3. Растворы

3.1 Характеристика растворов

Растворы широко распространены в природе и имеют важное значение в химической технологии. С молекулярно-кинетической точки зрения раствор - гомогенная смесь, состоящая из нескольких веществ, находящихся в стадии молекулярного раздробления. С точки зрения правила фаз раствором называется двух или многокомпонентная гомогенная часть системы, состав которой может произвольно меняться в границах, определяемой растворимостью веществ. В этих определениях подчеркивается два основных признака раствора - его гомогенность и переменность состава.

Растворы отличаются от химических соединений также характером и величинами энергии связи между частицами. Химическое соединение образуется за счет мощных валентных связей (130 – 630 (кдж/моль), а раствор, главным образом, за счет гораздо более слабого межмолекулярного взаимодействия (2 - 40 кдж/моль).

В зависимости от агрегатного состояния различают следующие типы истинных растворов:

1. Г + Г (воздух)

2. Г + Ж (р-р кислорода в воде)

3. Г + Т (р-р водорода в платине)

4. Ж + Ж (р-р глицерина в воде)

5. Ж + Т (р-р канифоли в спирте)

6. Т + Т (металлические сплавы)

Важнейшей характеристикой раствора является его концентрация.

1.Массовая доля , %

g_i = _i 100

2. Объемная доля, %

_ = 100

3.Молярность, моль/л - количество молей  - того компонента на 1 литр раствора.

c_{i =} =

4.Моляльность , количество молей - того компонента в 1000 г. растворителя.

m_i = =

5.Нормальность, г-экв/л , количество г-эквивалентов на 1 литр раствора.

C_N =

6. Мольная доля - отношение числа молей данного компонента к общему числу молей всех компонентов в растворе.

N_i = =

3.2 Закон рауля

Давление пара вещества над раствором равно давлению пара чистого вещества, умноженному на его мольную долю в растворе.

 = ^п_о + RTlnP_i

 = ^ж_о + RTln_i

d = RTdlnP_i

d = RTdlnN_i

dlnP_i = dlnN_i

ln = lnN₁

P₁ = P₁⁰N₁

= N₁

1 - = 1 - N₁

P₁⁰ - = 1 - N₁

= N₂

Относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над разбавленным раствором нелетучего вещества в летучем растворителе, независимо от природы растворителя и температуры, равно мольной доле растворенного вещества.

3.3 ПОНИЖЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ЗАМЕРЗАНИЯ И ПОВЫШЕНИЕ

ТЕМПЕРАТУРЫ КИПЕНИЯ РАЗБАВЛЕННЫХ РАСТВОРОВ

Температурой замерзания чистой жидкости является та строго постоянная температура, при которой кристаллы находятся в равновесии с жидкостью, т.е. имеют такое же давление насыщенного пара, как и жидкость.

Температурой кипения чистой жидкости или раствора называется та температура, при которой давление насыщенного пара становится равным внешнему давлению.

Т_з = km

Т_з = k

k =

T_k = Em

T_k = E

E =

3.4 ОСМОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ И ЕГО ЗАКОНЫ

Раствор Растворитель

ЗАКОНЫ ОСМОТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ

1. При постоянной температуре осмотическое давление прямо пропорционально концентрации или обратно пропорционально молярному объему вещества.

2. При данной концентрации осмотическое давление пропорционально абсолютной температуре.

3. При одинаковой температуре и одинаковой концентрации разные вещества имеют одно и то же осмотическое давление.

 = RT = cRT