakita je smjesa metala
6
8/18/2019 Tekućine i otopine
7/24
krutinatekućinaplin
krutinatekućina
plin
vrsta otopine primjer
plin u plinu zrak (O2, Ar, N2...)
plinu tekućini
karbonatna voda (CO2 u vodi)plin u krutini H2 na metalu paladiju
tekućina u tekućini benzin (smjesa ugljikovodika)
tekućina u krutini zubni amalgam (Hg u Ag)
krutina u tekućini more (NaCl i druge soli u vodi)
krutina u krutina metalne slitine (srebrni nakit sa 92,5% Ag i 7,5% Cu)
7
8/18/2019 Tekućine i otopine
8/24
- za danu otopinu, količina tvari otopljene u količini otapala predstavlja koncentraciju
otopljene tvari
- otopine koje sadrže relativno nisku količinu otopljene tvari nazivaju se razrijeđenim, dok
se one koje sadrže razmjerno visoki udio otopljene tvari nazivaju koncentriranim otopinama
PRIPR V OTOPIN
8
8/18/2019 Tekućine i otopine
9/24
Kvantitativni odnosi komponenata otopina
mol kg-1molalitet tvari B
g dm-3masena koncentracija tvari B
mol dm-3množinska koncentracijatvari B (molaritet)
jedinica jednadžbakvantitativni odnos
otopine
B B
V
m
otopine
B
B V
n
c
otopala
B B
mnb
molni (količinski)
udio (postotak)
volumni udio
(postotak)
maseni udio
(postotak)
otopine
B B
n
n x
otopine
B B
m
mw
(*100%)
(*100%)
(*100%) B
V B
V otopine 9
8/18/2019 Tekućine i otopine
10/24
Otopine krutina u tekućinama
- topljivost krutine ovisi o prirodi tvari i otapala i o temperaturi (krivulje topljivosti)
- vrijedi empirijsko pravilo “Slično se otapa u sličnom” (ima izuzetaka)
Topljivost – koncentracija otopljene tvari u zasićenoj otopini pri konstantnoj temperaturi
10
8/18/2019 Tekućine i otopine
11/24
zasićena otopina
dinamička ravnoteže izmeđuprocesa otapanja i taloženja
nezasićena otopina
nema ravnoteže izmeđuprocesa otapanja i taloženja
- ionski spojevi i kovalentni spojevi dipolnih molekula će se otapati u polarnim otapalima kao
što su voda i etanol, za razliku od kovalentnih nepolarnih molekula koji će se otapati u
nepolarnim otapalima kao što su benzen, tetraklorugljik..
pr. otapanja NaCl-a u vodi
11
8/18/2019 Tekućine i otopine
12/24
dodatkom kristala u prezasićenu otopinu natrijeva acetata započinje kristalizacija
- nezasićena, razrijeđena otopina ima koncentraciju manju od one zasićene otopine
- nekada je moguće prirediti prezasićene otopine, one u kojima je količina otopljene tvari
veća od one u zasićenoj
- prezasićene otopine su jako nestabilne i doda li se u njih na vrh mala količina, sićušni kristalotopljene krute tvari, ona tvar koja je u suvišku naglo će se istaložiti u obliku kristala
12
8/18/2019 Tekućine i otopine
13/24
- polarne i nepolarne tvari nisu topljive jedne u drugima
- jod je nepolarna molekula pa je topljiv u nepolarnom otapalu kao što je CCl4 ili heksan pa
nastaje homogena otopina
- općenito, u polarnim otapalima se dobro otapaju polarne molekule, dok se nepolarne otapaju u
nepolarnim (“slično se otapa u sličnom”)
- međutim, to ne znači da ne postoje izuzeci tog pravila
13
8/18/2019 Tekućine i otopine
14/24
UTJECAJ NA TOPLJIVOST KRUTINA U TEKUĆINAMA
- učinak temperaturne promjene na topljivost tvari ovisi o tome dolazi li do apsorpcije
ili emisije topline kada se priređuje zasićena otopina
- ako se pretpostavi da pri otapanju male količine tvari u zasićenoj otopini dolazi do
