Физическая и коллоидная химия. Балдынова Ф.П. - 17 стр.

UptoLike

Составители: 

35 36
где Т
0
- температура кипения чистого растворителя, Т- тем-
пература кипения раствора; К
эб
- эбулиоскопическая посто-
янная. Эбулиоскопическая постоянная зависит только от
природы растворителя и определяется по следующей фор-
муле:
К
эб
=
1000
/
2
bcg
Aкип
MRT
∆Η
, (I-72)
где М
А
молярная масса растворителя; H
исп
- мольная те-
плота испарения чистого растворителя.
Для воды
К
эб
равна 0,52 град кг/ моль.
Для раствора, содержащего g
2
граммов растворенного
вещества, молярной массой М
2
, в g
1
граммах воды, моляль-
ность раствора рассчитывается по формуле
m =
12
2
1000
gM
g
. (I-73)
Тогда температура кипения раствора определяется по фор-
муле:
Т
кип
=
12
2
0
1000
gM
g
эб
кип
Κ+Τ , (I-74)
где Т
0
кип
- температура кипения чистой воды, значение ее
приведено в справочниках [10].
Если не известна молярная масса растворенного веще-
ства (М
2
), то ее находят по формуле:
М
2
=
1
2
1000
g
gK
кип
эб
∆Τ
, (I-75)
где ∆Т
кип
.= Т
ки
Т
0
кип
находят экспериментальным путем.
Метод исследования, основанный на эксперименталь-
ном определении температуры кипения раствора, называет-
ся эбуллиоскопическим.
Присутствие растворенного вещества понижает
температуру замерзания раствора. Величина
Τ
зам.
тоже
пропорциональна моляльной концентрации раствора (С
м
):
∆Т
зам
= Т
з
0
-Т
з
= К
зам
·С
т
, (I-76)
где К
зам
- криоскопическая постоянная; Т
0
з
- температура за-
мерзания чистого растворителя; Т
з
- температура замерзания
раствора.
Криоскопическая постоянная не зависит ни от приро-
ды растворенного вещества, ни от его концентрации, а оп-
ределяется свойствами чистого растворителя:
К
зам
=
1000
/
2
пл
Aз
MRT
∆Η
, (I-77)
М
А
- молярная масса растворителя, г/моль;
H
пл
- мольная теплота плавления чистого растворителя.
Ее физический смысл заключается в том, что она чис-
ленно равна ∆Т
з
раствора, моляльность которого равна 1
моль на 1 кг растворителя.
Для воды, как наиболее распространенного раствори-
теля,
К
воды
=
1000105,6009
10182,273314,8
3
322
моль
Дж
моль
кг
град
градмоль
Дж
=
1,86
моль
кгград
.
К любым жидким смесям (идеальным и неидеальным)
применим первый закон Коновалова:
пар по сравнению с
жидкостью, находящейся с ним в равновесии, обогащен
тем компонентом, добавление которого к жидкости по-
вышает общее давление пара (или снижает температуру
кипения).
Поэтому при испарении раствора, пар является
обогащенным более летучим компонентом, а жидкость обо-
гащается менее летучим. На различие в составе пара и жид-
костей в двухкомпонентных системах основано разделение
их с помощью перегонки. Повторяя процесс перегонки,
можно получить практически чистые компоненты.
где Т0- температура кипения чистого растворителя, Т- тем-                                ∆Тзам = Т з0-Тз = Кзам·Ст,                    (I-76)
                                                                                                                       0
пература кипения раствора; Кэб- эбулиоскопическая посто-              где Кзам - криоскопическая постоянная; Т з- температура за-
янная. Эбулиоскопическая постоянная зависит только от                 мерзания чистого растворителя; Тз- температура замерзания
природы растворителя и определяется по следующей фор-                 раствора.
муле:                                                                       Криоскопическая постоянная не зависит ни от приро-
                                2
                          RTкип M A                                   ды растворенного вещества, ни от его концентрации, а оп-
                   Кэб =               ,           (I-72)             ределяется свойствами чистого растворителя:
                         ∆Η bcg / 1000                                                                    2
                                                                                                     RTз M A
где МА – молярная масса растворителя; ∆Hисп - мольная те-                                  Кзам =                ,                    (I-77)
плота испарения чистого растворителя.                                                              ∆Η пл / 1000
      Для воды Кэб равна 0,52 град кг/ моль.                          МА - молярная масса растворителя, г/моль;
      Для раствора, содержащего g2 граммов растворенного              ∆Hпл - мольная теплота плавления чистого растворителя.
вещества, молярной массой М2 , в g1 граммах воды, моляль-                   Ее физический смысл заключается в том, что она чис-
ность раствора рассчитывается по формуле                              ленно равна ∆Тз раствора, моляльность которого равна 1
                           g 1000                                     моль на 1 кг растворителя.
                     m= 2           .                   (I-73)              Для воды, как наиболее распространенного раствори-
                            M 2 g1
                                                                      теля,
Тогда температура кипения раствора определяется по фор-
                                                                                           Дж                                     кг
муле:                                                                             8,314             ⋅ 273,22 град 2 ⋅ 18 ⋅ 10− 3
                                   g 1000                                               моль ⋅ град                              моль
             Ткип = Τ0 кип + Κ эб 2        ,           (I-74)            Кводы =                                                       =
                                                                                                         − 3 Дж
                                    M 2 g1                                                  6009,5 ⋅ 10            ⋅ 1000
                                                                                                             моль
где Т0кип - температура кипения чистой воды, значение ее
приведено в справочниках [10].                                                                         град ⋅ кг
                                                                                                1,86             .
      Если не известна молярная масса растворенного веще-                                                моль
ства (М2 ), то ее находят по формуле:                                       К любым жидким смесям (идеальным и неидеальным)
                          K g 1000                                    применим первый закон Коновалова: пар по сравнению с
                    М2 = эб 2          ,              (I-75)          жидкостью, находящейся с ним в равновесии, обогащен
                            ∆Τкип g1
                                                                      тем компонентом, добавление которого к жидкости по-
где ∆Ткип.= Тки – Т0 кип находят экспериментальным путем.             вышает общее давление пара (или снижает температуру
      Метод исследования, основанный на эксперименталь-               кипения). Поэтому при испарении раствора, пар является
ном определении температуры кипения раствора, называет-               обогащенным более летучим компонентом, а жидкость обо-
ся эбуллиоскопическим.                                                гащается менее летучим. На различие в составе пара и жид-
      Присутствие растворенного вещества понижает                     костей в двухкомпонентных системах основано разделение
температуру замерзания раствора. Величина ∆Τ зам. тоже                их с помощью перегонки. Повторяя процесс перегонки,
пропорциональна моляльной концентрации раствора (См):                 можно получить практически чистые компоненты.

                                                                 35   36