История зарождения и становления физической химии. Миттова И.Я - 28 стр.

UptoLike

28
íåíèÿ ïðè÷èí è ìåõàíèçìà ýòîãî ÿâëåíèÿ îí ïîïûòàëñÿ èñïîëüçîâàòü
êèíåòè÷åñêóþ òåîðèþ ãàçîâ è ðåçóëüòàòû ïðîôåññîðà èç Ãðåíîáëÿ
Ôðàíñóà Ðàóëÿ, ïîëó÷åííûå ïðè ìíîãî÷èñëåííûõ èçìåðåíèÿõ ïî-
íèæåíèÿ òåìïåðàòóð çàìåðçàíèÿ è ïîâûøåíèÿ òåìïåðàòóð êèïåíèÿ
âîäíûõ è íåâîäíûõ ðàñòâîðîâ.
Ïðè ïðîâåäåíèè ñâîèõ èññëåäîâàíèé Ô. Ðàóëü îòòàëêèâàëñÿ îò
ðåçóëüòàòîâ îïûòîâ, ïîëó÷åííûõ ðàíåå Ê. Ã. ôîí Áàáî è À. Âþëüíåðîì,
êîòîðûå ñâèäåòåëüñòâîâàëè, ÷òî ïîíèæåíèå äàâëåíèÿ ïàðîâ ðàñòâî-
ðèòåëÿ íàä âîäíûìè ðàñòâîðàìè ñîëåé ïðèáëèçèòåëüíî ïðîïîðöèî-
íàëüíî èõ êîíöåíòðàöèè. Ðàóëü ðàáîòàë ïðåèìóùåñòâåííî ñ îðãàíè-
÷åñêèìè ðàñòâîðèòåëÿìè: ñåðîóãëåðîäîì, õëîðîôîðìîì, áåíçîëîì,
ýôèðîì, àöåòîíîì è äð. Â âîäíûõ ðàñòâîðàõ îí èññëåäîâàë ñàõàðîçó,
ãëþêîçó, ìî÷åâèíó, âèííóþ è ëèìîííóþ êèñëîòû. Àíàëèçèðóÿ âåñü
îáúåì ïîëó÷åííûõ äàííûõ, Ô. Ðàóëü ïîëó÷èë ñëåäóþùåå âûðàæåíèå
äëÿ ïîíèæåíèÿ äàâëåíèÿ ïàðà:
=−
0
0
(1 ),
b
pp
x
p
(24)
ãäå
0
p
äàâëåíèå ïàðà íàä ÷èñòûì ðàñòâîðèòåëåì,
p
äàâëåíèå
ïàðà íàä ðàñòâîðîì,
b
x
ìîëüíàÿ äîëÿ ðàñòâîðåííîãî âåùåñòâà.
Ô. Ðàóëü ïðîäîëæèë ñâîè èññëåäîâàíèÿ ðàñòâîðîâ, òùàòåëüíî
ôèêñèðóÿ èõ òåìïåðàòóðû çàìåðçàíèÿ. Êàê âûÿñíèëîñü, òåìïåðàòóðà
çàìåðçàíèÿ ðàñòâîðà âñåãäà íèæå òåìïåðàòóðû çàìåðçàíèÿ ÷èñòîãî
ðàñòâîðèòåëÿ. Èçó÷àÿ ïîíèæåíèå òåìïåðàòóð çàìåðçàíèÿ ðàñòâîðîâ
îðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ â âîäå è äðóãèõ ðàñòâîðèòåëÿõ, Ô. Ðàóëü ïðè-
øåë ê âûâîäó ÷ðåçâû÷àéíîé âàæíîñòè. Îí óñòàíîâèë, ÷òî ïðè
ðàñòâîðåíèè 1 ìîëü ëþáîãî âåùåñòâà â 1000 ã ðàñòâîðèòåëÿ íà-
áëþäàåòñÿ îäíî è òî æå ïîíèæåíèå òåìïåðàòóðû çàìåðçàíèÿ.
