Методическое пособие к лабораторному практикуму по физической химии (Часть 1. Химическая термодинамика). Маршаков И.К - 38 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

38
где К - криоскопическая константа растворителя, или моляльное понижение
температуры замерзания (понижение температуры замерзания раствора,
образованного при растворении моля исследуемого вещества в 1000 г
растворителя); m - моляльность растворенного вещества (в молях на 1000 г
растворителя).
Используя уравнение Клапейрона-Клаузиуса, можно записать уравнение для
криоскопической константы :
L
1000
RT
K
2
0
⋅
=
, (2)
где R - универсальная газовая постоянная, L - удельная теплота плавления
растворителя, Т
о
- температура замерзания растворителя.
Для воды величина К равна 1,86 кг/К*моль.
Давление насыщенного пара растворителя над раствором электролита всегда
ниже, чем над раствором неэлектролита одинаковой аналитической
концентрации. Это соответствует переходу от кривой AD на рис.1 к кривой FE и,
соответственно , увеличению разности температур замерзания раствора и
растворителя от ∆T
1
до ∆T
2
.
Определение молярной массы вещества
Количественная связь между понижением температуры замерзания раствора
и его концентрацией лежит в основе некоторых методов исследования
растворов.
Моляльность раствора m , которая входит в уравнение (1), может быть
связана с молярной массой растворенного вещества M: если в z г растворителя
растворено g г растворенного вещества, то
z г - g г
1000 г - х г
тогда
x1000g
m==,
MzM
⋅
⋅
Подставляя значение m в уравнение (1), получаем:
зам
Δ T =
К m = K ,
z m
⋅
⋅⋅
⋅
отсюда формула для расчета молекулярных масс веществ (неэлектролитов)
будет иметь вид:
зам
Tz
g1000K
M
∆⋅
⋅
⋅
=
. (3)
Определение степени электролитической диссоциации
В растворах электролитов общее число частиц увеличивается в i раз по
сравнению с исходным числом частиц вследствие диссоциации растворенного
вещества на ионы. Поэтому понижение температуры замерзания растворов
электролитов больше , чем для растворов неэлектролитов той же моляльности в i 
                                                                                             38
где К - к рио ск о пиче ск ая к о нстанта раство рите ля, или мо ляльно е по ниж е ние
те мпе ратуры заме рзания (по ниж е ние те мпе ратуры          заме рзания раство ра,
о б разо ванно го при раство ре нии мо ля иссле дуе мо го ве щ е ства в 1000 г
раство рите ля); m - мо ляльно сть раство ре нно го ве щ е ства (в мо лях на 1000 г
раство рите ля).
    И спо льзуя уравне ние К лапе йро на-К лаузиуса, мо ж но записатьуравне ние для
к рио ск о пиче ск о й к о нстанты:
                                             RT02
                                         K=          ,                                     (2)
                                            1000 ⋅ L
где R - униве рсальная газо вая по сто янная, L - уде льная те пло та плавле ния
раство рите ля, Т о - те мпе ратура заме рзанияраство рите ля.
      Д ляво ды ве личина К равна 1,86 к г/К *мо ль.
      Д авле ние насыщ е нно го пара раство рите ля над раство ро м эле к тро лита все гда
ниж е , че м над раство ро м не эле к тро лита о динак о во й аналитиче ск о й
к о нце нтрации. Э то со о тве тствуе тпе ре хо ду о тк риво й AD на рис.1 к к риво й FE и,
со о тве тстве нно , уве личе нию разно сти те мпе ратур заме рзания раство ра и
раство рите ляо т∆T1 до ∆T2 .

     Опре де ле ние мо лярно й массы ве щ е ства

        К о личе стве ннаясвязьме ж ду по ниж е ние м те мпе ратуры заме рзанияраство ра
             и е го к о нце нтрацие й ле ж итв о сно ве не к о то рых ме то до в иссле до вания
                                                                                    раство ро в.
      М о ляльно стьраство ра m , к о то рая вхо дит в уравне ние (1), мо ж е т б ыть
связана с мо лярно й массо й раство ре нно го ве щ е ства M: е сли в z г раство рите ля
раство ре но g г раство ре нно го ве щ е ства, то
                                        z г    - g г
                                        1000 г - х г
                                         x 1000 ⋅ g
 то гда                             m=      =            ,
                                        M       z⋅M
По дставляязначе ние m в уравне ние (1), по лучае м:
                                                      1000 ⋅ g
                               Δ Tзам = К ⋅ m = K ⋅              ,
                                                        z⋅ m
о тсю да фо рмула для расче та мо ле к улярных масс ве щ е ств (не эле к тро лито в)
б уде тиме тьвид:
                                             K ⋅1000 ⋅ g
                                        M=               .                                 (3)
                                              z ⋅ ∆Tзам

               Опре де ле ние сте пе ни эле к тро литиче ск о й диссо циации

      В раство рах эле к тро лито в о б щ е е число частиц уве личивае тся в i раз по
сравне нию с исхо дным число м частиц всле дствие диссо циации раство ре нно го
ве щ е ства на ио ны. По это му по ниж е ние те мпе ратуры заме рзания раство ро в
эле к тро лито в б о льше , че м для раство ро в не эле к тро лито в то й ж е мо ляльно сти в i

Страницы