Свойства идеальных и реальных растворов. Криоскопия и эбулиоскопия
Идеальным считается раствор, который обладает следующими свойствами:
· между молекулами одного компонента раствора и молекулами разных компонентов действуют одинаковые силы межмолекулярного притяжения. Молекулы одного компонента практически не облегчают и не затрудняют переход в паровую фазу молекул другого компонента;
· смешивание двух компонентов раствора не сопровождается изменением энтальпии;
· объем смеси двух компонентов (раствора) в точности равен сумме их объемов до смешивания.
Идеальные растворы подчиняются закону Рауля.
В 1887 г. Рауль опытным путем установил, что, парциальное давление паров растворителя, находящегося в равновесии с разбавленным раствором, пропорционально мольной доле растворителя в данном растворе. Это можно выразить следующим уравнением:
рА = хА·роА
Пар идеального раствора может рассматриваться как идеальный газ, а в таком случае к нему должен быть применим закон Дальтона. Следовательно, полное давление пара (р) рассматриваемого двухкомпонентного раствора равно сумме парциальных давлений пара каждого компонента: р = р А + р В. Отсюда следует, что
р = х А. р оА + х В. р оВ
Суммарное давление пара двухкомпонентного раствора и парциальное давление пара более летучего компонента увеличиваются с возрастанием мольной доли более летучего компонента в растворе. Одновременно с этим парциальное давление пара менее летучего компонента раствора уменьшается.
Относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором не зависит от природы растворенного вещества, а определяется только числом частиц в растворе. Такие свойства растворов называют коллигативными. К данным свойствам относят также повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания раствора, осмотическое давление.
Опытным путем было установлено, что понижение температуры замерзания разбавленного раствора пропорционально концентрации растворенного вещества. В 1883 г. химик Ф.М. Рауль установил, что понижение температуры замерзания, вызываемое разными растворенными веществами, взятыми в одинаковых молярных количествах, одинаково для данного растворителя.
Для разбавленных растворов понижение давления пара пропорционально концентрации, то и повышение температуры кипения и понижение температуры отвердевания разбавленных растворов пропорционально их концентрации. В данном случае (в отличие от закона Рауля) концентрацию принято выражать моляльностью. Таким образом
DТ кип = E·m
и
DТ крист = K·m
Коэффициенты пропорциональности называются соответственно эбулиоскопической Е (лат. ebbulіo - выкипаю) и криоскопической К (греческое слово "криос" - холод) константами.
Обе они не зависят от природы растворенного вещества, а характеризуют лишь растворитель
Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения раствора по сравнению с чистым растворителем:
,
.
где m 2 – моляльность раствора, K К и K Э – криоскопическая и эбулиоскопическая постоянные растворителя, X 2 – мольная доля растворенного вещества, H пл. и H исп. – энтальпии плавления и испарения растворителя, T пл.и T кип. – температуры плавления и кипения растворителя, M 1 – молярная масса растворителя, R - универсальная газовая постоянная.
Таким образом, в эти уравнения входят только характеристики растворителя.
Поскольку D Т кип и D Т крист изменяются пропорционально числу грамм-молекул, а каждая грамм-молекула содержит одинаковое число молекул (6,024.1023), то эти характеристики раствора зависят только от числа частиц растворенного вещества. Отсюда второй закон Рауля: повышение температуры кипения и понижение температуры замерзаниярастворов пропорциональны числу частиц растворенного вещества и не зависят от его природы.
Методы криоскопии и эбуллиоскопии фактически являются следствием из закона Рауля.
Для разбавленных растворов понижение давления пара пропорционально концентрации, то и повышение температуры кипения и понижение температуры кристаллизацииразбавленных растворов пропорционально их концентрации
DТ кип = E·m
и
DТ отв = K·m
Коэффициенты пропорциональности называются соответственно эбулиоскопической Е (лат. ebbulіo - выкипаю) и криоскопической К (греческое слово "криос" - холод) константами.
Растворы, в которых не происходит диссоциация растворенного вещества на ионы, называются растворами неэлектролитов. Система характеризуется отсутствием ионов в растворе и не обладает ионной проводимостью.
Растворы, в которых растворенное вещество распадается на ионы, называются растворами электролитов. Растворы электролитов являются ионными проводниками.
Дата добавления: 2015-08-26 | Просмотры: 1222 | Нарушение авторских прав
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
|