ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
32
жидкое, газ – жидкое, твердое ─ твердое) процесс растворения занимает до-
вольно продолжительный период времени, пока в системе не наступит равнове-
сие.
Процесс растворения в общем случае можно представить в виде трех ста-
дий. Первая стадия – это собственно контакт (его степень) частиц растворите-
ля и растворяемого. Чем больше этих частиц находится в контакте, тем быстрее
происходит их дальнейшее взаимодействие. Например, увеличение давление
растворяемого газа над поверхностью жидкого или твердого растворителя, уве-
личение поверхности контакта фаз (диспергирование фаз) автоматически при-
ведет к ускорению процесса образования растворов.
Вторая стадия связана с физико-химическим взаимодействием частиц
растворителя и растворяемого. Скорость взаимодействия частиц определяется
их природой, концентрацией и температурой.
И третья стадия растворения – самопроизвольное взаимопроникнове-
ние частиц растворяемого и растворителя (взаимодиффузия) в объем фаз из-за
градиента концентраций. Диффузионные процессы, как правило, протекают с
очень малой скоростью из-за высоких значений энергии активации перемеще-
ния частиц. Особенно это характерно для систем с участием твердых тел, в ко-
торых значение энергии активации перемещения достигает нескольких десят-
ков, сотен килоджоулей на моль. Скорость диффузии зависит и от природы
частиц растворителя и растворяемого, и температуры и градиента концентра-
ции.
Представим себе сосуд (рис. 9), нижняя часть которого заполнена раство-
ром сахара в воде с концентрацией С
1
, а верхняя, отделенная поверхностью S,
заполненная тоже раствором сахара, но с меньшей концентрацией С
2
. Если бы
концентрации сахара в верхней и нижней части сосуда были бы одинаковы, то
через воображаемую поверхность раздела S обеих частей сосуда в единицу
времени в обоих направлениях перемещалось бы одинаковое количество моле-
кул сахара и воды. Это обычное тепловое хаотическое движение молекул, ха-
рактеризующее динамическое равновесие.
Но поскольку концентрации сахара в нижней и верхней части сосуда раз-
ные (С
2
< C
1
), молекулы сахара нижней части сосуда постепенно будут во все
большем количестве перемещаться в верхнюю часть сосуда. Такое самопроиз-
вольное направленное перемещение частиц растворенного вещества называется
диффузией. Процесс диффузии прекратится, когда концентрация сахара во всех
частях сосуда станет одинаковой.
Диффузия может быть описана количественно. Предположим, что пере-
пад концентраций сахара
∆
С = С
2
– С
1
происходит на расстоянии ∆х = х
2
– х
1
.
Следовательно, изменение концентрации, приходящееся на единицу расстояния
между
С
1
и С
2
(градиент концентрации), равно
∆
С/
∆
х.
Согласно закону А. Фика (немецкий ученый, 1855 г.) количество раство-
ренного вещества m, проходящее за время t через площадь поперечного сече-
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- …
- следующая ›
- последняя »
