Растворение и объем

[Renaldas]

Что делается с объемом раствора после того, как в нем растворяют вещество? Скажем, растворили сахар в воде до насыщение, объем водного раствора сахара больше, нежели изначальный объем воды, или они одинаковые?

[vicont]

Больше.

[lel0lel]

В общем случае нельзя однозначно ответить. Для газов, если смешивание происходит при фиксированных внешних условиях, то, конечно, объём будет возрастать (можно воспользоваться для объяснения законом Дальтона). Но в этом случае химическое взаимодействие пренебрежимо мало. В общем же случае, легко представить ситуацию, когда примесь будет соединяться с молекулами растворителя, образуя сильные ковалентные связи. Или может просто увеличиться сила межмолекулярного взаимодействия, что приведёт к более плотной упаковке молекул, правда пример привести не могу, к сожалению не так хорошо знаком с химией.
В случае с сахаром, интуитивно видится, что объём возрастёт.

[vicont]

lel0lel в сообщении #326995 писал(а):

Или может просто увеличиться сила межмолекулярного взаимодействия, что приведёт к более плотной упаковке молекул, правда пример привести не могу, к сожалению не так хорошо знаком с химией.

Ну, то что объем раствора не равен сумме объемов его компонентов это абсолютно справедливо.
Самый наверное известный пример неаддитивности объема, это смешение воды и этилового спирта.

lel0lel в сообщении #326995 писал(а):

В общем же случае, легко представить ситуацию, когда примесь будет соединяться с молекулами растворителя, образуя сильные ковалентные связи.

Образование новых химических связей (кроме водородных) это уже химическая реакция, а не растворение.

lel0lel в сообщении #326995 писал(а):

В случае с сахаром, интуитивно видится, что объём возрастёт.

А не надо интуитивно. Просто внимательно прочитайте вопрос. А он следующий, будет ли объем насыщенного раствора сахара (надо полагать, обычной сахарозы) больше объема использованного растворителя, т.е. воды. Гляньте на значение растворимости сахарозы в воде и на ее плотность. Сразу станет понятно, что такое количество распихать между молекулами воды не изменив объема невозможно.

[Renaldas]

vicont в сообщении #327030 писал(а):

lel0lel в сообщении #326995 писал(а):

Или может просто увеличиться сила межмолекулярного взаимодействия, что приведёт к более плотной упаковке молекул, правда пример привести не могу, к сожалению не так хорошо знаком с химией.

Ну, то что объем раствора не равен сумме объемов его компонентов это абсолютно справедливо.
Самый наверное известный пример неаддитивности объема, это смешение воды и этилового спирта.

lel0lel в сообщении #326995 писал(а):

В общем же случае, легко представить ситуацию, когда примесь будет соединяться с молекулами растворителя, образуя сильные ковалентные связи.

Образование новых химических связей (кроме водородных) это уже химическая реакция, а не растворение.

lel0lel в сообщении #326995 писал(а):

В случае с сахаром, интуитивно видится, что объём возрастёт.

А не надо интуитивно. Просто внимательно прочитайте вопрос. А он следующий, будет ли объем насыщенного раствора сахара (надо полагать, обычной сахарозы) больше объема использованного растворителя, т.е. воды. Гляньте на значение растворимости сахарозы в воде и на ее плотность. Сразу станет понятно, что такое количество распихать между молекулами воды не изменив объема невозможно.

Скажите, а как-н можно высчитать объем получившегося раствора, имея данные по компонентам раствора? Пускай это будет тот же сахар.

[vicont]

Renaldas в сообщении #327618 писал(а):

Скажите, а как-н можно высчитать объем получившегося раствора, имея данные по компонентам раствора? Пускай это будет тот же сахар.

Наверное как-то можно. Хотя это не такая уж простая задача. Расчитать геометрию кристаллической решетки индивидуального соединения в общем случае не такая уж простая задача. А растворы это система посложнее, чем кристаллы.

[Renaldas]

vicont в сообщении #328138 писал(а):

Renaldas в сообщении #327618 писал(а):

Скажите, а как-н можно высчитать объем получившегося раствора, имея данные по компонентам раствора? Пускай это будет тот же сахар.

