2.3.5. Фазовое равновесие твердое тело-жидкость. Уравнение шредера

Равновесие в системе, состоящей из раствора твердого вещества в жидком растворителе и кристаллов данного твердого вещества, описывает уравнение Шредера:

,

где – мольная доля растворенного вещества;

– теплота плавления твердого вещества;

– температура плавления чистого твердого вещества.

Уравнение справедливо для растворов, близких по свойствам к идеальным, поэтому уравнение Шредера позволяет рассчитывать растворимость только малорастворимых веществ.

2.3.6. Коллигативные свойства растворов

Коллигативными называют физико-химические свойства разбавленных растворов, не зависящие от природы растворенного вещества и определяющиеся только из концентрацией и природой растворителя.

Эбуллиоскопия

Эбуллиоскопия – явление повышения температуры кипения раствора нелетучего вещества по сравнению с температурой кипения чистого растворителя.

Основной закон эбуллиоскопии записывается:

, (8)

где – повышение температуры кипения;

– температура кипения раствора нелетучего вещества;

– температура кипения чистого растворителя;

– эбуллиоскопическая константа

, (9)

– молекулярная масса растворителя;

– теплота испарения растворителя;

– моляльная концентрация растворенного вещества.

Криоскопия

Криоскопия – явление понижения температуры замерзания раствора нелетучего вещества по сравнению с температурой замерзания чистого растворителя.

Основной закон криоскопии записывается:

, (10)

где – понижение температуры замерзания;

– температура замерзания раствора нелетучего вещества;

– температура замерзания чистого растворителя;

– криоскопическая константа

, (11)

– теплота плавления растворителя.

Методы криоскопии и эбуллиоскопии часто применяют для расчета молекулярной массы растворенного вещества.

3. Химическое равновесие

3.1. Закон действия масс. Константа химического равновесия

Допустим, что в газовой фазе протекает химическая реакция, при этом примем, что газ идеальный:

,

где , , … – исходные вещества:

, ,… – продукты реакции;

, , , – стехиометрические коэффициенты.

У словием химического равновесия является равенство

. (1)

При химическом равновесии алгебраическая сумма произведений химических потенциалов на стехиометрические коэффициенты равна нулю.

Подставив в условие равновесия выражение для химического потенциала: получим уравнение закона действующих масс:

отношение произведений равновесных парциальных давлений продуктов реакции к аналогичному произведению для исходных веществ есть величина постоянная при постоянной температуре:

, (2)

где – константа химического равновесия.

Концентрации реагирующих веществ можно выразить через молярности:

и ли мольные доли:

Константа связана с и уравнениями:

; , (3)

где – изменение числа моль в ходе реакции.