Život je džungle. Člověk se pořád za něčím honí.

Maturitní otázky-10

2. března 2007 v 9:03 |  Maturitní otázky z chemie
10. SMĚSI
­ vyjadřování koncentrace roztoků
­ disperzní soustavy a koloidní roztoky - příklady
­ dělení směsí - extrakce, chromatografie, destilace, usazování, filtrace, krystalizace, sublimace

Chemicky čistá látka

Ø chemicky čistá látka = chemické individuum, je to látka, která je tvořena stejnými částicemi (atomy, molekulami, skupinami iontů), má stálé charakteristické vlastnosti (teplotu varu, teplotu tání, hustotu,…), patří sem dvě skupiny látek - prvky a sloučeniny)
Ø prvek = chemicky čistá látka složená z atomů se stejným protonovým číslem, atomy mohou být nesloučené (u vzácných plynů), mohou tvořit molekuly (např. plynný kyslík O2), nebo jsou vázány v krystalové struktuře - kovalentními vazbami, např. v diamantu, kovalentními vazbami a van der Waalsovými silami, např. v grafitu, vazbou kovovou v kovech,…, je-li prvek složen z atomů se stejným nukleonovým číslem A, nazývá se nuklid
Ø sloučenina = chemicky čistá látka tvořená stejnými molekulami složenými ze dvou nebo více různých atomů, někdy je tvořena samostatnými molekulami (např. v plynném oxidu uhličitém jsou samostatné molekuly CO2, v nichž jsou na atomu uhlíku vázány dva atomy kyslíku), někdy se však vytvářejí i složitější struktury (např. v SiO2)

Směs, disperzní soustava

Ø směs je soustava složená z několika různých chemicky čistých látek (vzduch je směs kyslíku, dusíku, oxidu uhličitého, vodní páry,…)
Ø vlastnosti směsi závisejí na jejím složení, na velikosti jednotlivých částic směsí a na jejich vzájemném rozmístění
Ø obsahuje-li směs jednu látku, která je spojitá v celém objemu soustavy (je disperzním prostředím), v níž jsou ostatní rozptýleny (dispergovány), jde o disperzní soustavu
Ø disperzní soustavy můžeme dělit podle skupenství disperzního prostředí a dispergovaných částic nebo podle velikosti dispergovaných částic

Roztok

Ø roztok je homogenní disperzní soustava dvou nebo více chemicky čistých látek
Ø v závislosti na vnějších podmínkách (tlaku, teplotě) mohou být roztoky plynné (např. vzduch), kapalné (např. roztok NaCl ve vodě) nebo pevné (např. slitiny kovů)
Ø disperzní prostředí kapalných roztoků se nazývá rozpouštědlo (nejčastějším je voda)
Ø složení roztoku se vyjadřuje udáním hmotnosti, objemu nebo látkového množství rozpuštěné látky v roztoku, popř. v rozpouštědle určitého objemu nebo hmotnosti - molární zlomek x, hmotnostní zlomek w, objemový zlomek φ nebo látkovou (molární) koncentracíc rozpuštěné látky

Rozpouštění

Ø kapalný roztok vzniká rozpouštěním látky v rozpouštědle, podle povahy rozpouštědla a rozpouštěné látky může rozpouštění probíhat různým způsobem:
Ø Částice rozpouštěné látky se postupně rozptylují mezi částice rozpouštědla, aniž s nimi interagují (např. rozpouštění kyslíku, dusíku, sacharosy ve vodě)
Ø při rozpouštění krystalických látek s iontovou strukturou ve vodě jsou postupně uvolňované ionty obklopovány molekulami vody (rozpouštědla) a vznikají hydratované ionty - vzniknou roztoky elektrolytů
Ø rozpouštěná látka chemicky reaguje s částí molekul rozpouštědla - mezi ostatní částice se rozptylují až produkty této reakce (např. rozpouštění plynného chlorovodíku nebo amoniaku ve vodě předchází protolytická reakce), v roztoku tedy není původně rozpouštěná látka, ale produkt příslušné reakce
Ø látky je možné v příslušném rozpouštědle rozpouštět jen do určitého složení roztoku, při kterém je roztok nasycený
Ø nasycený roztok - roztok, který je v rovnováze s rozpuštěnou látkou
Ø rozpustnost látky v daném rozpouštědle se vyjadřuje zpravidla hmotnostním zlomkem nebo podílem hmotnosti rozpuštěné látky a rozpouštědla