upijanja topline, tada se može napisati izraz:
energija + otopljena tvar + voda = zasićena otopina
- učinak temperaturne promjene na sustav u ravnoteži može se predvidjeti s pomoćunačela kojeg je predložio krajem 19. st. H. Le Chatelier
- sukladno Le Chatelierovom načelu sustav u ravnoteži se opire vanjskoj promjeni na
način da se sustav učinjenoj promijeni suprostavi uspostavljenjem novog ravnotežnog
stanja
14
8/18/2019 Tekućine i otopine
15/24
- topljivost tvari koje apsorbiraju toplinu tijekom otapanja u zasićenim otopinama povećavat će
se povišenjem temperature
- topline otapanja mnogih ionskih spojeva za otopine pri beskonačnom razrjeđenju su
egzotermne
15
8/18/2019 Tekućine i otopine
16/24
- otapanje tvari u zasićenoj otopini uz oslobađanje topline može se prikazati izrazom:
otapajuća tvar + voda = zasićena otopina + energija
- prema Le Chatelierovom načelu topljivost otopljene tvari povećat će se sniženjemtemperature
- nekoliko ionskih spojeva (Li2CO3, CaCl2, Na2SO4) ponašaju se na taj način
- npr. topljivost soli kalijeva nitrata je endotermno,povišenje temperature pogoduje njeno otapanje Koja sol se otapa egzotermno? 16
8/18/2019 Tekućine i otopine
17/24
- otopina koja sadrži nehlapljivu otopljenu tvar može se razdvojiti u svoje sastavne
dijelove destilacijom
- postupak se sastoji u otparavanju otapala od nehlapljive otopljene tvari
- otapalo u parovitom stanju kondenzira se pomoću hladila, dok otopljena tvar zaostaje
17
8/18/2019 Tekućine i otopine
18/24
18
8/18/2019 Tekućine i otopine
19/24
- plinovi se općenito otapaju u tekućinama bez oslobađanja topline budući da nikakva energijanije zahtijevana za razdvajanje molekula (atoma) plina, ali u slučaju kada plin kemijski
reagira s otapalom, npr. otapanje klorovodika u vodi uključuje oslobođenje energije
19
8/18/2019 Tekućine i otopine
20/24
- poč. 19. st. W. Henry je otkrio da masa plina koja se otapa u određenoj masi tekućine
pri stalnoj temperaturi proporcionalna je parcijalnom tlaku plina iznad otopine
20
8/18/2019 Tekućine i otopine
21/24
parcijalni tlakplina A iznad tekućine
Henryeva konstanta proporcionalnosti
ovisi o plinu i tekućini
21
8/18/2019 Tekućine i otopine
22/24
• miješanjem tekućina koje se potpuno miješaju ne nastaju volumne promjene
22
8/18/2019 Tekućine i otopine
23/24
- polarne i nepolarne tvari nisu topljive jedne u drugima
- npr. CCl4 netopljiv je u vodi i obratno
- CCl4 je nepolarna molekula koja ostvaruje intermolekulska privlačenja na temelju Londonovih
disperzijskih sila
- privlačenja među molekulama vode su drukčije naravi (vodikove veze i dipolne interakcije)- stoga, prilikom miješanja, molekule tih dviju tekućina ne mogu ostvariti međusobnu
interakciju, odnosno molekule CCl4 su “istisnute” iz vode i obratno, dolazi do stvaranja dva
odvojena sloja tekućine
- slično je i sa uljem i vodom:
23
8/18/2019 Tekućine i otopine
24/24
- otopina nastala miješanjem dviju tekućina koje se potpuno miješaju također se može
razdvojiti u svoje sastavne dijelove destilacijom (najčešće je to frakcijska destilacija)
- tekućina manjeg vrelišta isparava i kondenzira se pomoću hladila (sakuplja se u predložak i
zove se destilat), dok tekućina većeg vrelišta zaostaje u tikvici za destilaciju
24