Повышение температуры кипения растворов
Жидкость кипит при той температуре, при которой общее давление насыщенного пара становится равным внешнему давлению. Если растворённое вещество не летуче (то есть давлением его насыщенных паров над раствором можно пренебречь), то общее давление насыщенного пара над раствором равно парциальному давлению паров растворителя. В этом случае давление насыщенных паров над раствором при любой температуре будет меньше, чем над чистым растворителем, и равенство его внешнему давлению будет достигаться при более высокой температуре. Таким образом, температура кипения раствора нелетучего вещества всегда выше, чем температура кипения чистого растворителя при том же давлении.
Парциальное давление паров над раствором отличается от давления паров над чистым растворителем, что существенно влияет на процессы кристаллизации (замерзания) растворителя.
Условием кристаллизации является равенство давления насыщенного пара растворителя над раствором давлению пара над твёрдым растворителем. Поскольку давление пара растворителя над раствором всегда ниже, чем над чистым растворителем, это равенство всегда будет достигаться при температуре более низкой, чем температура замерзания растворителя. Так, океанская вода начинает замерзать при температуре около минус 2 °C.
Разность между температурой кристаллизации растворителя и температурой начала кристаллизации раствора есть понижение температуры кристаллизации. Поскольку по мере кристаллизации растворителя из раствора концентрация последнего возрастает, растворы не имеют определённой температуры замерзания и кристаллизуются в некотором интервале температур.
|
|
|
Повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания разбавленных растворов неэлектролитов пропорциональны моляльности раствора - II закон Рауля
Eэбул —эбулиоскопическая константа (Эбулио- кипение). Для воды она равны 0,52 K·моль/1·кг
Ккриоск —криоскопическая константа (Крио – холод). Для воды она равны Ккр = 1,86. K·моль/1·кг
Cm – моляльная концентрация растворенного вещества.
Для водных растворов в уравнениях второго закона Рауля моляльную концентрацию иногда заменяют молярной. В общем случае такая замена неправомерна, и для растворов, плотность которых отличается от 1 г/см³, может привести к существенным ошибкам.
Повышение температуры кипения или понижение температуры кристаллизации растворов даёт возможность экспериментально определять молекулярные массы соединений, неспособных к диссоциации в данном растворителе; его можно использовать также для определения степени диссоциации электролитов. Этот метод называется, соответственно, эбулиоскопическим или криоскопическим.
|
|
|
Прежде чем рассматривать следующий вопрос, попробуйте ответить на следующие 2 вопроса:
Почему Человек старее?
Почему вода поднимается на высоту 50 м и более в растениях?
На самом деле ответ на эти вопросы дает такой процесс, как осмос который протекает в этом случае. Давайте попробуем разораться.
Осмотическое давление раствора
Раствор представляет собой гомогенную систему. Частицы растворенного вещества и растворителя находятся в беспорядочном тепловом движении и равномерно распределяются по всему объему раствора. Если, например, налить в стакан концентрированный раствор сахарозы, а сверху слой чистой воды, то через некоторое время концентрация молекул сахарозы станет одинаковой во всем объеме раствора. Такое взаимное проникновение молекул называется диффузией.
Некоторые материалы имеют способность к полупроницаемости, т.е. им свойственно пропускать частицы определенного вида и не пропускать частицы другого вида. Если вода и раствор сахарозы разделены такими материалами, т.е. пористой полупроницаемой перегородкой (мембраной – пленка коллодия, целлофан, животный пузырь), через которую свободно проходят молекулы воды, но не могут проникать молекулы сахарозы, то диффузия будет односторонней.
|
|
|
Самопроизвольный процесс перехода молекул растворителя через полупроницаемую мембрану в раствор с большей концентрацией из более разбавленного представляет собой такое явлениекак Осмос.
Выравнивание концентраций будет происходить только за счет молекул воды, которые в большем количестве диффундируют в раствор, чем обратно. В результате уровень жидкости в трубке повышается, а концентрация раствора уменьшается.
В сосуде с раствором создается давление, под действием которого жидкость поднимается в трубке до тех пор, пока не наступит равновесие между раствором и растворителем, после чего осмос прекращается.
Осмотическим давлением называется то давление, которое необходимо приложить к раствору, чтобы прекратить осмос, т. е. задержать молекулы растворителя от проникновения их в раствор через полупроницаемую мембрану. Осмотическое давление в растворе не существует, оно проявляется только тогда, когда раствор отделен от растворителя полупроницаемой мембраной.
Закон Вант-Гоффа. Сходство в поведении разбавленных растворов неэлектролитов с идеальными газами голландский химик Вант-Гофф выразил в виде закона:
Дата добавления: 2022-12-03; просмотров: 15; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!