Prema veličini čestica rastvorene supstance disperzni sistemi se dele nahomogene ndash pravi rastvori (veličina čestica lt 1 nm)

ndash koloidni rastvori (veličina čestica 1ndash100 nm)heterogene (veličina čestica gt 100 nm)

RASTVORIRASTVORI

DISPERZNI SISTEMI

Nastaju dispergovanjem (ravnomernim raspodeljivanjem) jedne supstance u drugojSastoje se od dve komponente

rastvorene supstance (dispergovana faza rastvorak)rastvarača (disperziono sredstvo) rarr supstanca koja je u višku

Homogeni disperzni sistemi = rastvori = homogene smešetečno ndash čvrsto (rastvori čvrstih supstanci u tečnostima)tečno ndash tečno (rastvori tečnosti u tečnostima)tečno ndash gas (rastvori gasova u tečnostima) čvrsto ndash čvrsto (čvrsti rastvori)

Heterogeni disperzni sistemi = heterogene smešesuspenzije ndash čvrsta supstanca dispergovana u tečnoj emulzije ndash tečnosti koje se ne mešaju

RASTVORIRASTVORI

DISPERZNI SISTEMI

Priroda supstanci (tip veze polarnost) određuje tip međumolekulske interakcije između rastvorene supstance i rastvarača

RASTVORIRASTVORI

NaCl u H2O velikajon-dipolpolaran

NaCl u C6H6malajon-ind dipolnepolaranjonska

glukoza u H2O velikadipol-dipolpolaran

glukoza u C6H6maladipol-ind dipolnepolarankovalentna polarna

I2 u H2Omalainddipol-dipolpolaran

I2 u C6H6velikaind dipol-ind dipolnepolarankovalentna nepolarna

PrimerRastvorljivostTip interakcijeRastvaračČvrsta supstanca

RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA

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

PrimerRastvorljivostTip interakcijeRastvaračTečnost

slično se u sličnom rastvara

dArr

RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA

RASTVORIRASTVORI

Ulje i voda se ne mešaju (ne rastvaraju)Etilen-glikol i voda se mešaju (rastvaraju)

RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA

C CH H

HOHO

HH

Etilen-glikol metanol etanol se potpuno rastvaraju u vodi (potpuno su mešljivi) rarr dominiraju vodonične veze

RASTVORIRASTVORI

17CH3CH2CH2CH2CH2 CH2CH2OHheptanol60CH3CH2CH2CH2CH2CH2OHheksanol27CH3CH2CH2CH2CH2OHpentanol74CH3CH2CH2CH2OHbutanolpotpuno rastvoranCH3CH2CH2OHpropanolpotpuno rastvoranCH3CH2OHetanolpotpuno rastvoranCH3OHmetanol

Rastvorljivost (g supstancedm3 H2O)FormulaAlkohol

RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA

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

ppb rarr parts per billion rarr ngg rarr ngml

(mol dmndash3)

1 mol dmndash3 = 1M rastvor

RASTVORIRASTVORI

NAČINI IZRAŽAVANJA SASTAVA RASTVORA

(Količinska) koncentracija ndash molaritet

)rastvora()supstance( V

nc =

Molalitet

(mol kgndash1) )rastvarača()supstance(

mnm =

Izračunati zapreminu rastvora natrijum-hidroksida koncentracije 60 mol dmndash3

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

Priroda supstanci (tip veze polarnost) određuje tip međumolekulske interakcije između rastvorene supstance i rastvarača

RASTVORIRASTVORI

NaCl u H2O velikajon-dipolpolaran

NaCl u C6H6malajon-ind dipolnepolaranjonska

glukoza u H2O velikadipol-dipolpolaran

glukoza u C6H6maladipol-ind dipolnepolarankovalentna polarna

I2 u H2Omalainddipol-dipolpolaran

I2 u C6H6velikaind dipol-ind dipolnepolarankovalentna nepolarna

PrimerRastvorljivostTip interakcijeRastvaračČvrsta supstanca

RASTVORI ČVRSTIH SUPSTANCI U TEČNOSTIMA

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

PrimerRastvorljivostTip interakcijeRastvaračTečnost

slično se u sličnom rastvara

dArr

RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA

RASTVORIRASTVORI

Ulje i voda se ne mešaju (ne rastvaraju)Etilen-glikol i voda se mešaju (rastvaraju)

RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA

C CH H

HOHO

HH

Etilen-glikol metanol etanol se potpuno rastvaraju u vodi (potpuno su mešljivi) rarr dominiraju vodonične veze

RASTVORIRASTVORI

17CH3CH2CH2CH2CH2 CH2CH2OHheptanol60CH3CH2CH2CH2CH2CH2OHheksanol27CH3CH2CH2CH2CH2OHpentanol74CH3CH2CH2CH2OHbutanolpotpuno rastvoranCH3CH2CH2OHpropanolpotpuno rastvoranCH3CH2OHetanolpotpuno rastvoranCH3OHmetanol

Rastvorljivost (g supstancedm3 H2O)FormulaAlkohol

RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA

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

ppb rarr parts per billion rarr ngg rarr ngml

(mol dmndash3)

1 mol dmndash3 = 1M rastvor

RASTVORIRASTVORI

NAČINI IZRAŽAVANJA SASTAVA RASTVORA

(Količinska) koncentracija ndash molaritet

)rastvora()supstance( V

nc =

Molalitet

(mol kgndash1) )rastvarača()supstance(

mnm =

Izračunati zapreminu rastvora natrijum-hidroksida koncentracije 60 mol dmndash3

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

PrimerRastvorljivostTip interakcijeRastvaračTečnost

slično se u sličnom rastvara

dArr

RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA

RASTVORIRASTVORI

Ulje i voda se ne mešaju (ne rastvaraju)Etilen-glikol i voda se mešaju (rastvaraju)

RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA

C CH H

HOHO

HH

Etilen-glikol metanol etanol se potpuno rastvaraju u vodi (potpuno su mešljivi) rarr dominiraju vodonične veze

RASTVORIRASTVORI

17CH3CH2CH2CH2CH2 CH2CH2OHheptanol60CH3CH2CH2CH2CH2CH2OHheksanol27CH3CH2CH2CH2CH2OHpentanol74CH3CH2CH2CH2OHbutanolpotpuno rastvoranCH3CH2CH2OHpropanolpotpuno rastvoranCH3CH2OHetanolpotpuno rastvoranCH3OHmetanol

Rastvorljivost (g supstancedm3 H2O)FormulaAlkohol

RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA

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

ppb rarr parts per billion rarr ngg rarr ngml

(mol dmndash3)

1 mol dmndash3 = 1M rastvor

RASTVORIRASTVORI

NAČINI IZRAŽAVANJA SASTAVA RASTVORA

(Količinska) koncentracija ndash molaritet

)rastvora()supstance( V

nc =

Molalitet

(mol kgndash1) )rastvarača()supstance(

mnm =

Izračunati zapreminu rastvora natrijum-hidroksida koncentracije 60 mol dmndash3

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

PrimerRastvorljivostTip interakcijeRastvaračTečnost

slično se u sličnom rastvara

dArr

RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA

RASTVORIRASTVORI

Ulje i voda se ne mešaju (ne rastvaraju)Etilen-glikol i voda se mešaju (rastvaraju)

RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA

C CH H

HOHO

HH

Etilen-glikol metanol etanol se potpuno rastvaraju u vodi (potpuno su mešljivi) rarr dominiraju vodonične veze

RASTVORIRASTVORI

17CH3CH2CH2CH2CH2 CH2CH2OHheptanol60CH3CH2CH2CH2CH2CH2OHheksanol27CH3CH2CH2CH2CH2OHpentanol74CH3CH2CH2CH2OHbutanolpotpuno rastvoranCH3CH2CH2OHpropanolpotpuno rastvoranCH3CH2OHetanolpotpuno rastvoranCH3OHmetanol

Rastvorljivost (g supstancedm3 H2O)FormulaAlkohol

RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA

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

ppb rarr parts per billion rarr ngg rarr ngml

(mol dmndash3)

1 mol dmndash3 = 1M rastvor

RASTVORIRASTVORI

NAČINI IZRAŽAVANJA SASTAVA RASTVORA

(Količinska) koncentracija ndash molaritet

)rastvora()supstance( V

nc =

Molalitet

(mol kgndash1) )rastvarača()supstance(

mnm =

Izračunati zapreminu rastvora natrijum-hidroksida koncentracije 60 mol dmndash3

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

PrimerRastvorljivostTip interakcijeRastvaračTečnost

slično se u sličnom rastvara

dArr

RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA

RASTVORIRASTVORI

Ulje i voda se ne mešaju (ne rastvaraju)Etilen-glikol i voda se mešaju (rastvaraju)

RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA

C CH H

HOHO

HH

Etilen-glikol metanol etanol se potpuno rastvaraju u vodi (potpuno su mešljivi) rarr dominiraju vodonične veze

RASTVORIRASTVORI

17CH3CH2CH2CH2CH2 CH2CH2OHheptanol60CH3CH2CH2CH2CH2CH2OHheksanol27CH3CH2CH2CH2CH2OHpentanol74CH3CH2CH2CH2OHbutanolpotpuno rastvoranCH3CH2CH2OHpropanolpotpuno rastvoranCH3CH2OHetanolpotpuno rastvoranCH3OHmetanol

Rastvorljivost (g supstancedm3 H2O)FormulaAlkohol

RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA

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

ppb rarr parts per billion rarr ngg rarr ngml

(mol dmndash3)

1 mol dmndash3 = 1M rastvor

RASTVORIRASTVORI

NAČINI IZRAŽAVANJA SASTAVA RASTVORA

(Količinska) koncentracija ndash molaritet

)rastvora()supstance( V

nc =

Molalitet

(mol kgndash1) )rastvarača()supstance(

mnm =

Izračunati zapreminu rastvora natrijum-hidroksida koncentracije 60 mol dmndash3

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

PrimerRastvorljivostTip interakcijeRastvaračTečnost

slično se u sličnom rastvara

dArr

RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA

RASTVORIRASTVORI

Ulje i voda se ne mešaju (ne rastvaraju)Etilen-glikol i voda se mešaju (rastvaraju)

RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA

C CH H

HOHO

HH

Etilen-glikol metanol etanol se potpuno rastvaraju u vodi (potpuno su mešljivi) rarr dominiraju vodonične veze

RASTVORIRASTVORI

17CH3CH2CH2CH2CH2 CH2CH2OHheptanol60CH3CH2CH2CH2CH2CH2OHheksanol27CH3CH2CH2CH2CH2OHpentanol74CH3CH2CH2CH2OHbutanolpotpuno rastvoranCH3CH2CH2OHpropanolpotpuno rastvoranCH3CH2OHetanolpotpuno rastvoranCH3OHmetanol

Rastvorljivost (g supstancedm3 H2O)FormulaAlkohol

RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA

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

ppb rarr parts per billion rarr ngg rarr ngml

(mol dmndash3)

1 mol dmndash3 = 1M rastvor

RASTVORIRASTVORI

NAČINI IZRAŽAVANJA SASTAVA RASTVORA

(Količinska) koncentracija ndash molaritet

)rastvora()supstance( V

nc =

Molalitet

(mol kgndash1) )rastvarača()supstance(

mnm =

Izračunati zapreminu rastvora natrijum-hidroksida koncentracije 60 mol dmndash3

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

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

PrimerRastvorljivostTip interakcijeRastvaračTečnost

slično se u sličnom rastvara

dArr

RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA

RASTVORIRASTVORI

Ulje i voda se ne mešaju (ne rastvaraju)Etilen-glikol i voda se mešaju (rastvaraju)

RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA

C CH H

HOHO

HH

Etilen-glikol metanol etanol se potpuno rastvaraju u vodi (potpuno su mešljivi) rarr dominiraju vodonične veze

RASTVORIRASTVORI

17CH3CH2CH2CH2CH2 CH2CH2OHheptanol60CH3CH2CH2CH2CH2CH2OHheksanol27CH3CH2CH2CH2CH2OHpentanol74CH3CH2CH2CH2OHbutanolpotpuno rastvoranCH3CH2CH2OHpropanolpotpuno rastvoranCH3CH2OHetanolpotpuno rastvoranCH3OHmetanol

Rastvorljivost (g supstancedm3 H2O)FormulaAlkohol

RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA

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

ppb rarr parts per billion rarr ngg rarr ngml

(mol dmndash3)

1 mol dmndash3 = 1M rastvor

RASTVORIRASTVORI

NAČINI IZRAŽAVANJA SASTAVA RASTVORA

(Količinska) koncentracija ndash molaritet

)rastvora()supstance( V

nc =

Molalitet

(mol kgndash1) )rastvarača()supstance(

mnm =

Izračunati zapreminu rastvora natrijum-hidroksida koncentracije 60 mol dmndash3

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

17CH3CH2CH2CH2CH2 CH2CH2OHheptanol60CH3CH2CH2CH2CH2CH2OHheksanol27CH3CH2CH2CH2CH2OHpentanol74CH3CH2CH2CH2OHbutanolpotpuno rastvoranCH3CH2CH2OHpropanolpotpuno rastvoranCH3CH2OHetanolpotpuno rastvoranCH3OHmetanol

Rastvorljivost (g supstancedm3 H2O)FormulaAlkohol

RASTVORI TEČNOSTI U TEČNOSTIMA

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

ppb rarr parts per billion rarr ngg rarr ngml

(mol dmndash3)

1 mol dmndash3 = 1M rastvor

RASTVORIRASTVORI

NAČINI IZRAŽAVANJA SASTAVA RASTVORA

(Količinska) koncentracija ndash molaritet

)rastvora()supstance( V

nc =

Molalitet

(mol kgndash1) )rastvarača()supstance(

mnm =

Izračunati zapreminu rastvora natrijum-hidroksida koncentracije 60 mol dmndash3

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

ppb rarr parts per billion rarr ngg rarr ngml

(mol dmndash3)

1 mol dmndash3 = 1M rastvor

RASTVORIRASTVORI

NAČINI IZRAŽAVANJA SASTAVA RASTVORA

(Količinska) koncentracija ndash molaritet

)rastvora()supstance( V

nc =

Molalitet

(mol kgndash1) )rastvarača()supstance(

mnm =

Izračunati zapreminu rastvora natrijum-hidroksida koncentracije 60 mol dmndash3

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

ppb rarr parts per billion rarr ngg rarr ngml

(mol dmndash3)

1 mol dmndash3 = 1M rastvor

RASTVORIRASTVORI

NAČINI IZRAŽAVANJA SASTAVA RASTVORA

(Količinska) koncentracija ndash molaritet

)rastvora()supstance( V

nc =

Molalitet

(mol kgndash1) )rastvarača()supstance(

mnm =

Izračunati zapreminu rastvora natrijum-hidroksida koncentracije 60 mol dmndash3

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

ppb rarr parts per billion rarr ngg rarr ngml

(mol dmndash3)

1 mol dmndash3 = 1M rastvor

RASTVORIRASTVORI

NAČINI IZRAŽAVANJA SASTAVA RASTVORA

(Količinska) koncentracija ndash molaritet

)rastvora()supstance( V

nc =

Molalitet

(mol kgndash1) )rastvarača()supstance(

mnm =

Izračunati zapreminu rastvora natrijum-hidroksida koncentracije 60 mol dmndash3

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

ppb rarr parts per billion rarr ngg rarr ngml

(mol dmndash3)

1 mol dmndash3 = 1M rastvor

RASTVORIRASTVORI

NAČINI IZRAŽAVANJA SASTAVA RASTVORA

(Količinska) koncentracija ndash molaritet

)rastvora()supstance( V

nc =

Molalitet

(mol kgndash1) )rastvarača()supstance(

mnm =

Izračunati zapreminu rastvora natrijum-hidroksida koncentracije 60 mol dmndash3

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

ppb rarr parts per billion rarr ngg rarr ngml

(mol dmndash3)

1 mol dmndash3 = 1M rastvor

RASTVORIRASTVORI

NAČINI IZRAŽAVANJA SASTAVA RASTVORA

(Količinska) koncentracija ndash molaritet

)rastvora()supstance( V

nc =

Molalitet

(mol kgndash1) )rastvarača()supstance(

mnm =

Izračunati zapreminu rastvora natrijum-hidroksida koncentracije 60 mol dmndash3

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

ppb rarr parts per billion rarr ngg rarr ngml

(mol dmndash3)

1 mol dmndash3 = 1M rastvor

RASTVORIRASTVORI

NAČINI IZRAŽAVANJA SASTAVA RASTVORA

(Količinska) koncentracija ndash molaritet

)rastvora()supstance( V

nc =

Molalitet

(mol kgndash1) )rastvarača()supstance(

mnm =

Izračunati zapreminu rastvora natrijum-hidroksida koncentracije 60 mol dmndash3

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

(mol dmndash3)

1 mol dmndash3 = 1M rastvor

RASTVORIRASTVORI

NAČINI IZRAŽAVANJA SASTAVA RASTVORA

(Količinska) koncentracija ndash molaritet

)rastvora()supstance( V

nc =

Molalitet

(mol kgndash1) )rastvarača()supstance(

mnm =

Izračunati zapreminu rastvora natrijum-hidroksida koncentracije 60 mol dmndash3

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