Течни разтвори 2

Промяната на енталпията на преход от твърдо, течно или газообразно вещество в разтвора се нарича енталпия или топлина на разтваряне. Ендотермични реакции се характеризират с положителна промяна в енталпията и екзотермичната - отрицателна. Енталпия на разтваряне се нарича енталпия на климата чрез разтваряне на 1 мол от вещество в количество от чист разтворител. Процесът на разтваряне обикновено се изразява в термохимия термохимична уравнение, като разтварянето на мол Pb (NO3) 2 до б мола вода може да се представи с уравнението:

Топлината на разтвора зависи от концентрацията на получения разтвор и температурата.

От особен интерес са първият и пълен топлината на решение. Първо топлина разтвор се нарича енталпия промяна чрез разтваряне на 1 мол на веществото в безкрайно голямо количество разтворител. безкрайно разреден разтвор, получен в този процес. Пълно разтваряне, нагряването се нарича енталпия на климата чрез разтваряне на 1 мол от вещество в количество от чист разтворител, което е необходимо за да се образува наситен разтвор.

Топлинният ефект на взаимодействието с дадена концентрация на разтвора на чист разтворител се нарича енталпия на разреждане или разреждане. Ако разтвор, съдържащ един мол разтворено вещество се разрежда от тази концентрация до краен (не безкрайно) концентрация, топлинният ефект на ефекта на топлинна разреждане се нарича междинно топлина.

Налягане на парите е много важно свойство на решенията. От самото си величина е пряко свързано с много свойства на разтворите. Да предположим, че няколко приложими закони идеални газове. Ние използваме опростена схема изпаряване. Разтварянето на голямо количество вещество в разтворителя, ще понижи концентрацията на молекули за единица обем на последните и намаляване на броя на тези молекули, отделяни за единица време от течната фаза в газообразно. В резултат на равновесието между течност и пари се установи по-ниска концентрация на разтвора, т.е. в долния си налягане. Следователно налягането на наситената пара горе разтворът трябва винаги да бъде по-малко от над чист разтворител. спад на налягането воля двойката В, толкова по-голяма концентрацията на разтвореното вещество в разтвора. От това следва закона на Хенри, който може да се изрази с уравнението:

р - парциално налягане

K - Хенри константа

Закона на Хенри е: парциалното налягане на парите на разтвореното вещество е пропорционална на неговата концентрация в разтвор.

Ако NA = 1, пара парциално налягане рА е налягането на насищане на компонент в свободно състояние

и равенство приема формата:

Концентрацията на разтвореното вещество в разтвор по време на неговата експресия в мол фракции вещество НС на свързани с концентрацията на разтворител като

НС + NB = 1. Замествайки този израз в закона на Хенри получаваме:

) Е налягането на наситените пари понижаване и съотношението

-относителната намаляването на налягането на парите.

Съгласно закона на Раулт: Относителното намаляване на наситен налягане на парите на разтворителя над разтвора е равна на молната фракция на вещество в разтвор

Ако изобразяват графично зависимостта на парното налягане на всяко вещество двукомпонентна смес от своя моларна фракция, да права линия. Да предположим, че веществото А и В означават мол фракции на NA и NB. По закон имаме Раул:

където р е 0 парното налягане на чисто вещество. Това са уравненията на линиите, ако налягането в пара депозиран оси и мол фракции.

За общото налягане на парите на разтвора това означава уравнение: р =

Тази линейна зависимост между компонентите е сложна ако силите на привличане смес, и тя е представена не направо но извита линия

Количественото съотношение между форма на състава на парата и течността могат да бъдат получени както следва. Ние означаваме с NA "и NB" на мол фракции от компоненти в пара, и = NA "

Използвайки правото Раулт е лесно да се получи, че р =

, и използване на експресия р =

=

За системи, при които налягането на парите на състав зависимостта на нелинейна няма общо изразяване, в най-простата форма на такива връзка двойки vayuschego формулировки и хоросан. Зависимостта на състава на парата от състава на разтвора и общото налягане се характеризира с право, отворен D.I.Konovalovym и носи неговото име. Konovalov право описва връзката между съставите от равновесното парно и течността и ефекта на добавяне на компонент от общото налягане на парите. Той е формулиран, както следва:

а) Повишаване на относителното съдържание на компонент в течна фаза винаги води до увеличаване на относителното съдържание на него и по двойки.