Наверное как-то можно. Хотя это не такая уж простая задача. Расчитать геометрию кристаллической решетки индивидуального соединения в общем случае не такая уж простая задача. А растворы это система посложнее, чем кристаллы.

Данный вопрос был затравкой для следующего.
Скажем, растворимость натрия гидроксида равна 1100 г в 1 л воды. Молярная масса - 40 г/моль. Будет ли концентрация раствора равной делению первого числа на второе, или нужно учитывать, что объем раствора будет больше литра?

[Maslov]

При растворении $1100~ \text{г}~ \mathrm {NaOH}$ в 1 л воды получим раствор с массовой долей $ \mathrm {NaOH} \approx 52\%$
Плотность такого раствора при $20^\circ \mathrm{C}$ составляет $\approx 1.54$ кг/л (http://www.molbiol.ru/solution/02_03.html#a11).
Поэтому объём раствора будет
$\dfrac{2100} {1.54} \approx 1364$ мл

В той же таблице, кстати, можно и концентрации посмотреть.

[vicont]

Renaldas в сообщении #329505 писал(а):

Скажем, растворимость натрия гидроксида равна 1100 г в 1 л воды. Молярная масса - 40 г/моль. Будет ли концентрация раствора равной делению первого числа на второе, или нужно учитывать, что объем раствора будет больше литра?

И да и нет.
Просто вопрос недостаточно строго сформулирован. Существует гораздо больше, чем один способ выражения концентрации.
Массовая доля (процентная концентрация) — отношение массы растворённого вещества к массе раствора.
Объёмная доля (обычно известна как градусы у спиртосодержащих напитков) — отношение объёма растворённого вещества к объёму раствора.
Молярная концентрация — количество растворённого вещества (число молей) в единице объёма раствора.
Моляльность — количество растворённого вещества (число молей) в 1000 г растворителя.
Нормальная концентрация — количество эквивалентов данного вещества в 1 литре раствора.
Титр раствора — масса растворённого вещества в 1 мл раствора.
Мольная доля — отношение количества молей данного компонента к общему количеству молей всех компонентов.
И т.д.
Так что можете сами решить, для каких способов выражения концентрации нужно учитывать объем раствора, а для каких не нужно.

[Renaldas]

vicont в сообщении #329531 писал(а):

Renaldas в сообщении #329505 писал(а):

Скажем, растворимость натрия гидроксида равна 1100 г в 1 л воды. Молярная масса - 40 г/моль. Будет ли концентрация раствора равной делению первого числа на второе, или нужно учитывать, что объем раствора будет больше литра?

И да и нет.
Просто вопрос недостаточно строго сформулирован. Существует гораздо больше, чем один способ выражения концентрации.
Массовая доля (процентная концентрация) — отношение массы растворённого вещества к массе раствора.
Объёмная доля (обычно известна как градусы у спиртосодержащих напитков) — отношение объёма растворённого вещества к объёму раствора.
Молярная концентрация — количество растворённого вещества (число молей) в единице объёма раствора.
Моляльность — количество растворённого вещества (число молей) в 1000 г растворителя.
Нормальная концентрация — количество эквивалентов данного вещества в 1 литре раствора.
Титр раствора — масса растворённого вещества в 1 мл раствора.
Мольная доля — отношение количества молей данного компонента к общему количеству молей всех компонентов.
И т.д.
Так что можете сами решить, для каких способов выражения концентрации нужно учитывать объем раствора, а для каких не нужно.

Для меня актуальна молярная. Как я понимаю, объем увеличивается, поэтому концентрация будет меньше, чем если просто поделить те два числа друг на дружку.

[vicont]

Renaldas в сообщении #329597 писал(а):

Для меня актуальна молярная. Как я понимаю, объем увеличивается, поэтому концентрация будет меньше, чем если просто поделить те два числа друг на дружку.

В принципе да.
Если вас интересует приготовление раствора заданной молярной концентрации, то это делают следующим образом. Помещают навеску вещества в мерную колбу, приливают количество растворителя, достаточное для растворения навески. А после растворения доводят объем жидкости до метки на колбе. После этого содержимое колбы перемешивают переворачивая колбу раз двадцать-тридцать.
В результате получаем нужный раствор.