5. Rozpuszczalność i formy jonowe w wodzie morskiej

Question 1

Jakie są rodzaje mieszaniny?

Answer 1

• jednorodne - jednakowe właściwości fizykochemiczne w każdym elemencie
• niejednorodne - w obrębie układu występują obszary o odmiennych właściwościach (koloidy i zawiesiny)

Question 2

Czym jest rozpuszczanie?

Answer 2

Mieszanie się ciał o danym stanie skupienia, wskutek którego powstaje jednorodna, niemożliwa do rozdzielenia metodami mechanicznymi mieszanina

Question 3

Poprzez jakie procesy zachodzi rozpuszczanie?

Answer 3

• reakcja chemiczna substancji z rozpuszczalnikiem
• solwatacja
• dyspersja (rozpraszanie) - układy koloidalne

Question 4

Co to solwatacja?

Answer 4

proces rozerwania wiązań między cząsteczkami lub atomami substancji rozp. i izolowaniu ich od siebie przez cząsteczki rozpuszczalnika
np. hydratacja, która powoduje dysocjację elektrolityczną

Question 5

Co to dysocjacja elektrolityczna?

Answer 5

• Rozpad substancji na jony pod wpływem rozpuszczalnika (wody).
• Powstają elektrolity.

Question 6

Kiedy zachodzi rozpuszczanie w wodzie?

Answer 6

Kiedy przyciąganie między cząsteczkami wody a jonami jest większe niż przyciągane między jonami w sieci krystalicznej

Question 7

Przykłady elektrolitów

Answer 7

sole, wodorotlenki, kwasy tlenowe

Question 8

Co to wewnętrzna/ pierwotna otoczka solwatacyjna?

Answer 8

przestrzeń, w której interakcje pomiędzy subst. rozp. a rozpuszczalnikiem są największe

Question 9

Co to elektrostrykcja?

Answer 9

• Skupienie cząstek w mniejsze objętości na skutek silnego przyciągania przez jon
• np. grupowanie cząstek wody w postaci otoczki hydratacyjnej

Question 10

Czym jest roztwór nasycony?

Answer 10

Roztwór, w którym rozpuszczono maks. możliwą do rozpuszczenia w danych warunkach ilość substancji

Question 11

Co jest miarą rozpuszczalności substancji?

Answer 11

Stężenie roztworu nasyconego

Question 12

Cechy roztworu nasyconego

Answer 12

• stężenie subst. rozpuszczonej i jej ilość nie ulega zmianie
• dalsze dodawanie substancji nie powoduje wzrostu stężenia
• ustala się stan równowagi dynamicznej między roztworem a osadem

Question 13

Czym jest iloczyn rozpuszczalności I_r?

Answer 13

iloczyn stężeń jonów danej substancji w roztworze nasyconym
I_r=[M^m+]ⁿ[R^n-]^m
[M^m+] -> stężenie kationów
[R^n-] -> stężenie anionów
n,m -> współczynniki stechiometryczne

Jeśli stężenie jonów jest mniejsze od I_r to roztwór jest nienasycony

Question 14

Od czego zależy współczynnik rozpuszczalności?

Answer 14

• temperatura
• ciśnienie

Question 15

Kiedy można przyrównać aktywność jonów do ich stężenia?

Answer 15

Kiedy w roztworze znajduje się tak mała ilość jonów, że wzajemne oddziaływanie elektrostatyczne wody i jonów można pominąć.
aktywność jonów=stężenie jonów

Question 16

W jakim przypadku należy stężenia jonów zastąpić ich aktywnością?

Answer 16

W sytuacjach, gdy stężenia jonów są wysokie, a oddziaływania elektrostatyczne między nimi mają duży wpływ na ich rzeczywiste zachowanie w roztworze.

Question 17

Co to specjacja?

Answer 17

Formy występowania jonów w wodzie

Question 18

Od czego zależy specjacja?

Answer 18

• właściwości pierwiastka
• siły jonowej
• temp.
• pH
• potencjału redoks
• obecności innych substancji np. materii organicznej

Question 19

Jakie formy jonowe występują w wodzie morskiej?

Answer 19

1. Wolne jony np. Na⁺
2. Pary jonowe np. MgCO₃⁰
3. Dwójki lub trójki jonowe np. FeNO₃^2-
4. Jony hydratowane, akwakompleksy
5. Jony kompleksowe z innymi ligandami

Question 20

Jak powstają wolne jony?

Answer 20

W procesie dysocjacji elektrolitycznej mocnych elektrolitów (jony mocnych elektrolitów są dobrze hydratowane -> zbyt odległe od siebie)

Question 21

Czym jest asocjacja jonów?

Answer 21

odwracalne łączenie jonów w większe układy, zachodzi w wyniku elektrostatycznego przyciągania się jonów

Question 22

Charakterystyka par jonowych

Answer 22

• składa się z anionu i kationu
• jony są związane siłami elektrostatycznymi
• jony otoczone są otoczką hydratacyjną
• ich obecność obniża przewodnictwo wody
• ładunek=0

Question 23

Jak powstają dwójki i trójki jonowe?

Answer 23

W efekcie asocjacji elektrolitów niesymetrycznych (rozpadających się na więcej niż jeden kation i anion)
Ich ładunek jest mniejszy niż przed asocjacją, ale nierówny 0

Question 24

Czym są jony hydratowane (akwakompleksy)?

Answer 24

Akwakompleks to układ złożony z centralnego jonu metalu otoczonego ligandami(skoordynowanymi cząsteczkami wody), jest to najprostsza postać w jakiej jon metalu może istnieć w wodzie

Question 25

Jak powstają jony kompleksowe z ligandami innymi niż woda?

Answer 25

reakcja akwakompleksu metalu i innymi ligandami np. zw. nieorganiczne (np. siarczany) lub organiczne (np. aminy)

Question 26

Głównie w jakich formach występują kationy i aniony w wodzie morskiej?

Answer 26

Kationy: wolne jony, reszta do pary i dwójki
Aniony: w porównaniu do kationów, jest mniej anionów w formie wolnych jonów

Question 27

Jakie są specjacje siarczanów w WM?

Answer 27

• większość to jony zasocjowane
• reszta to dwójki i pary z K, Mg, Na, Ca

Question 28

Jakie są specjacje wodorowęglanów w WM?

Answer 28

• większość w postaci wolnych jonów
• reszta to dwójki i pary z Ca, Na, Mg

Question 29

Jakie są specjacje węglanów w WM?

Answer 29

• większość związana z Mg w formie par jonowych

Question 30

Jakie są rodzaje graficznych prezentacji specjacji pierwiastków?

Answer 30

• zależność od pH
• zależność od stężenia ligandu
• wykres dwóch zmiennych - zależność pH i pE (aktywność jonów)