КОЛЛИГАТИВНЫЕ СВОЙСТВА РАСТВОРОВ




 

1. Осмотическим называется давление, наблюдаемое в растворах и вызываемое ударами частиц (молекул или ионов) растворенного вещества о стенки сосуда.

Осмотическое давление можно обнаружить и измерить, отделив раствор от чистого растворителя полупроницаемой перегородкой.

Осмотическое давление разбавленных растворов подчиняется законам идеального газа.

Осмотическое давление разбавленных растворов при постоянной температуре прямо пропорционально концентрации вещества с (закон Бойля-Мариотта)

p = const c или при t = const.

Осмотическое давление разбавленных растворов при постоянной концентрации прямо пропорционально абсолютной температуре (закон Гей-Люссака)

p = const/ Т или при с = const.

Два раствора различных веществ при одинаковой температуре и молярной концентрации обладают одинаковым осмотическим давлением и называются изотоническими (закон Авогадро).

К разбавленным растворам также применимо уравнение Д.И. Менделеева

p = сRT,

где с – концентрация раствора, моль/л,

Т – абсолютная температура,

R – газовая постоянная.

2. По закону Рауля относительное понижение давления пара растворителя над раствором равно отношению числа молей растворенного вещества к сумме числа молей растворителя и растворенного вещества.

где - давление пара над чистым растворителем при данной

температуре;

РА – парциальное давление пара растворителя над раствором при той

же температуре;

nb - число молей растворенного вещества;

na - число молей растворителя.

Для очень разбавленных растворов nb по сравнению с na весьма мало и поэтому данной величиной в знаменателе можно пренебречь.

3. Закон Генри выражает зависимость растворимости газа от давления выражается законом Генри: в единице объема растворителя при постоянной температуре растворяется одинаковый объем данного газа независимо от давления.

Количество растворенного газа в жидкости пропорционально его давлению над раствором.

Сж = Кр

где сж – весовая концентрация газа в растворе;

р – давление газа над раствором;

К – коэффициент пропорциональности, характеризующий растворимость, не зависит от давления, но изменяется с температурой. На растворимость газов в жидкостях влияют многие факторы – природа газа, природа растворителя, присутствие посторонних веществ, температура и давление. Зависимость

Растворение в жидкостях смеси газов подчиняется закону Дальтона, в соответствии с которым весовая концентрация каждого из газов в растворе пропорциональна парциальному давлению его в газовой фазе.

Растворимость газов в жидкостях чаще всего выражается:

а) объемом газа, растворяющимся в 1 объеме растворителя при общем давлении (газа и паров жидкости), равном 101325 н/м2 (коэффициент растворимости l, или S);

б) объемом газа, приведенным к нормальным условиям и поглощаемым 1 объемом растворителя при парциальном давлении газа, равном 101325 н/м2 (коэффициент абсорбции a);

в) количеством граммов газа, растворяющимся в 100 г растворителя при общем давлении 101325 н/м2 (обозначается q);

г) количеством газа (г или мг) в 1 л растворителя;

д) объемом газа (см3) (приведенным к нормальным условиям), поглощенным 1 г растворителя при указанной температуре и парциальном давлении газа, равном 101325 н/м2 (обозначается b).

Под растворимостью газов, называемой также коэффициентом растворимости, понимают отношение концентрации газа в жидкости сж к концентрации газа в газовой фазе сгаз

.

.

 

4. Вследствие понижения давления пара растворителя над растворами нелетучих или мало летучих веществ температура замерзания растворов ниже, а температуры кипения выше чем у чистых растворителей.

Понижение температуры замерзания раствора DТ3, равное разности температура замерзания растворителя и раствора DТ3 = Т3 р-ля – Т3 р-ра, прямо пропорционально моляльной концентрации растворенного вещества с

3 = Екс,

или

где Ек – коэффициент пропорциональности, называемый молекулярным

понижением температуры замерзания растворителя или

криоскопической постоянной;

М – молекулярный вес вещества;

m1 - масса растворенного вещества;

m2 - масса растворителя.

Криоскопическая постоянная равна понижению температуры замерзания при содержании в 1000 г растворителя 1 моль растворенного вещества.

Определив опытным путем понижение температуры замерзания раствора и используя формулу, можно рассчитать молекулярный вес растворенного вещества – не электролита. Этот метод широко применяется в лабораторной практике.

Повышение температуры кипения раствора К , равное разности между температурами кипения раствора (ТК р-ра) и растворителя (ТК рля), прямо пропорционально моляльной концентрации растворенного вещества

К = ЕКс,

где ЕКмолекулярное повышение температуры кипения растворителя,

или эбуллиоскопическая постоянная.

Для m г растворенного вещества и г растворителя

 

Определив опытным путем повышение температуры кипения раствора по сравнению с чистым растворителем, можно по формуле вычислить молекулярный вес растворенного вещества – не электролита.

Криоскопические и эбуллиоскопические постоянные Е3 и ЕК не зависят от природы растворенных веществ, а зависят только лишь от природы растворителей

При отсутствии табличных данных Еэ и ЕК можно рассчитать теоретически:

;

;

где Т3 – температура замерзания растворителя, 0С;

ТК – нормальная температура кипения растворителя,

R - удельная теплота плавления, дж/г;

l - удельная теплота испарения, дж/г;

R - газовая постоянная, равная 8,313 дж/(град×моль).

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-08-07 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: