История зарождения и становления физической химии. Миттова И.Я - 29 стр.

UptoLike

29
èäåàëüíîãî ñîñòîÿíèÿ, ìîæíî êîíñòàòèðîâàòü è ó ðàçáàâëåííûõ ðà-
ñòâîðîâ. Ýòî ïðåäïîëîæåíèå äîëæíî áûòü îãðàíè÷åíî äîïóùåíèåì,
÷òî ÷àñòèöû ðàñòâîðåííîãî âåùåñòâà íå îêàçûâàþò íèêàêîãî âëèÿíèÿ
äðóã íà äðóãà.
 1887 ã. â ïåðâîì íîìåðå òîëüêî ÷òî ñîçäàííîãî «Æóðíàëà
ôèçè÷åñêîé õèìèè» Âàíò-Ãîôô îïóáëèêîâàë ñòàòüþ «Õèìè÷åñêîå
ðàâíîâåñèå â ñèñòåìàõ ãàçîâ è ðàçâåäåííûõ ðàñòâîðîâ», â êîòîðîé
óáåäèòåëüíî äîêàçàë, ÷òî ãàçîâûå çàêîíû ïðèìåíèìû ê ðàçáàâëåí-
íûì ðàñòâîðàì. Àíàëèçèðóÿ âåëè÷èíû ýíòàëüïèé ïëàâëåíèÿ è èñ-
ïàðåíèÿ, à òàêæå ðåçóëüòàòû èçìåðåíèÿ îñìîòè÷åñêîãî äàâëåíèÿ
Âàíò-Ãîôô ñìîã ìàòåìàòè÷åñêè îáîñíîâàòü, ÷òî â ðàçáàâëåííûõ
ðàñòâîðàõ ÷àñòèöû ðàñòâîðåííîãî âåùåñòâà âûçûâàþò ïîÿâëåíèå îñ-
ìîòè÷åñêîãî äàâëåíèÿ, ïîäîáíî òîìó êàê â ãàçàõ äàâëåíèå îáóñëîâ-
ëåíî ñòîëêíîâåíèåì ìîëåêóë ñî ñòåíêàìè ñîñóäà. Ãîëëàíäñêèé
ó÷åíûé çàïèñàë óðàâíåíèå Êëàïåéðîíà (2) â âèäå:
=
.
pV RT
(26)
 ýòîé ñòàòüå Âàíò-Ãîôô ïîêàçàë, ÷òî âûðàæåíèå (26) ñïðàâåäëè-
âî äëÿ ðàñòâîðîâ âåùåñòâ òèïà ñàõàðîçû, íî íå îïðàâäûâàåòñÿ äëÿ
âîäíûõ ðàñòâîðîâ ñîëåé, êèñëîò è îñíîâàíèé. Äëÿ âåùåñòâ òàêîé
ïðèðîäû ñëåäóåò ââåñòè ïîïðàâî÷íûé êîýôôèöèåíò
i
(íàçâàííûé
êîýôôèöèåíòîì
i
Âàíò-Ãîôôà), â ðåçóëüòàòå ÷åãî óðàâíåíèå (26)
ïðèíèìàåò âèä:
= .
pV i RT
(27)
Âûâåäåííûé Âàíò-Ãîôôîì çàêîí îñìîòè÷åñêîãî äàâëåíèÿ èìååò
îãðîìíîå çíà÷åíèå. Èç íåãî âûòåêàåò, ÷òî ðàñòâîðû îäíîé è òîé æå
ìîëÿðíîé êîíöåíòðàöèè ïðè ôèêñèðîâàííîé òåìïåðàòóðå äîëæíû èìåòü
îäíó è òó æå âåëè÷èíó îñìîòè÷åñêîãî äàâëåíèÿ, íåçàâèñèìî îò ïðèðî-
äû âåùåñòâà. Òàêèì îáðàçîì, åãî ìîæíî èñïîëüçîâàòü äëÿ îïðåäåëåíèÿ
ìîëÿðíûõ ìàññ íåëåòó÷èõ, íî ðàñòâîðèìûõ â âîäå âåùåñòâ.