êð
∆=
,
TKm
(25)
ãäå
T
ïîíèæåíèå òåìïåðàòóðû çàìåðçàíèÿ,
êð
K
êðèîñêîïè-
÷åñêàÿ êîíñòàíòà,
m
ìîëÿëüíàÿ êîíöåíòðàöèÿ ðàñòâîðà.
Äðóãèìè ñëîâàìè, ïîíèæåíèå òåìïåðàòóðû çàìåðçàíèÿ ðàñòâîðà
ëþáîãî âåùåñòâà îïðåäåëÿåòñÿ ëèøü åãî êîíöåíòðàöèåé è ïðèðîäîé
ðàñòâîðèòåëÿ. Çàêîíû Ðàóëÿ ïîçâîëèëè îïðåäåëÿòü ìîëÿðíûå ìàñ-
ñû ðàñòâîðåííûõ âåùåñòâ, åñëè ìåæäó íèìè è ðàñòâîðèòåëÿìè íå
îáíàðóæèâàëèñü êðèîñêîïè÷åñêèå àíîìàëèè. Òàêîé êðèîñêîïè÷åñ-
êèé ñïîñîá îïðåäåëåíèÿ ìîëÿðíîé ìàññû, ââåäåííûé â ïðàêòèêó
Ýðíñòîì Áåêìàíîì ñ 1888 ã., îêàçàëñÿ íàñòîëüêî íàäåæíûì, ïðî-
ñòûì è ýêñïðåññíûì, ÷òî âñêîðå óñïåøíî êîíêóðèðîâàë ñ ìåòîäîì
îïðåäåëåíèÿ ïëîòíîñòè ïàðà. Èññëåäîâàíèÿ Ô. Ðàóëÿ áûëè ñóììèðîâà-
íû â äâóõ ïðåêðàñíûõ ìîíîãðàôèÿõ «Êðèîñêîïèÿ» è «Òîíîìåòðèÿ».
Ñîçäàâàÿ òåîðèþ ðàçáàâëåííûõ ðàñòâîðîâ, â 1885 ã. Âàíò-Ãîôô
ïðèøåë ê âûâîäó, ÷òî ñâîéñòâà ãàçîâ, îïèñûâàåìûå çàêîíàìè äëÿ
íåíèÿ ïðè÷èí è ìåõàíèçìà ýòîãî ÿâëåíèÿ îí ïîïûòàëñÿ èñïîëüçîâàòü
êèíåòè÷åñêóþ òåîðèþ ãàçîâ è ðåçóëüòàòû ïðîôåññîðà èç Ãðåíîáëÿ
Ôðàíñóà Ðàóëÿ, ïîëó÷åííûå ïðè ìíîãî÷èñëåííûõ èçìåðåíèÿõ ïî-
íèæåíèÿ òåìïåðàòóð çàìåðçàíèÿ è ïîâûøåíèÿ òåìïåðàòóð êèïåíèÿ
âîäíûõ è íåâîäíûõ ðàñòâîðîâ.
     Ïðè ïðîâåäåíèè ñâîèõ èññëåäîâàíèé Ô. Ðàóëü îòòàëêèâàëñÿ îò
ðåçóëüòàòîâ îïûòîâ, ïîëó÷åííûõ ðàíåå Ê. Ã. ôîí Áàáî è À. Âþëüíåðîì,
êîòîðûå ñâèäåòåëüñòâîâàëè, ÷òî ïîíèæåíèå äàâëåíèÿ ïàðîâ ðàñòâî-
ðèòåëÿ íàä âîäíûìè ðàñòâîðàìè ñîëåé ïðèáëèçèòåëüíî ïðîïîðöèî-
íàëüíî èõ êîíöåíòðàöèè. Ðàóëü ðàáîòàë ïðåèìóùåñòâåííî ñ îðãàíè-
÷åñêèìè ðàñòâîðèòåëÿìè: ñåðîóãëåðîäîì, õëîðîôîðìîì, áåíçîëîì,
ýôèðîì, àöåòîíîì è äð. Â âîäíûõ ðàñòâîðàõ îí èññëåäîâàë ñàõàðîçó,
ãëþêîçó, ìî÷åâèíó, âèííóþ è ëèìîííóþ êèñëîòû. Àíàëèçèðóÿ âåñü
îáúåì ïîëó÷åííûõ äàííûõ, Ô. Ðàóëü ïîëó÷èë ñëåäóþùåå âûðàæåíèå
äëÿ ïîíèæåíèÿ äàâëåíèÿ ïàðà:
                          p0 − p
                                 = (1 − xb ),                  (24)
                            p0
ãäå p0 — äàâëåíèå ïàðà íàä ÷èñòûì ðàñòâîðèòåëåì, p — äàâëåíèå
ïàðà íàä ðàñòâîðîì, xb — ìîëüíàÿ äîëÿ ðàñòâîðåííîãî âåùåñòâà.
