Студопедия — Над идеальным раствором
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Над идеальным раствором






 

С поверхности жидкого или твердого тела при любой температуре происходит испарение частиц (молекул). С другой стороны, происходит и обратный процесс захвата поверхностью частиц из газопаровой фазы (адсорбция). Между этими процессами устанавливается динамическое равновесие и давление паров над жидкостью или твердым телом при фиксированной температуре является вполне определенной величиной. Пар, находящийся в равновесии с жидкостью (твердым телом) называется насыщенным. Общее давление паров над раствором (как твердым, так и жидким) складывается из давления паров всех компонентов, испаряющихся с поверхности (парциальных давлений). Эта закономерность известна как закон Дальтона

Р=ΣР1, (1)

где Р1 – парциальные давления паров всех компонентов раствора. Для идеального раствора парциальное давление каждого компонента пропорционально его мольной доле в растворе (N1)

 

Р10·N1, (2)

где P0 – общее давление насыщенных паров над раствором.

Для бинарного идеального раствора (раствора, состоящего из двух компонентов)

 

Р10·N1, Р20·N2, (3)

Эта зависимость известна как одна из формулировок закона Рауля. Графически этот закон можно представить в виде, приведенном на рис. 1.

 

 
 

 


Рис. 1. Зависимость давления насыщенных паров над раствором от его состава

 

Точка P отвечает давлению пара над чистым компонентом А, а точка P – давлению пара над чистым компонентом В. Верхняя прямая получается путем сложения кривых, определяющих парциальное давление каждого из компонентов.

Отклонения от закона Рауля проявляются в искажении прямых на рис. 1. Эти отклонения могут быть положительными (выпуклые кривые) или отрицательными (вогнутые кривые на рис.2).

Для неидельных растворов уравнение (3) применимо только в случае, если концентрация растворенного вещества в растворе очень мала. Отклонения от идеальности вызываются химическими и физическими эффектами, сопровождающими образование реального раствора (ассоциация, диссоциация, сольватация и др.). По отклонению свойств раствора от идеальности судят об интенсивности взаимодействия между частицами растворителя и растворенного вещества в растворе. Положительные отклонения от закона Рауля объясняются тем, что сила взаимодействия между частицами растворенного вещества и растворителя (А - В) по сравнению с силами взаимодействия между частицами одного и того же вещества (А - А или В - В). В этом случае связывание компонентов в растворе уменьшается, а летучесть - возрастает. Образование такого раствора обычно сопровождается увеличением объема и выделением тепла (пример – растворы этилового спирта и диэтилового эфира).

       
   

 

 


Рис. 2. Отклонения зависимости давления насыщающих паров для бинарных растворов от закона Рауля: а – положительное отклонение, б – отрицательное отклонение.

 

Для растворов с отрицательным отклонением от закона Рауля характерно уменьшение давления паров над раствором по сравнению с идеальными растворами. Эти отклонения связаны с более сильным взаимодействием между частицами компонентов раствора по сравнению с чистыми компонентами. Отрицательные отклонения наблюдаются для растворов, склонных к образованию ассоциатов, сольватов и т.п. (например – водные растворы кислот, солей и оснований). Образование таких растворов сопровождается обычно уменьшением объема и выделением тепла. Парообразование с поверхности такого раствора затруднено, что и вызывает отрицательные отклонения.

Если растворенное вещество нелетучее или малолетучее, то при относительно невысоких концентрациях в растворе можно пренебречь давлением его паров над раствором. Следовательно,

 

P0 = P1+P2 = P0·N1, N1+N2=1. (4)

То есть давление паров растворителя над раствором всегда ниже, чем над чистым растворителем, так как его доля в растворе всегда меньше единицы.

Данная закономерность известна как другая формулировка закона Рауля, согласно которой относительное понижение давления паров растворителя над раствором по сравнению с чистым растворителем (ΔР) равно мольной доле растворенного вещества (N2):

 

. (5)

На рис. 3 приведены кривые, иллюстрирующие влияние концентрации растворенного вещества на давление насыщенного пара над поверхностью раствора. Известно, что жидкость закипает при той температуре, когда давление насыщающих паров над ней достигает внешнего (например – атмосферного) давления.

Следовательно, чем ниже давление насыщающих паров над раствором, тем при более высокой температуре он будет закипать (дополнительное повышение температуры необходимо для того, чтобы достичь внешнего давления).

 


Рис. 3. Зависимость температуры кипения и отвердевания растворов

от их концентрации

 

Кривая 0 соответствует зависимости давления насыщающих паров растворителя от температуры для чистого растворителя, а кривые 1 и 2 – для различных растворов. При этом концентрация 2-го раствора (кривая 2) выше концентрации 1-го раствора (кривая 1).

 







Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 521. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...

Характерные черты немецкой классической философии 1. Особое понимание роли философии в истории человечества, в развитии мировой культуры. Классические немецкие философы полагали, что философия призвана быть критической совестью культуры, «душой» культуры. 2. Исследовались не только человеческая...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит...

Кран машиниста усл. № 394 – назначение и устройство Кран машиниста условный номер 394 предназначен для управления тормозами поезда...

В теории государства и права выделяют два пути возникновения государства: восточный и западный Восточный путь возникновения государства представляет собой плавный переход, перерастание первобытного общества в государство...

Закон Гука при растяжении и сжатии   Напряжения и деформации при растяжении и сжатии связаны между собой зависимостью, которая называется законом Гука, по имени установившего этот закон английского физика Роберта Гука в 1678 году...

Характерные черты официально-делового стиля Наиболее характерными чертами официально-делового стиля являются: • лаконичность...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.029 сек.) русская версия | украинская версия