б) двоични двойки, в сравнение с него, се намира в течна равновесие относително богата от тази на компонентите, като към системата, която увеличава общото налягане пара, т.е. понижава температурата на кипене на сместа при дадено налягане.

Въвеждане разтвор на двете вещества всяко ново вещество. Като цяло, по същество е разпределена между двете вещества в разтвор е пропорционална на неговата разтворимост във всяка от тях. От тази потоци закона за разпределение, съгласно които едно вещество може да разтвори в две несмесващи се разтворители, разпределени между тях, така че съотношението на неговите концентрации в тези разтворители при постоянна температура остава постоянно, независимо от общото количество на разтвореното вещество.

където S1B и C2b - концентрация разтворено вещество в първия и втория разтворители;

KD (В) - B постоянно разпределение материя между два несмесващи се течни фази.

Истинските решения в по-голямата част не се подчиняват на законите на идеални решения. Много от тях не се покоряват, например, право Раулт, и известен като най-положителни и отрицателни отклонения. Ако налягането на парите над истинското решение е по-голяма от идеала за същия състав като отклонението от закон на раул се нарича положителен, и ако тя е по-малко, а след това отрицателно. Знакът и величината на отклонението зависи от естеството на разтворителя и разтвореното вещество. Ако молекулите на един компонент силно привлечени един от друг на молекулите на другия компонент, парциалното налягане на парите са по изчислява сместа. Ако частиците на различните компоненти са привлечени един от друг е по-силна от частицата на същия компонент, парциалното налягане ще бъде по-малко от изчислява.

истински разтвори Взаимодействието между хомогенни и хетерогенни молекули са различни. Ако разтворът се формира от частичната компонентите А и В, промяната в потенциална енергия по време на образуването на разтвора е:

UA-A. UB-B и UA-B - среден потенциалната енергия на взаимодействие между хомогенни и хетерогенни молекули, съответно, ако DU = 0, тогава идеалното решение. Идеални решения на всички концентрации и температурите се подчиняват на закона Раулт.

При разглеждане на термодинамичните свойства на решенията, приети за използване на съотношението на

Тази стойност се нарича аз дейност в разтвор. съгласно уравнението

равна на моларната концентрация на компонента в разтвора. Активност предварително негодува поддържаща изчислява термодинамична функция, която се характеризира степента на привързаност Con-компонент молекули. В това, което някои съединения с данни образуване COM-ponents в разтвор на неговата активност става по-малка и, обратно, активността се увеличава с намаляването на степента на компонент асоциация. Активност позволява су ДИТ отхвърляне свойства на компонента в даден разтвор, свойствата на най-простото решение в същото моларната концентрация на компонента. Активността зависи от вида и концен-трацията разтвор от всеки от другите компоненти на. Той също така зависи от температурата и налягане, но не зависи от концентрацията на експресията. химически потенциала на компонента в свързващия разтвор-ОЗНАЧАВА с коефициент на активност:

Вместо дейност често се използва стойност коефициенти активност на пациента, гр. Тя е равна на относителната активност на концен-трацията G =

. съотношение активност описва степента на деформация свойства счита Вай-компонент в разтвора на неговите свойства в съответната простото решение. В силно разреден разтвор коефициент активност е равна на единица. В по-концентриран разтвор, толкова по-голяма активност на различни концентрации.

Разтворът, за разлика от чиста течност не е напълно втвърдено при същата температура. Кристали започват да се открояват във всеки един температура. Тъй като температурата намалява броя им се увеличава, докато цялата разтворът се втвърдява. Кристализация начало температура е температурата, при която започва образуването на кристали при охлаждане разтвор. Без да се има предвид тук системи, в които образуването на твърди разтвори, може да се каже, че температурата на кристализация начало е температурата, при която кристалите разтворител са в равновесие с разтвор на веществото. Опитът показва, че разреденият разтвор замръзва при температура по-ниска от чист разтворител. Тази температура промяна може да се разглежда като общо правило. За характеризиране на точката на замръзване на количеството разтвор въведе "замразяване точка депресия" DT 3. Тя се определя като разлика между температурите на чистия разтворител и разтвор на замразяване:

.

