Kapitel 11. Egenskaper hos lösningar

Kapitel 11 Egenskaper hos lösningar

Kapitel 11 Innehåll 11.1 Lösningssammansättning 11.2 Energiomsättning för lösningar 11.3 Faktorer som påverkar lösligheten 11.4 Ångtryck över lösningar 11.5 Kokpunktshöjning och fryspunktssäkning 11.6 Osmotiskt tryck 11.7 Kolligativa egenskaper hos elektrolytlösningar 11.8 Kolloider Copyright Cengage Learning. All rights reserved 2

Avsnitt 11.1 Lösningssammansättning Olika sorters lösningar Exempel Lösningen Lösningsmedlet Löst ämne Luft, naturgas Gas Gas Gas Vodka, kylarvätska Flytande Flytande Flytande Mässing Fast Fast Fast Sodavatten Flytande Gas Flytande Havsvatten, sockervatten Flytande Fast Flytande Väte på en platinayta Fast Gas Fast Copyright Cengage Learning. All rights reserved 3

Avsnitt 11.1 Lösningssammansättning Koncentrationsuttryck 1. Molaritet (M) = 2. Mass (vikts) procent = 3. Molfraktion (X A ) = 4. Molalitet (m) = mol av upplöst ämne liter lösning massa av upplöst ämne lösningens massa mol av ämne A totala moltalet i lösningen mol av upplöst ämne lösningsmedlets massa Copyright Cengage Learning. All rights reserved 6

Avsnitt 11.1 Lösningssammansättning Övning Vad är viktsprocenten av glukos i en lösning som tillverkas genom att lösa upp 5.5 g glukos i 78.2 g vatten? 6.6% Copyright Cengage Learning. All rights reserved 9

Avsnitt 11.1 Lösningssammansättning Övning En vattenlösning med fosforsyra färdigställdes av 8.00 g H 3 PO 4 i 100.0 ml vatten. Beräkna molfraktionen H 3 PO 4. (Antag att vattnets densitet är 1.00 g/ml.) 0.0145 Copyright Cengage Learning. All rights reserved 11

Avsnitt 11.1 Lösningssammansättning Övning En vattenlösning med fosforsyra färdigställdes av 8.00 g H 3 PO 4 i 100.0 ml vatten. Beräkna lösningens molalitet. (Antag att vattnets densitet är 1.00 g/ml.) 0.816 m Copyright Cengage Learning. All rights reserved 13

Avsnitt 11.2 Atomic Energiomsättning Masses för lösningar Energiåtgång för att lösa ämnen i vätskor 1. Separeringen av ämnet som skall upplösas i sina upplösta komponenter (expandering, endoterm) 2. Expandering av lösningsmedlet (endoterm) 3. Tillåta det upplösta ämnets komponenter och lösningsmedlet att ha interaktion och därmed bilda en lösning (exoterm) ΔH soln = Δ H steg1 + Δ H steg2 + Δ H steg3 Copyright Cengage Learning. All rights reserved 14

Avsnitt 11.2 Atomic Energiomsättning Masses för lösningar Konceptkoll Förklara varför vatten och olja (en lång kolvätekedja) inte blandar sig. Ta med i förklaringen hur ΔH spelar in. Copyright Cengage Learning. All rights reserved 18

Avsnitt 11.3 The Faktorer Mole som påverkar lösligheten Faktorer som påverkar lösligheten Strukturella faktorer: Polär/opolär Tryck: Henrys lag Temperatur: Påverkar lösligheten Copyright Cengage Learning. All rights reserved 19

Avsnitt 11.3 The Faktorer Mole som påverkar lösligheten Henrys lag Mängden gas som löser sig i en lösning är direkt proportionell mot gasens tryck ovanför lösningen (gäller enbart då ingen reaktion mellan den lösta gasen och lösningsmedlet sker). P = k C P = partialtrycket av en gas ovanför lösningen C = koncentrationen av den lösta gasen k = konstant Copyright Cengage Learning. All rights reserved 20

Avsnitt 11.3 The Faktorer Mole som påverkar lösligheten Vattenlöslighet och temperatur: fasta ämnen

Avsnitt 11.3 The Faktorer Mole som påverkar lösligheten Vattenlöslighet och temperatur: gaser

Avsnitt 11.3 The Faktorer Mole som påverkar lösligheten Temperaturfaktorer för vattenlösningar De flesta fasta ämnens löslighet i vatten ökar med ökad temperatur, men vissa ämnens löslighet minskar med ökad temperatur. Att förutse fasta ämnens löslighet i vatten är svårt och kräver kunskap om de olika ämnena. Lösligheten av gaser i vatten minskar generellt med temperaturen. Copyright Cengage Learning. All rights reserved 24

Avsnitt 11.4 Ångtryck över lösningar Raoults lag Närvaron av ett oflyktigt ämne i en lösning sänker lösningsmedlets ångtryck. P soln = X solvent P solvent P soln = ångtrycket för lösningen X solvent = molfraktionen av lösningsmedlet P solvent = ångtrycket av det rena lösningsmedlet Copyright Cengage Learning. All rights reserved 26