Äàëåå Âàíò-Ãîôô ïîñòàâèë ïåðåä ñîáîé çàäà÷ó íàõîæäåíèÿ
ïóòåé îïðåäåëåíèÿ âåëè÷èíû
i
(åùå äî âîçíèêíîâåíèÿ òåîðèè
ýëåêòðîëèòè÷åñêîé èîíèçàöèè). Îí ïðåäëîæèë ÷åòûðå ñïîñîáà îï-
ðåäåëåíèÿ ýòîé âåëè÷èíû:
à) èç îïðåäåëåíèé ðàñòâîðèìîñòè ãàçîâ;
á) èç îïðåäåëåíèé óïðóãîñòè ïàðà;
â) èç îñìîòè÷åñêîãî äàâëåíèÿ (èçîòîíè÷åñêèé êîýôôèöèåíò);
ã) èç òåìïåðàòóðû çàìåðçàíèÿ ðàñòâîðîâ.
Âàíò-Ãîôô îòäàâàë ïðåäïî÷òåíèå ìåòîäó îïðåäåëåíèþ âåëè÷è-
íû êîýôôèöèåíòà
i
èç òåìïåðàòóð çàìåðçàíèÿ êàê íàèáîëåå òî÷íî-
ìó è óíèâåðñàëüíîìó. Îäíàêî èñòèííûé ñìûñë êîýôôèöèåíòà
i
áûë
îáúÿñíåí òîëüêî íà îñíîâå òåîðèè ýëåêòðîëèòè÷åñêîé èîíèçàöèè.
Ñîçäàâàÿ òåîðèþ ðàçáàâëåííûõ ðàñòâîðîâ, Âàíò-Ãîôô ñòàâèë
âî ãëàâó óãëà òîëüêî äèôôóçèîííûå ïðîöåññû è ïðèäåðæèâàëñÿ ïðè
èäåàëüíîãî ñîñòîÿíèÿ, ìîæíî êîíñòàòèðîâàòü è ó ðàçáàâëåííûõ ðà-
ñòâîðîâ. Ýòî ïðåäïîëîæåíèå äîëæíî áûòü îãðàíè÷åíî äîïóùåíèåì,
÷òî ÷àñòèöû ðàñòâîðåííîãî âåùåñòâà íå îêàçûâàþò íèêàêîãî âëèÿíèÿ
äðóã íà äðóãà.
     Â 1887 ã. â ïåðâîì íîìåðå òîëüêî ÷òî ñîçäàííîãî «Æóðíàëà
ôèçè÷åñêîé õèìèè» Âàíò-Ãîôô îïóáëèêîâàë ñòàòüþ «Õèìè÷åñêîå
ðàâíîâåñèå â ñèñòåìàõ ãàçîâ è ðàçâåäåííûõ ðàñòâîðîâ», â êîòîðîé
óáåäèòåëüíî äîêàçàë, ÷òî ãàçîâûå çàêîíû ïðèìåíèìû ê ðàçáàâëåí-
íûì ðàñòâîðàì. Àíàëèçèðóÿ âåëè÷èíû ýíòàëüïèé ïëàâëåíèÿ è èñ-
ïàðåíèÿ, à òàêæå ðåçóëüòàòû èçìåðåíèÿ îñìîòè÷åñêîãî äàâëåíèÿ
Âàíò-Ãîôô ñìîã ìàòåìàòè÷åñêè îáîñíîâàòü, ÷òî â ðàçáàâëåííûõ
ðàñòâîðàõ ÷àñòèöû ðàñòâîðåííîãî âåùåñòâà âûçûâàþò ïîÿâëåíèå îñ-
ìîòè÷åñêîãî äàâëåíèÿ, ïîäîáíî òîìó êàê â ãàçàõ äàâëåíèå îáóñëîâ-
ëåíî ñòîëêíîâåíèåì ìîëåêóë ñî ñòåíêàìè ñîñóäà. Ãîëëàíäñêèé
ó÷åíûé çàïèñàë óðàâíåíèå Êëàïåéðîíà (2) â âèäå:
                              pV = RT.                         (26)