Намаляването на точката на замръзване пропорционална на концентрацията на разтвореното вещество в разтвор.

коефициентът К е моларен точката на замръзване депресия или cryoscopic константа. К =

-температура на замръзване на разтворителя

LPL - топлина на стапяне

Ако ние считаме, разтворите на нелетливи вещества в летливи разтворители, температурата на кипене на тези решения е винаги по-висока от чист точката на кипене на разтворителя. Повишаване температурата на кипене е по-голям по-висока е концентрацията на разтвора. И това може да се счита за пропорционална на концентрацията на разредени разтвори. За разтвори, температурите на кипене е по-висока, отколкото за чист разтворител и разликата между тях

Тя ще бъде по-голям, толкова по-висока концентрация на решения. Нарастват пропорционално на температурата на кипене на концентрацията на разтвора.

коефициента за пропорционалност E е константа. Тя се нарича увеличение моларното температура на кипене или ebullioskopicheskoy константа. E =

- чист точка на кипене на разтворителя

фъфлене - специфична топлина на изпарение му

Разтворът е хомогенна система. Всички частици, разтворени

вещества в неподредена движение топлина са разпределени равномерно в обема на разтвора.

Когато се поставят в съд концентриран разтвор на вещество, като захар, и внимателно се излива върху него слой от разреден разтвор на захар, първата захарта и водата са разпределени равномерно в разтвора на насипно състояние. Но след известно време молекули захар и вода ре-разпределени равномерно в обема на течността. Това е така, защото захарни молекули произволно движат проникне както концентрирания разтвор за разреждане, и в обратна посока, но в същото време за всеки период от време от концентрирания разтвор преминава в разредения разтвор дълги молекули, отколкото в разреден концентрат. По подобен начин, се държат и водни молекули. По този начин е насочено движение на молекули на захар от концентрирания разтвор за разреждане и вода - от разреден разтвор в концентрирана. Това спонтанен процес на трансфер на маса, което води до изравняване на концентрацията, се нарича дифузия. Когато концентрацията на разтвора е подравнен в своята цялост, дифузията се прекратява. В горния случай, разтворителят и частиците на разтворените дифундират в противоположни посоки. Този процес се нарича двустранното или обратно на дифузията. Но има и друг случай, когато веществото постави между преградата, през който може да премине разтворител, но не и на разтвореното вещество. Едностранно дифузия на дадено вещество за преграждане, наречен осмоза.

Вземете две контейнери, разположени един в друг. Нека дъното на вътрешния съд е изработен от полупропусклива материал. Външната съд се напълва с вода и се поставя във вътрешен воден разтвор, такъв като захар във вода. Процесите, които се срещат в устройството, състояща се от двата съда. Тъй външен контейнер вода ще тече в и през вътрешната тръба, свързана към вътрешния съд. Това увеличава хидростатичното налягане, при което разтворът е във вътрешния съд. На последно място, с някои от височината на стълба от течност на неговото покачване стоп. Натискът, който съответства на този баланс може да служи като количествена функция, наречена осмоза и осмотично налягане. Така осмотичното налягане, равно на налягането, което трябва да се приложи към разтвора да се приведе в равновесие с чист разтворител, отделена от нея полу преградата. Описаният метод позволява да се измерва осмотичното налягане. Експерименталните данни позволяват да се установи, че в достатъчно разреден разтвор осмотичност р е директно пропорционална на концентрацията на разтворените вещества:

Сравняване на осмотичното налягане на същите разтвори при различни температури води до заключението, че осмотичното налягане варира в пряка зависимост от абсолютната температура.

където R - универсална константа газ.

Това уравнение съвпада по форма с идеален газ уравнението на състояние, тъй като връзката между концентрацията и обем се изразява като С =

.Така осмотичното налягане, равно на налягането на газа, които притежават разтворено вещество, ако е в газообразно състояние при същата температура, ще запълни целия обем, който заема разтвор. Този закон се нарича закон на Van't Hoff

3. M.K.Dey, D.Selbin "Теоретичен неорганична химия", Wiley 1971

4. L.A.Nikolaev "Обща и неорганична химия" М. 1974