Avsnitt 11.4 Ångtryck över lösningar Icke-ideala lösningar Vätskelösningar där båda vätskorna är flyktiga. Modifierad Raoults lag: P = χ P + χ P o o Total A A B B Icke-ideala lösningar närmar sig de ideala då molbråket närmar sig antningen 0 eller 1. Copyright Cengage Learning. All rights reserved 30

Avsnitt 11.5 Kokpunktshöjning och fryspunktsänkning Kolligativa egenskaper Beror enbart av antalet, inte typen, av partiklar som det lösta ämnet ger upphov till i en ideal lösning. Kokpunktsförhöjning Fryspunktssänkning Osmotiskt tryck Copyright Cengage Learning. All rights reserved 31

Avsnitt 11.5 Kokpunktshöjning och fryspunktsänkning Kokpunktshöjning Ett oflyktigt ämne i lösning höjer kokpunkten för lösningen enligt ΔT = K b m solute ΔT = kokpunktshöjningen i K (eller C) K b = den molala kokpunkthöjningskonstanten (den är lösningsmedelsspecifik) m = det lösta ämnets molalitet Copyright Cengage Learning. All rights reserved 32

Avsnitt 11.5 Kokpunktshöjning och fryspunktsänkning Fryspunktsäkning Ett oflyktigt ämne i lösning sänker fryspunkten för lösningen enligt ΔT = K f m solute ΔT = fryspunktsänkningen i K (eller C) K f = den molala fryspunktsänkningskonstanten (lösningsmedelsspecifik) m = det lösta ämnets molalitet Copyright Cengage Learning. All rights reserved 33

Avsnitt 11.5 Kokpunktshöjning och fryspunktsänkning Övning Vattenlösningen innuti en växtcell har en koncentration av 0.25 m. Du sänker ned den i en vätska med temperaturen 0.246 C. Kommer den att explodera, skrumpna ihop eller förbli oförändrad? Copyright Cengage Learning. All rights reserved 38

Avsnitt 11.6 Osmotiskt tryck Osmos och osmotiskt tryck Osmos: Flödet av rent lösningsmedel genom en semipermeabel hinna till ett lösningsmedel. Osmotiskt tryck: Differens mellan ångtrycket över lösningen jämfört med det rena lösningsmedlet. π = C R T π = det osmotiska trycket C = lösningens koncentration i molar R = allmänna gas konstanten T = lösningens temperatur i Kelvin Copyright Cengage Learning. All rights reserved 39

Avsnitt 11.6 Osmotiskt tryck Omvänd osmos Om det externa trycket är större än det osmotiska trycket, sker omvänd osmos. En application av detta är färskvattenberedning genom avsaltning av havsvatten. Copyright Cengage Learning. All rights reserved 42

Avsnitt 11.6 Osmotiskt tryck Övning Då 33.4 mg av ett ämne löses i 10.0 ml vatten vid 25 C har lösningen ett osmotiskt tryck på 558 torr. Beräkna ämnets molmassa. 111 g/mol Copyright Cengage Learning. All rights reserved 44

Avsnitt 11.7 Kolligativa egenskaper hos elektrolytlösningar Kolligativa egenskaper hos elektrolyter van t Hoff faktor, i, hänvisar till det totala antalet joner som bildas då ett salt löses upp. NaCl 2 (1st Na +, 1st Cl - ) K 2 SO 4 3 (2st K +, 1 st SO 2-4 ) Modifierade formler för kolligativa egenskaper: i = ΔT = i m K π = i C R T totala antalet (mol) joner i lösningen mol av upplöst ämne Copyright Cengage Learning. All rights reserved 45

Avsnitt 11.7 Kolligativa egenskaper hos elektrolytlösningar Egenskaper hos jonpar Jonpar bildas i högre utsträckning i koncentrerade lösningar. I utspädda lösningar är jonerna längre ifrån varandra vilket resulterar i färre jonpar. Jonpar existerar i olika utsträckning i alla saltlösningar (elektrolytlösningar). Jonpar bildas i högre utsträckningar för joner av högre valenser (laddning). Copyright Cengage Learning. All rights reserved 48

Avsnitt 11.8 Kolloider Kolloider Kolloidal dispersion (kolloid): En suspension av mycket små partiklar i något slags medium. t.ex. aerosol, skum, emulsion, soler molekyler eller aggregat av molekyler/joner partikelstorlek: 1 1000 nm Tyndalleffekten är spridning av ljusstrålar Koagulering: Tillsats av en elektrolyt, som förorsakar en förstörelse av en kolloid (de små partiklarna hålls inte längre i en suspension utan klumpar ihop sig) Copyright Cengage Learning. All rights reserved 49

Kapitel 11 Innehåll Sammanfattning Koncentrationsenheter Molaritet, molalitet, molfraktion Ångtryck över lösningen Lösningsmedlets polaritet, mängd löst ämne Kolligativa egenskaper Kokpunkt, fryspunkt, osmos Copyright Cengage Learning. All rights reserved 51