     Â ýòîé ñòàòüå Âàíò-Ãîôô ïîêàçàë, ÷òî âûðàæåíèå (26) ñïðàâåäëè-
âî äëÿ ðàñòâîðîâ âåùåñòâ òèïà ñàõàðîçû, íî íå îïðàâäûâàåòñÿ äëÿ
âîäíûõ ðàñòâîðîâ ñîëåé, êèñëîò è îñíîâàíèé. Äëÿ âåùåñòâ òàêîé
ïðèðîäû ñëåäóåò ââåñòè ïîïðàâî÷íûé êîýôôèöèåíò i (íàçâàííûé
êîýôôèöèåíòîì i Âàíò-Ãîôôà), â ðåçóëüòàòå ÷åãî óðàâíåíèå (26)
ïðèíèìàåò âèä:
                             pV = i RT.                        (27)
     Âûâåäåííûé Âàíò-Ãîôôîì çàêîí îñìîòè÷åñêîãî äàâëåíèÿ èìååò
îãðîìíîå çíà÷åíèå. Èç íåãî âûòåêàåò, ÷òî ðàñòâîðû îäíîé è òîé æå
ìîëÿðíîé êîíöåíòðàöèè ïðè ôèêñèðîâàííîé òåìïåðàòóðå äîëæíû èìåòü
îäíó è òó æå âåëè÷èíó îñìîòè÷åñêîãî äàâëåíèÿ, íåçàâèñèìî îò ïðèðî-
äû âåùåñòâà. Òàêèì îáðàçîì, åãî ìîæíî èñïîëüçîâàòü äëÿ îïðåäåëåíèÿ
ìîëÿðíûõ ìàññ íåëåòó÷èõ, íî ðàñòâîðèìûõ â âîäå âåùåñòâ.
     Äàëåå Âàíò-Ãîôô ïîñòàâèë ïåðåä ñîáîé çàäà÷ó íàõîæäåíèÿ
ïóòåé îïðåäåëåíèÿ âåëè÷èíû i (åùå äî âîçíèêíîâåíèÿ òåîðèè
ýëåêòðîëèòè÷åñêîé èîíèçàöèè). Îí ïðåäëîæèë ÷åòûðå ñïîñîáà îï-
ðåäåëåíèÿ ýòîé âåëè÷èíû:
     à) èç îïðåäåëåíèé ðàñòâîðèìîñòè ãàçîâ;
     á) èç îïðåäåëåíèé óïðóãîñòè ïàðà;
     â) èç îñìîòè÷åñêîãî äàâëåíèÿ (èçîòîíè÷åñêèé êîýôôèöèåíò);
     ã) èç òåìïåðàòóðû çàìåðçàíèÿ ðàñòâîðîâ.
     Âàíò-Ãîôô îòäàâàë ïðåäïî÷òåíèå ìåòîäó îïðåäåëåíèþ âåëè÷è-
íû êîýôôèöèåíòà i èç òåìïåðàòóð çàìåðçàíèÿ êàê íàèáîëåå òî÷íî-
ìó è óíèâåðñàëüíîìó. Îäíàêî èñòèííûé ñìûñë êîýôôèöèåíòà i áûë
îáúÿñíåí òîëüêî íà îñíîâå òåîðèè ýëåêòðîëèòè÷åñêîé èîíèçàöèè.
     Ñîçäàâàÿ òåîðèþ ðàçáàâëåííûõ ðàñòâîðîâ, Âàíò-Ãîôô ñòàâèë
âî ãëàâó óãëà òîëüêî äèôôóçèîííûå ïðîöåññû è ïðèäåðæèâàëñÿ ïðè
                                                                29