• Směs
  • soustava složená z několika látek, které spolu za daných podmínek nereagují
• Složka
  • chemicky čístá látka, která tvoří část soustavy
• Fáze
  • homogenní část soustavy, kterou můžeme fyzikálně odlišit od ostatních fází soustavy
  • mezi jednotlivými fázemi se nachází fázové rozhraní
  • směsi dělíme na:
    • homogenní soustavy
      • obsahují jen jednu fázi
      • jejich vlastnosti a složení je ve všech částech stejné
    • heterogenní soustavy
      • obsahují více než jednu fázi
      • jejich vlastnosti od sebe lze odlišit

Disperzní soustavy

• disperzní soustava obsahuje desperzní prostředí, které je spojíte v celém objemu soustavy a disperzní podíl
  • částice disperzního podílu jsou rozptýlené (dispergované) v disperzním prstředí

Klasifikace disperzních soustav

Podle velikosti částic

• homogenní (analytické) disperze
  • částice menší než ${10}^{-9}m$
• koloidní disperze
  • částice mezi ${10}^{-7}$ a ${10}^{-9}m$
• heterogenní (hrubé) disperze - částice menší než ${10}^{-7}m$

Podle skupenství disperzního podílu a disperzního prostředí

Roztok

• disperzní soustava, která obsahuje dvě a více látek
• může být:
  • plynný
    • směs plynů
  • kapalný
    • vzniká z:
      • kapaliny a plynu (např.: $HCl$ ve vodě)
      • kapaliny a kapaliny (např.: $H_{2}S{O}_4$ ve vodě)
      • kapaliny a pevné látky (např.: $NaCl$ ve vodě)
  • pevný - slitina
    • slitina dvou a více kovů

Rozpouštědlo

• je to kapalina, která jinou látku rozpouští
• dělíme je na
  • polární
    • jejich molekuly jsou dipóly
  • nepolární
    • jejich molekuly jsou nepolární
• polární látky se rozpouštějí v polárních rozpouštědlech, obdobně u nepolárních látek
• Solvatace
  • proces, při kterém se molukly rozpouštěné látky obalí molekulami rozpouštědla
  • pokud je rozpouštědlem voda, hovoříme o hydratci

Rozpustnost

• je vlastnost látek rouzpuštět se v rozpouštědle
• závisí na vlastnostech dané látky, na vlastnostech rozpouštědla a na podmínkách prostředí
• Nasycený roztok
  • roztok, ve kterém se už žádné další množství dané látky nerozpouští
• Nenasycený roztok
  • roztok, který neobsahuje maximální množství látky a jde v něm tedy další množství ještě rozpustit

Pravé a koloidní roztoky

• Pravý roztok
  • roztok nízkomolekulárních látek
  • částice jsou menší než ${10}^{-9}m$
• Koloidní roztok
  • roztok makromolekulárních látek
  • částice jsou stejně velké jako u koloidní disperze
  • mohou obsahovat shluky molekul těchto látek, tzv. micely
  • mají specifické optické vlastnosti
    • jsou průhledné, ale na koloidních částicích dochází k rozptylu světla
      • tento jev se nazývá Tyndalův jev

Koncentrace roztoků

Látková koncentrace - $c$

• je to počet molů rozpuštěné látky na $1d{m}^3$ roztoku $$c(A)=\frac{n(A)}{V}$$
  • $c(A)$ - látková koncentrace látky $A$
  • $n(A)$ - látkové množství látky $A$
  • $V$ - objem roztoku
• $[c]=mol\cdot d{m}^{-3}$
• zapisuje se taky jako $c_A$ nebo $[A]$

Hmotnostní koncentrace - $c_m$

• je to počet gramů rozpuštěné látky v $1d{m}^3$ roztoku $$c_m(A)=\frac{m(A)}{V}$$
  • $c_m(A)$ - hmotnostní koncentrace látky $A$
  • $m(A)$ - hmotnost látky $A$
• $[c_m]=g\cdot d{m}^{-3}$