     Ô. Ðàóëü ïðîäîëæèë ñâîè èññëåäîâàíèÿ ðàñòâîðîâ, òùàòåëüíî
ôèêñèðóÿ èõ òåìïåðàòóðû çàìåðçàíèÿ. Êàê âûÿñíèëîñü, òåìïåðàòóðà
çàìåðçàíèÿ ðàñòâîðà âñåãäà íèæå òåìïåðàòóðû çàìåðçàíèÿ ÷èñòîãî
ðàñòâîðèòåëÿ. Èçó÷àÿ ïîíèæåíèå òåìïåðàòóð çàìåðçàíèÿ ðàñòâîðîâ
îðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ â âîäå è äðóãèõ ðàñòâîðèòåëÿõ, Ô. Ðàóëü ïðè-
øåë ê âûâîäó ÷ðåçâû÷àéíîé âàæíîñòè. Îí óñòàíîâèë, ÷òî ïðè
ðàñòâîðåíèè 1 ìîëü ëþáîãî âåùåñòâà â 1000 ã ðàñòâîðèòåëÿ íà-
áëþäàåòñÿ îäíî è òî æå ïîíèæåíèå òåìïåðàòóðû çàìåðçàíèÿ.
                           ∆T = Kêð ⋅ m,                       (25)
ãäå ∆T — ïîíèæåíèå òåìïåðàòóðû çàìåðçàíèÿ, Kêð — êðèîñêîïè-
÷åñêàÿ êîíñòàíòà, m — ìîëÿëüíàÿ êîíöåíòðàöèÿ ðàñòâîðà.
     Äðóãèìè ñëîâàìè, ïîíèæåíèå òåìïåðàòóðû çàìåðçàíèÿ ðàñòâîðà
ëþáîãî âåùåñòâà îïðåäåëÿåòñÿ ëèøü åãî êîíöåíòðàöèåé è ïðèðîäîé
ðàñòâîðèòåëÿ. Çàêîíû Ðàóëÿ ïîçâîëèëè îïðåäåëÿòü ìîëÿðíûå ìàñ-
ñû ðàñòâîðåííûõ âåùåñòâ, åñëè ìåæäó íèìè è ðàñòâîðèòåëÿìè íå
îáíàðóæèâàëèñü êðèîñêîïè÷åñêèå àíîìàëèè. Òàêîé êðèîñêîïè÷åñ-
êèé ñïîñîá îïðåäåëåíèÿ ìîëÿðíîé ìàññû, ââåäåííûé â ïðàêòèêó
Ýðíñòîì Áåêìàíîì ñ 1888 ã., îêàçàëñÿ íàñòîëüêî íàäåæíûì, ïðî-
ñòûì è ýêñïðåññíûì, ÷òî âñêîðå óñïåøíî êîíêóðèðîâàë ñ ìåòîäîì
îïðåäåëåíèÿ ïëîòíîñòè ïàðà. Èññëåäîâàíèÿ Ô. Ðàóëÿ áûëè ñóììèðîâà-
íû â äâóõ ïðåêðàñíûõ ìîíîãðàôèÿõ «Êðèîñêîïèÿ» è «Òîíîìåòðèÿ».
     Ñîçäàâàÿ òåîðèþ ðàçáàâëåííûõ ðàñòâîðîâ, â 1885 ã. Âàíò-Ãîôô
ïðèøåë ê âûâîäó, ÷òî ñâîéñòâà ãàçîâ, îïèñûâàåìûå çàêîíàìè äëÿ
28