Страница 60 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

• Что означают слова «гомогенный» и «гетерогенный»?

Гомогенный

Слово «гомогенный» происходит от древнегреческих слов homos (ὁμός), что означает «одинаковый» или «подобный», и genos (γένος) — «род», «происхождение». Этот термин описывает нечто однородное по своему составу, свойствам или структуре. В науке, особенно в химии и физике, гомогенными называют системы (чаще всего смеси или растворы), в которых состав и физические свойства одинаковы во всех частях объёма. В таких системах отсутствуют видимые границы раздела между компонентами, так как они перемешаны на молекулярном или ионном уровне. Отдельные частицы составляющих веществ невозможно различить даже с помощью оптического микроскопа. Примерами гомогенных систем являются раствор поваренной соли в воде, воздух (смесь газов), сплавы металлов (например, латунь), чистые вещества в одном агрегатном состоянии.

Ответ: Гомогенный — это однородный, состоящий из одинаковых по составу или свойствам частей, в котором невозможно выделить составляющие его компоненты визуально или с помощью оптических приборов.

Гетерогенный

Слово «гетерогенный» является антонимом к слову «гомогенный» и происходит от древнегреческих слов heteros (ἕτερος), что означает «другой» или «иной», и genos (γένος) — «род». Этот термин описывает нечто неоднородное, состоящее из разнородных элементов. В химии гетерогенными называют системы, которые состоят из нескольких частей, различных по своим химическим или физическим свойствам. Эти части, называемые фазами, отделены друг от друга видимыми поверхностями раздела. Состав и свойства в разных точках такой системы могут существенно отличаться. Компоненты гетерогенной смеси часто можно различить невооруженным глазом. Примерами гетерогенных систем являются: смесь песка с водой (суспензия), масло с водой (эмульсия), молоко, гранит (горная порода, состоящая из видимых кристаллов разных минералов), дым в воздухе.

Ответ: Гетерогенный — это неоднородный, состоящий из различных по составу или свойствам частей (фаз), между которыми существуют видимые границы раздела.

• В каких единицах измеряют концентрацию жидких и газообразных веществ?

Концентрацию жидких и газообразных веществ можно выражать в различных единицах, выбор которых зависит от конкретной задачи, области науки или отрасли промышленности. Ниже приведены основные способы выражения концентрации.

Массовая концентрация

Представляет собой отношение массы растворенного вещества ($m_{вещества}$) к общему объему раствора ($V_{раствора}$). Этот способ широко используется в химии, медицине и пищевой промышленности. Формула для расчета: $C = \frac{m_{вещества}}{V_{раствора}}$.

Ответ: Основной единицей в системе СИ является килограмм на кубический метр ($кг/м^3$). На практике чаще используются производные единицы: грамм на литр ($г/л$), миллиграмм на миллилитр ($мг/мл$), микрограмм на миллилитр ($мкг/мл$).

Молярная концентрация (молярность)

Определяется как отношение количества растворенного вещества, выраженного в молях ($n_{вещества}$), к общему объему раствора ($V_{раствора}$). Это один из самых распространенных способов выражения концентрации в аналитической химии. Формула: $C_M = \frac{n_{вещества}}{V_{раствора}}$.

Ответ: В системе СИ измеряется в молях на кубический метр ($моль/м^3$). Наиболее широко применяемая единица — моль на литр ($моль/л$), которую часто обозначают буквой "М" (например, 1 М раствор).

Массовая доля

Это безразмерная величина, равная отношению массы растворенного вещества ($m_{вещества}$) к общей массе раствора ($m_{раствора}$). Формула: $\omega = \frac{m_{вещества}}{m_{раствора}}$.

Ответ: Выражается в долях единицы или, что более распространено, в процентах (%). Реже используются промилле (‰, тысячные доли) и миллионные доли (ppm, parts per million).

Объемная доля

Применяется для смесей жидкостей или газов и определяется как отношение объема одного компонента ($V_{компонента}$) к общему объему всей смеси ($V_{смеси}$). Это также безразмерная величина. Формула: $\phi = \frac{V_{компонента}}{V_{смеси}}$.

Ответ: Выражается в долях единицы или в объемных процентах (об. %). Например, крепость алкогольных напитков.

Мольная доля

Равна отношению количества вещества данного компонента в молях ($n_{компонента}$) к суммарному количеству вещества всех компонентов смеси ($n_{общая}$). Важная величина в физической химии, особенно в термодинамике растворов и газовых смесей. Формула: $\chi = \frac{n_{компонента}}{n_{общая}}$.

Ответ: Безразмерная величина, выражается в долях единицы или в мольных процентах (мол. %).

Моляльная концентрация (моляльность)

Определяется как отношение количества растворенного вещества в молях ($n_{вещества}$) к массе растворителя ($m_{растворителя}$) в килограммах. В отличие от молярности, моляльность не зависит от температуры и давления. Формула: $C_m = \frac{n_{вещества}}{m_{растворителя}}$.

Ответ: Единица измерения — моль на килограмм ($моль/кг$).

Специальные единицы для газообразных веществ

Для измерения концентрации газов, особенно при малых содержаниях (например, в экологии для мониторинга загрязнения воздуха), наряду с массовой концентрацией и долями используются специфические единицы.

• Массовая концентрация для газов часто выражается в миллиграммах на кубический метр ($мг/м^3$) или микрограммах на кубический метр ($мкг/м^3$).
• Для очень низких концентраций используют безразмерные единицы, такие как ppm (parts per million — частей на миллион) и ppb (parts per billion — частей на миллиард). Они могут соответствовать как объемным, так и мольным долям.

Ответ: $мг/м^3$, $мкг/м^3$, ppm (миллионная доля), ppb (миллиардная доля).