ЗАМЕРЗАННЯ І КИПІННЯ РОЗЧИНІВ
Унаслідок зниження тиску пара над розчинами нелетучих (малолетучих) речовин температура замерзання розчинів завжди нижче температури замерзання чистих розчинників:
Тз. р-ля > Тз. р-ра; DТз. = Тз. р-ля - Тз. р-ра
DТз називається абсолютним зниженням температури замерзання розчину.
У розведених розчинів, якщо в них не спостерігається електролітичної дисоціації, абсолютне зниження температури замерзання розчину прямо пропорційно концентрації розчиненої речовини:
DТз = Ез*С
де Ез – коефіцієнт пропорційності, С – моляльна концентрація розчину.
Ез представляє собою таке зниження температури замерзання, коли в 1000 г розчинника міститься 1 моль розчиненої речовини. Його називають молярним зниженням температури замерзання розчинника, або кріоскопічною постійною. Вона не залежить від природи розчиненої речовини і характерна для даного розчинника.
Кріоскопічні постійні розчинників можна визначати як досвідним шляхом, так і теоретично, розраховуючи їх за формулою:
RТз2
Ез = -------------------
1000 l пл
де R – універсальна газова постійна, Тз – абсолютна температура замерзання розчинника, lпл- питома теплота плавлення розчинника.
Виміривши температуру замерзання розчину, можна визначити молярну масу розчиненої речовини або концентрацію розчину. Цей метод називається методом кріоскопії.
Молярна маса визначається за формулою:
q
М = Ез --------
DТз
де q – маса розчиненої речовини в грамах.
Звичайно беруть не 1000 г розчинника, а менше – G, и за формулою обчислюють М.
Ез * m * 1000
М = --------------------------- G*DТз
Коли розчинена речовина – електроліт, то в формулу вводять ізотонічний коефіцієнт:
Ез *i * m * 1000
М = ------------------------- G*DТз
Кріоскопично знаходять ступінь дисоціації слабких електролітів -i, а потім a.
Температура замерзання може служити показником чистоти речовини. Коли температура замерзання менше табличної, в ньому є доміси.
Аналогічно температура кипіння розчину вища, ніж температура кипіння чистого розчинника:
Тк. р-ра > Тк. р-ля; Т к. р-ра – Тк. р-ля = DТк
DТк називають абсолютним підвищенням температури кипіння розчину.
DТк = Ек*С
де Ек – коефіцієнт пропорційності, С – моляльна концентрація розчину. Величину Ек називають ебуліоскопічною постійною, або молярним підвищенням температури кипіння. Її розраховують за формулою:
RТк 2
Ек = -------------------
1000 l исп
де l исп – схована теплота паротворення розчинника.
Метод визначення молярної маси речовини за підвищенням температури кипіння називається ебулиоскопічним, або ебуліоскопією.
При цьому користаються наступними вираженнями:
Ез * m * 1000
М=---------------------- для неелектролітів G*DТз
Ез *i * m * 1000
М = ------------------------- для електролітів G*DТз
Методика проведення аналогічна кріоскопічній, однак при ебуліоскопічних дослідженнях слід більш ретельно дотримувати герметичності устаткування у зв’язку з тем, що роботи проводяться при температурі кипіння.
Здатність розчинених речовин знижувати температуру замерзання застосовується для антифризів – це водні розчини деяких неорганічних і органічних речовин, незамерзаючих при низькій температурі.
ЗАКОН РАУЛЯ
Дослідним шляхом встановлено, що тиск пари розчинника над розчином нелетучих або малолетучих речовин завжди нижче тиску пари розчинника над розчином:
РАо >РА; РАо - РА = DР
де РАо – тиск пари над чистим розчинником при даній температурі, РА – тиск пари розчинника над розчином нелетучих речовин при тій самій температурі, DР – абсолютне зниження тиску пари розчинника над розчином.
Зниження тиску пари розчинника над розчином є результатом зменшення загальної концентрації молекул розчинника в поверхневому шарі розчину. Зменшенню тиску пари над розчином сприяє процес сольватації. Величина
DР РАо - РА
----------- = -------------------
РАо РАо
називається відносним зниженням тиску пари розчинника над розчином, або депресією пари.
Французький фізик Рауль встановив закон, що одержав назву Закон Рауля: відносне зниження тиску пари розчинника над розчином дорівнює мольній частці розчиненої речовини в розчині:
РАо - РА nb
------------------- = ----------------
РАо na + nb
де nb – число молей розчиненої речовини, na – число молей розчинника. Ці величини не залежать від природи розчинника і розчиненої речовини, а залежать від концентрації розчину.
Для сильно розведених розчинів закон має вигляд:
РАо - РА nb
------------------- = ----------------
РАо na
Якщо використовується розчин електроліту, вираження приймає вигляд:
РАо - РА i nb
------------------- = ----------------
РАо na
Розчини, що підкоряються закону Рауля, називаються ідеальними.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|