Физическая и коллоидная химия. Балдынова Ф.П. - 16 стр.

UptoLike

Составители: 

33 34
dТ/dР)
пл
< 0. Поэтому при повышении внешнего давления
температура плавления льда уменьшается.
Тема 3. Свойства разбавленных растворов
Программа
Общая характеристика растворов. Закон Рауля. Тем-
пература кипения и замерзания растворов. Системы с от-
клонениями от закона Рауля. Азеотропные смеси. Законы
Коновалова. Перегонка. Правило рычага. Закон распределе-
ния и экстракция.
Методические указания
Растворэто гомогенная система, в которой одно ве-
щество равномерно распределено в среде другого или дру-
гих веществ. Раствор называется
идеальным, если образова-
ние его не сопровождается уменьшением или увеличением
объема, а также выделением или поглощением тепла.
Ре-
альные
растворы в связи с явлениями ассоциации, диссо-
циации, сольватации и др. не обладают упомянутыми выше
свойствами, но приближаются к идеальным, если они обра-
зованы сходными по химическому составу и физическим
свойствам веществами.
Состав раствора обычно выражают в весовых процен-
тах, в молях растворенного вещества на литр раствора (мо-
лярность) или на килограмм растворителя (моляльность), а
также в мольных долях.
Массовая доля w
i
(g
i
количество i–го вещества в г):
w
i
= g
i
/ g
i .
Мольная доля
х
i
(n
i
количество i –го вещества в молях):
х
i
= n
i
/ n
i .
Моляльность m
i
количество i–го компонента (в молях) в
1000 г растворителя:
m
i
= 1000 n
i/
/ g
i ./
Молярность c
i
количество i–го компонента (в молях) в 1 л
раствора:
c
i
= n
i
/ V.
Идеальные растворы подчиняются закону
Рауля. Согласно
закону
Рауля, относительное понижение давление насы-
щенного пара растворителя пропорционально молярной до-
ле растворенного вещества:
В
A
AA
P
PP
Ν=
0
0
, (1-68)
где N
В
-мольная доля вещества В в растворе; Р°
А
- давление
насыщенного пара над чистым растворителем ; Р
А
- давле-
ние пара растворителя над раствором (при той же темпера-
туре).
Если раствор находится в равновесии со своим насы-
щенным паром, то выполняется условие химического рав-
новесия:
µ
р-р
А
= µ
пар
А
,
где µ
р-р
А
, µ
пар
А -
химические потенциалы компонента А в
растворе и паре.
Для идеального раствора i-го компонента справедливо
µ
i
= µ
0
+ RTlnX
i
. (1-69)
Реальные растворы по своим свойствам отличаются от
идеальных. При образовании этих растворов наблюдается
отклонение от закона Рауля. При небольших концентрациях
справедливо соотношение:
Р
А
= Р°
А
N
А
(при Т- const), (1-70)
где N
А
= n
А
/(n
А
+n
В
).
Известно, что жидкость закипает при той температуре,
при которой давление насыщенного пара сравнивается с
внешним давлением. Присутствие растворенного вещества
повышает температуру кипения раствора. Повышение тем-
пературы кипения
Τ
к
пропорционально моляльной кон-
центрации растворенного вещества (С
м
):
∆Т
кип
.= Т
кип
Т
0
кип
= К
эб
·С
м
, (I-71)
dТ/dР)пл < 0. Поэтому при повышении внешнего давления                                    ci = ni / V.
температура плавления льда уменьшается.                       Идеальные растворы подчиняются закону Рауля. Согласно
                                                              закону Рауля, относительное понижение давление насы-
          Тема 3. Свойства разбавленных растворов             щенного пара растворителя пропорционально молярной до-
                            Программа                         ле растворенного вещества:
      Общая характеристика растворов. Закон Рауля. Тем-                                    PA0 − PA 
пература кипения и замерзания растворов. Системы с от-                                               = ΝВ ,       (1-68)
                                                                                           P 0 
клонениями от закона Рауля. Азеотропные смеси. Законы                                         A     
Коновалова. Перегонка. Правило рычага. Закон распределе-      где NВ-мольная доля вещества В в растворе; Р°А - давление
ния и экстракция.                                             насыщенного пара над чистым растворителем ; РА - давле-
                      Методические указания                   ние пара растворителя над раствором (при той же темпера-
      Раствор – это гомогенная система, в которой одно ве-    туре).
щество равномерно распределено в среде другого или дру-             Если раствор находится в равновесии со своим насы-
гих веществ. Раствор называется идеальным, если образова-     щенным паром, то выполняется условие химического рав-
ние его не сопровождается уменьшением или увеличением         новесия:
объема, а также выделением или поглощением тепла. Ре-                                   µр-р А = µпарА ,
                                                                     р-р    пар
альные растворы в связи с явлениями ассоциации, диссо-        где µ А , µ А - химические потенциалы компонента А в
циации, сольватации и др. не обладают упомянутыми выше        растворе и паре.
свойствами, но приближаются к идеальным, если они обра-              Для идеального раствора i-го компонента справедливо
зованы сходными по химическому составу и физическим                                   µi = µ0 + RTlnXi .           (1-69)
свойствам веществами.                                               Реальные растворы по своим свойствам отличаются от
      Состав раствора обычно выражают в весовых процен-       идеальных. При образовании этих растворов наблюдается
тах, в молях растворенного вещества на литр раствора (мо-     отклонение от закона Рауля. При небольших концентрациях
лярность) или на килограмм растворителя (моляльность), а      справедливо соотношение:
также в мольных долях.                                                          РА= Р°А NА         (при Т- const), (1-70)
Массовая доля wi (gi –количество i–го вещества в г):          где NА= nА/(n А+n В).
                          wi = gi / ∑gi .                           Известно, что жидкость закипает при той температуре,
Мольная доля хi (ni – количество i –го вещества в молях):     при которой давление насыщенного пара сравнивается с
                         хi = ni / ∑ ni .                     внешним давлением. Присутствие растворенного вещества
Моляльность mi – количество i–го компонента (в молях) в       повышает температуру кипения раствора. Повышение тем-
1000 г растворителя:                                          пературы кипения ∆Τ к пропорционально моляльной кон-
                         mi = 1000 ni// gi ./                 центрации растворенного вещества (См):
Молярность ci – количество i–го компонента (в молях) в 1 л                      ∆Ткип.= Ткип – Т0кип = Кэб·См,     (I-71)
раствора:

                                                         33   34