Rozdělení disperzních soustav Disperzní soustavy částice jedné nebo více látek rovnoěrně rozptýlené (dispergované) ve forě alých částeček v dispergující fázi podle počtu fází podle skupenského stavu jednofázové (hoogenní) vícefázové (heterogenní) podle velikosti dispergovaných částic Disperzní soustavy podle skupenského stavu Disperzní soustavy podle velikosti dispergovaných částic Disperzní prostředí Tuhé Dispergovaná látka Tuhá Kapalná Plynná Tuhé sěsi Tuhá eulze Porézní látky Disperze elikost dispergovaných částic Difuze Analytická < n Rychlá Koloidní -500 n Poalá Hrubá > 500 n - Kapalné Plynné Suspenze, koloidy a lyosoly Aerosol Eulze Pěna Sěs plynů Optické vlastnosti Příklady Čiré Roztoky Opalescence Koloidy Zakalené, neprůhledné Suspenze a eulze 3 4 Pravé roztoky (analytické disperze) Disperzní prostředí rozpouštědlo Dispergovaná látka rozpuštěná látka (g, l, s) Látková koncentrace (olarita) c n Jednotka SI ol -3 obje roztoku Složení roztoků: koncentrace Molalita zloek olalita 5 n r hotnost rozpouštědla ol kg - 6
Hotností koncentrace Hotnostní zloek ρ obje roztoku Jednotka SI kg -3 w hotnost roztoku r + Hustota Hotnostní procenta Proile ρ kg -3 w 00 % w 000 obje roztoku 7 8 % roztok Jaká je koncentrace 50 g soli rozpuštěné v 00 l vody? g látky rozpuštěný ve 00 g roztoku roztok g látky rozpuštěný v.. g roztoku 9 0 Jaká je látková koncentrace NaOH (M r 40,0) 0% roztoku hydroxidu sodného o hustotě,09 g c -3? Molový zloek x n n ni na + n + n C +...
Složení suchého vzduchu Molový zloek v % 78 % N % O 0,93 % Ar 0,03 % CO Hotnost olu vzduchu x N M r x O M r x Ar A r x CO M r 0,04 % ost. plyny zanedbáe -. 00 % celke Součet Objeový zloek ϕ Objeová procenta ϕ 00 % U sěsi plynů platí: 3 4 íno obsahuje % alkoholu. Jaký obje alkoholu je v 0,5 l vína? Sěšování roztoků w w + w 3 + Kolik graů alkoholu je v 0,5 l vína s obsahe % alkoholu? (ρ EtOH 0,8 kg l - ) w + w w ( + ) 3,,,3 5 hotnost látky v roztoku 6 Sěšování roztoků za předpokladu aditivnosti objeů* c c + n, n, n,3 c 3 + c + c c ( + ) 3 *při sěšování roztoků dochází často k objeové kontrakci * 7 Ředění rozpouštědle c w + w 0, c 0 rozpouštědlo w + w 3 ( c + c 3 ( c 3 w 3 + + ) ) * 8 3
Rozpustnost látek Kolik kg vody je nutno přidat ke kg 40% roztoku glukosy, aby se získal 0% roztok glukosy Závisí na cheické povaze rozpouštěné látky a rozpouštědla teplotě tlaku Nasycený roztok axiální koncentrace látky za daných podínek (T, p) v dané rozpouštědle (součin rozpustnosti) 9 0 Rozpouštění Siilia siilibus solvuntur částice rozpouštěné látky se postupně rozptylují ezi olekuly rozpouštědla, aniž s nii interagují olekuly rozpouštědla vytrhávají ionty nebo olekuly z krystalové struktury a obklopují je ( solvatují, ve vodě hydratují) látky jsou rozpustné v rozpouštědlech přibližně stejné polarity, tj.: iontové a polární látky v polárních rozpouštědlech nepolární látky v nepolárních rozpouštědlech rozpouštěná látka reaguje s částí olekul rozpouštědla, ezi ostatní olekuly se rozptylují až produkty reakce álo rozpustné látky součin rozpustnosti K s Rozpouštědla polární: voda, ethanol, trichlorethan, aceton (dipólový oent olekul rozpouštědla 0) nepolární : hexan, benzen, diethylether, tetrachlorethan, sirouhlík (dipólový oent olekul rozpouštědla 0) Koloidní soustavy Koloidní částice neprochází polopropustnýi (seipereabilníi) filtry na své povrchu nesou náboj stejného znaénka zabraňuje jejich shlukování Koloidní disperze: a) lyofobní soly (fázové koloidy) b) olekulární koloidy c) icelární (asociační) koloidy 3 d) gely 4 4
a) FázovF zové koloidy (lyofobní soly) Struktura lyofobní koloidní částice disperze nerozpustných látek v disperzní prostředí (např. koloidní roztok zlata, stříbra, ) adsorpční vrstva difuzní vrstva podínka stability: jádro shluk atoů, iontů, olekul porušení stability: alý přídavek elektrolytu ireverzibilní vysrážení kation elektrolytu anion elektrolytu 5 6 Hoogenní disperze b) Molekulárn rní koloidy pravé roztoky akroolekul (proteiny, polysacharidy, nukleové kyseliny, c) Micelárn rní koloidy shluky nízkoolekulárních látek (tzv. icely) (roztok ýdla) Podínky stability Porušen ení stability větší přídavek elektrolytu (odstranění solvatačního obalu) reverzibilní vysrážení (přídavek rozpouštědla koloidní roztok) zěna ph (ztráta náboje) 7 8 Struktura olekulární koloidní částice Struktura icely tvořené aniontový tenzide polární část olekuly ( COO ) jádro nepolární zbytek (uhlovodíkový řetězec) H O lyosféra H O ionizované skupiny koloidu 9 30 5
Tenzidy povrchově aktivní látky Chování tenzidů v roztoku ají afipatickou stavbu objená nepolární (hydrofóbní) část výrazně polární (hydrofilní, ionizovaná) část vzduch nepolární při nízké koncentraci: absorbce na rozhraní fází SO 3 - natriu-dodecylbenzen--sulfonát voda při vyšší koncentraci též tvorba icel snižují povrchové napětí nepolární vnitřek icely 3 3 Typy tenzidů Aniontové tenzidy Mýdlo (sodná/draselná sůl vyšší astné kyseliny) Alkylsulfáty (ester vyššího alkoholu a kyseliny sírové) O SO 3 - COO - v roztoku Alkansulfonáty (ato síry vázán přío na ato uhlíku) COO - SO 3 - anion 33 34 Kationtové tenzidy Detergent Kvartérní aoniové soli (tzv. ) CH 3 r - CH N + CH 3 benzyl(dodecyl)diethylaoniu-broid antiseptický a avivážní účinek látka s čisticí a prací účinke sěs látek tenzidy (solubilizační a eulgační účinek) fosfáty, sulfáty bělící a opticky zjasňující látky proteolytické enzyy parféy např. Ajatin, Septonex 35 36 6
d) Gely dispergované částice jsou zesíťovány uzavírají v sobě značné nožství rozpouštědla rosolovitá povaha olekulární koloid Příklady: zahuštění, ochlazení gel vysušení botnání xerogel hrubá disperze Eulze Podle polarity fází: eulze typu olej ve vodě léko, eulze typu voda v oleji áslo, 37 38 Stabilizace eulze - eulgátory snížení povrchového napětí ezi polární a nepolární kapalinou povrchově aktivní látky zvýšení viskozity prostředí (snížení tepelného pohybu kapek) olekulární koloidy Elektrolyty látky, které se při interakci s olekulai vody štěpí na ionty 39 40 Elektrolytická disociace Elektrolyty - hydratační obal elektrolytická disociace v roztoku/tavenině vede elektrický proud - + 4 v roztoku poskytují ionty iontové sloučeniny (NaCl, KOH, ) sloučeniny s veli polární kovalentní vazbou (HCl, HNO 3, CH 3 COOH, ) 4 7
Elektrolyty silné slabé Neelektrolyty Silné elektrolyty A(s) + H O silné kyseliny silné zásady většina rozpustných solí NaCl(s) + H O + (aq) + A - (aq) (aq) + Cl - (aq) 43 44 Slabé elektrolyty A(s) + H O A(aq) + (aq) + A - (aq) A(s) + H O A(aq) + (aq) + A - (aq) slabé anorganické kyseliny a zásady Rovnovážná konstanta K C [ ][A ] [H O][A] většina organických kyselin slabé org. báze HNO (l) + H O H 3 O + (aq) + NO - (aq) Disociační konstanta K D [ ][A ] [A] 45 46 Disociační stupeň α A(s) + H O A(aq) + (aq) + A - (aq) α [A] [A] dis celk + [ ] [A] celk [A ] [A] celk Závislost α na koncentraci c D A(aq) [ ][A ] c [A] c ( + (aq) + A - (aq) t 0 c 0 0 t RONOÁHA c - cα cα cα K dosazení α α) α c α cα pro c > ol/l je α < 0, 47 48 8
Závislost α na koncentraci c Kolikrát se přibližně zění disociace slabého elektrolytu, když se zředí 00krát? α K D c disociace slabého elektrolytu se zvyšuje s jeho klesající koncentrací v roztoku 49 50 Neelektrolyty Jaká je koncentrace chloridových aniontů v roztoku chloridu železitého o koncentraci 0, ol/l? C 6 H O 6 (s) + H O C 6 H O 6 (aq) 5 5 Jaké látkové nožství peroxidu vodíku je přítono ve 00 l roztoku o koncentraci 3 g/l? Jaký obje 36 % HCl s hustotou,79 g/l je nutno použít k přípravě 00 l roztoku HCl (M r 36,5) o koncentraci 6 ol/l? 53 54 9