В. Понижение температуры замерзания

Температуры кипения и замерзания смесей. Растворимость жестких тел. Осмотическое давление. Мембранное равновесие. Перегонка летучих водянистых консистенций.

Из закона Рауля вытекают принципиальные следствия, касающиеся коллигативных параметров смесей.

Коллигативные характеристики смесей.

Коллигативными именуются такие характеристики смесей, которые зависят только от концентрации, но не от природы растворенных веществ. К ним относятся изменение температуры В. Понижение температуры замерзания кипения и замерзания, также осмотическое давление.

A. Увеличение температуры кипения

Если парообразование происходит не только лишь со свободной поверхности воды, да и снутри ее, то этот процесс именуют кипением. Незапятнанный растворитель либо раствор начинает кипеть при таковой температуре, при которой давление пара растворителя над незапятнанным растворителем либо веществом равно наружному В. Понижение температуры замерзания давлению.

Как видно из рис. 25.1, температура кипения безупречного раствора тем выше температуры кипения незапятнанного растворителя, чем больше его концентрация: при то=0<т1<т2, и как следует,

Рис. 25.1. Зависимость давления насыщенного пара растворителя над незапятнанным растворителем (m0) и над смесями (m1 и m2) от температуры.

Для смесей неэлектролитов это увеличение В. Понижение температуры замерзания температуры кипения пропорционально моляльной концентрации раствора т (моль/1 кг растворителя):

ΔTкип. = Em, (25.1)

где Е- эбулиоскопическая неизменная растворителя, не зависящая от природы растворенного вещества. Для воды , для бензола .

Для смесей электролитов это уравнение воспринимает вид

ΔТкип=Еim, (25.2)

где i – изотонический коэффициент Вант-Гоффа, показывающий, во сколько раз возросло (уменьшилось) число частиц растворенного вещества В. Понижение температуры замерзания вследствие диссоциации (ассоциации) его частиц.

Для смесей сильных электролитов на теоретическом уровне изотонический коэффициент должен быть равен числу частиц, на которые распадается молекула при диссоциации (i = ν). Но получаемая в итоге опыта величина обычно меньше ν. Предпосылкой этого является электростатическое взаимодействие меж ионами в растворе сильного электролита. Степень такового В. Понижение температуры замерзания взаимодействия характеризуется осмотическим коэффициентом g = i/v<1. Для нескончаемо разбавленных смесей i=v и g=1.

Исходя из уравнения (25.2), можно после ряда преобразований выразить эбулиоскопическую постоянную через удельную теплоту испарения незапятнанного растворителя Δhисп.,0 и его температуру кипения Tкип.,0:

. (25.3)

В. Снижение температуры замерзания

Вторым коллигативным свойством смесей является снижение температуры замерзания.

Кристаллы В. Понижение температуры замерзания растворителя будут находиться в равновесии с веществом только тогда, когда давления насыщенного пара растворителя над кристаллами и над веществом схожи, т. е. когда кривая давления пара над кристаллами (кривая А0В на рис. 25.1 имеет общую точку с соответственной кривой испарения (точка A0для незапятнанного растворителя, точки А1иА2для смесей m В. Понижение температуры замерзания1 и m2соответственно).

Как видно из рис. 25.1, температура замерзания раствора ниже температуры замерзания незапятнанного растворителя. Снижение температуры замерзания пропорционально моляльной концентрации раствора m. Оно выражается для смесей неэлектролитов уравнением

ΔТзам. = Кзам.m,(25.4)

а для смесей электролитов уравнением

ΔТзам..= Кзам.im(25.5)

В этих уравнениях Кзам - криоскопическая неизменная растворителя, не зависящая от природы растворенного В. Понижение температуры замерзания вещества. Для воды Кзам. = 1,86, для бензола Кзам. = 5,07, для циклогексана Кзам. = 20 . Криоскопическая неизменная выражается через удельную теплоту плавления незапятнанного растворителя (Δhпл.,0) и его температуру замерзания (Тзам.,0) уравнением

(25.6)

На уравнении (25.6) основан криоскопический способ определения молярных масс нелетучих соединений.

Если при изготовлении раствора весовым способом массы растворенного вещества и растворителя (г В. Понижение температуры замерзания) составляли g1 и g2, а молярная масса растворенного нелетучего вещества равна М2, то g2/M2 - число молей растворенного вещества на gi г растворителя. Число молей на 1000 г растворителя, т. е. моляльность раствора, можно высчитать по формуле

.

Подставив это выражение в уравнение (9.19) и решив его относительно М2, можно получить формулу для расчета молярной В. Понижение температуры замерзания массы растворенного вещества по снижению температуры замерзания раствора

. (25.7)

Молярную массу растворенного вещества можно найти и эбулиоскопическим способом:

. (25.8)

но он употребляется пореже, чем криоскопический, потому что наименее точен из-за вероятного перегрева при кипении воды и из-за наименьшей величины Е (и ΔТкип.) по сопоставлению с Кзам.(и ΔТзам.).


v-perepisku-s-avtorami-otklonennih-dokladov-orgkomitet-ne-vstupaet.html
v-pereulke-riboloveckom-so-vseh-storon-voda-i-beda-gazeta-vechernij-rostov-02082012.html
v-period-imperskogo-gosudarstva-v-m-dyomin-ot-ariev-k-rusicham.html