Procentová koncentrace

Hmotnostní procentová koncentrace - $w$

• je to počet gramů rozpuštěné látky ve $100g$ roztoku $$w(A)=\frac{m(A)}{m}\cdot 100$$
  • $w(A)$ - hmotnostní procentová koncentrace látky $A$
  • $m$ - hmotnost roztoku
• $[w]=$
• $w$ vyjádřená jako desetinné číslo se nazývá hmotnostní zlomek

Objemová procentová koncentrace - $\varphi$

• je to počet mililitrů rozpuštěné látky ve $100ml$ roztoku $$\varphi (A)=\frac{V(A)}{V}\cdot 100$$
  • $\varphi (A)$ - objemová procentní koncentrace látky $A$
  • $V(A)$ - objem roztoku
• $[\varphi ]=$
• $\varphi$ vyjádřená jako desetinné číslo se nazývá objemový zlomek

Změny ve složení roztoků

Směšování roztoků o různých koncentracích

• ze zákona o zachování hmotnosti plyne: $$m_1(A)+m_2(A)=m_3(A)n_1(A)+n_2(A)=n_3(A)$$
  • kde indexy $1$ a $2$ označují výchozí roztoky a index $3$ značí výsledný roztok
• dosadíme-li do uvedených rovnic ze vztahů pro výpočet hmotnostního zlomku nebo látkové koncentrace, získáme nový vztah, kterému říkáme směsovací rovnice $$m_1{w}_1(A)+m_2{w}_2(A)=(m_1+m_2)w_3(A)$$ $$V_1{c}_1(A)+V_2{c}_2(A)=(V_1+V_2)c_3(A)$$

Ředění a koncentrování roztoků

• koncentrovaný roztok obsahuje značné množství rozpuštěné látky v daném množství roztoku
• přídáním rozpouštědla se koncentrace snižuje
  • dochází k ředění
  • výsledkem je zředěný roztok, který má nižší koncentraci než roztok původní
  • koncentrace rozpuštěné látky v přidávaném rozpouštědle je nulová, směšovací rovnice se zjednodušší: $$m_1{w}_1(A)=(m_1+m_0)w_3(A)V_1{c}_1(A)=(V_1+V_0)c_3(A)$$
• odebráním rozpouštědla (třeba odpařením) se koncentrace zvyšuje
  • dochází ke koncentrování
  • platí stejná rovnice jako u ředení, jen s opačným znaménkem $$m_1{w}_1(A)=(m_1-m_0)w_3(A)V_1{c}_1(A)=(V_1-V_0)c_3(A)$$

Přidání nebo odebrání čisté látky

• pro čístou látku platí, že její hmotnostní zlomek je roven $1$
• slučovací rovnice proto zjednodušený tvar:
  • Přidání látky $A$: $m_1{w}_1(A)+m_A=[m_1+m(A)]w_3(A)$
  • Odebrání látky $A$: $m_1{w}_1(A)-m_A=[m_1-m(A)]w_3(A)$

Difúze a osmóza

• molekuly všech kapalin a plynů jsou stále v chaotickém pohybu

Difúze

• je to samovolná pohyb molekul rozpuštěné látky z místy o vyšší koncentraci do místa s nižší koncentrací
• po nějaké době je poté koncentrace této látky ve všech částech roztoku stejná

Osmóza

• rozdělíme-li dva roztoky semipermeabilní membránou, prochází rozpouštědlo touto membránou do rozoku o vyšší koncentraci rozpuštěné látky a tím ho ředí do doby, než se koncentrace obou roztoků vyrovnají
• tento proces se nazývá osmóza

Osmotický tlak ($\pi$)

• je to tlak, který musíme vyvinout na straně roztoku s vyšší koncentrací, abychom zabránili osmóze
• je způsoben nárazy částic a proto přímo závisí na koncentraci rozpuštěných částic a teplotě roztoku $$\pi =icRT$$
  • $\pi$ - osmotický tlak
  • $c$ - látková koncentrace
  • $R$ - molární plynová konstanta
  • $T$ - absolutní teplota
  • $i$ - počet částic, na které disociuje rozpuštěná látka
• difúze i osmóza mají velký biologický význam pro transport vody v buňkách a tkáních