15

ФХФ 3 октября 2011

Лекция 5 Растворы

§ 1. Основные понятия учения о растворах.

1.1. Фаза – гомогенная часть гетерогенной системы.

1.2. Система.

1.3. В термодинамике состояние системы описывается набором координат или параметров: P, T, V, G, H, S и т.д.

1.4. Они связаны между собой уравнениями, например:

(1)

G = G(T, P, n_i), G – энергия Гиббса, S – энтропия, V – объем, Р – давление, n_i – число молей i-ого компонента, _i – химический потенциал i-ого компонента.

Фаза – совокупность частей системы, которая описывается одним и тем же уравнением состояния (1).

Раствор – фаза переменного состава.

§ 2 Типы растворов.

Газ – газ

Воздух:

Н₂О + О₂ + N₂ + H₂O

Растворы

Твердое – твердое

Ge_xSi_1-x

Жидкость – газ

Н₂О СО₂

Н₂О – HCl

Жидкость – твердое

Н₂О + K₂Cr₂O₇

Жидкость – жидкость

Н₂О С₂H₅ОH

Н₂О – H₂SO₄

§ 3. Способы выражения концентраций.

3. 1. Мольная доля

n_i – число моль i-ого компонента.

3. 2. Молярная концентрация

моль/л – число моль i-ого компонента

в 1 л раствора, V-обьем раствора

3. 3. Моляльная концентрация (m_i)

моль/кг – число моль i-ого компонента

в 1 кг раствора = , G- масса растворителя.

3.4. Массовая доля w

 плотность раствора

объем раствора

= (долей или %)

§4. Термодинамика растворения.

Растворимость вещества – его способность образовывать раствор в растворителе (Н₂О).

1. А_тв = А_{раствор} ;

2. Насыщенный раствор – раствор, находящийся в равновесии с твердой фазой

Иначе говоря: насыщенный – это раствор, в котором при данных условиях (Р, Т) А не может более растворяться.

(3)

(4)

(5) = - RTlnK_c

(6) K_c = c_A = = .

Домашнее задание. Как изменяется растворимость при повышении температуры: а)если ∆Н >0; б) если ∆Н< 0

§5. Тепловой эффект растворения.

NH₄NO_{3, тв} + Н₂О  раствор охлаждается.

§ 6. Коллигативные (? ) свойства растворов неэлектролитов.

6.1. Диаграмма состояния воды h2o

Рис 1. Диаграмма состояния воды H₂O

b) AO: Температурная зависимость давления пара над льдом: P = P(T)_S+V.

c) OD: Температурная зависимость давления пара над чистой жидкой водой: P = P(T)_L+V.

d) СD - : Температурная зависимость давления пара

воды над раствором

d) O- температура плавления .

e) CO: Зависимость температуры плавления от внешнего давления.

Температура плавления T_m – температура, при которой .

6.2. Закон Рауля (1830 – 1901).

.

Относительное понижение давления пара растворителя над раствором равно мольной доле (х_В) растворенного вещества В.

   

  

П

Чистый растворитель

Раствор нелетучего вещества

ричина:

Ограничения: (а) Нелетучее растворенное вещество В.

(b) Раствор идеальный (Е_А–А = Е_В–В = Е_А–В).

(с) Концентрация с_В мала  0,05 моль/л.

d) СD - : Температурная зависимость давления пара

воды над раствором