Koloidní soustavy

Ø koloidní soustavy jsou disperzní soustavy s velikostí dispergovaných částic v rozmezí 10-9 až 10-7 m
Ø patří sem: aerosoly, koloidní roztoky (lyosoly) a emulze
a) Aerosoly - nejméně stabilní koloidní soustavy - dispergované částice nemají žádný ochranný obal, jejich postupné vedou ke koagulaci (spojování koloidních disperzních částic do celků větších než 10-7), koloidní soustava se tak postupně přeměňuje na soustavu heterogenní
b) Koloidní roztoky - o jejich vlastnostech rozhoduje struktura dispergovaných částic, molekuly některých org. látek (bílkovin, polysacharidů, syntetických polymerů) jsou větší než 10-9 m, takže tyto látky při molekulární disperzi tvoří molekulový koloid, dispergovanými částicemi mohou být i micely, tj. větší shluky malých molekul anorganických látek )tvoří fázové koloidy) nebo organických látek, např. solí vyšších mastných kyselin (tvoří micelární koloidy), stabilita dispergovaných částic je dána jejich obalem nebo elektrickým nábojem na jejich povrchu, k nevratnému (ireverzibilnímu) vysrážení (fokulaci) fázového koloidu vede již malé množství elektrolytu, srážení molekulových koloidů je však vratné (reverzibilní)
c) Emulze - disperzní soustava vody a "oleje" (jakákoliv org. kapalina nemísitelná s vodou), disperzním prostředím může být voda nebo "olej", stabilitu dispergovaných částic zajišťuje ochranný obal

Dělení směsí

Ø Extrakce (vyluhování) - proces oddělování složky ze směsi pevných látek nebo z kapalné směsi na základě jejich rozdílné rozpustnosti v jiné kapalině (extrahovadle - rozpouštědle), je selektivní, rozpouští-li se v extrahovadle jen žádoucí složka směsi
Ø Destilace - proces oddělování složek z homogenní kapalné směsi na základě jejich rozdílné těkavosti (a tím i rozdílné teploty varu), při zahřátí směsi na teplotu varu přechází do plynné fáze směs bohatší na těkavější složku
o prostá destilace - vznikající páry se ihned odvádějí a kondenzují (ochlazením se mění v kapalnou fázi - kondenzát)
o frakční destilace - destilace, při níž zachycujeme jednotlivé podíly (frakce) destilující v určitých teplotních rozmezích
o kontinuální destilace (rektifikace) - vícenásobná částečná kondenzace a odpaření
o vakuová destilace - probíhá za sníženého tlaku, užívá se k destilaci látek s vysokou teplotou varu
o tlaková destilace - probíhá za zvýšeného tlaku, užívá se pro destilaci látek s nízkou teplotou varu
o destilace s vodní párou - současně se při destilaci prohání vodní pára destilovanou směsí, užívá se pro destilaci tepelně labilních látek s vysokou teplotou varu
Ø Sublimace - děj, při němž pevná látka při zahřívání netaje, ale mění se přímo v páru, z níž po ochlazení vzniká opět pevná látka (sublimát), vakuová mrazová sublimace - užívá se pro šetrné čištění tepelně nestálých látek)
Ø Chromatografie - metoda selektivního dělení složek směsi, založená na odlišných vlastnostech (rozpustnosti, adsorpci, velikosti částic,…) jednotlivých složek vzhledem ke dvěma nemísitelným fází, s nimiž je směs ve styku
o stacionární fáze - nepohyblivá, kapalina zakotvená na vhodném pórovitém nosiči, pórovitý nebo práškovitý adsorpční materiál,…
o mobilní fáze - pohyblivá, rozpouštědlo nebo nosný plyn, při pohybu mobilní fáze podél fáze stacionární dochází k oddělování složek směsi
podle dělícího principu rozeznáváme chromatografii:
o rozdělovací - rozdílná rozpustnost složek v soustavě kapalina-kapalina nebo kapalina-plyn
o adsorpční - rozdílná adsorpce v soustavě pevná fáze-kapalina nebo pevná fáze-plyn
o afinitní -ionexová - rozdílná schopnost výměny iontů mezi ionexem a kapalinou
o gelová - chrom. na molekulových sítech - rozdílná velikost molekul dělených složek způsobuje jejich různou rychlost při průchodu stacionární fází s vhodnou vnitřní strukturou
 

Buď první, kdo ohodnotí tento článek.

Nový komentář

Přihlásit se
  Ještě nemáte vlastní web? Můžete si jej zdarma založit na Blog.cz.
 

Aktuální články

Reklama