Уравнение состояния идеальных газов для разбавленных растворов.

Закон Вант – Гоффа (формулировка и математическое выражение):

Осмотическое давление равно тому давлению, которое производило бы растворённое вещество, если бы оно в виде идеального газа занимало тот же объём при той же температуре.

Явление осмоса имеет огромное значение для жизнедеятель­ности животных и растительных организмов. Процессы поступления в клетки питательных и лекарственных веществ, а также вывод из клеток продуктов обмена связаны с осмосом. Действие многих лекарственных веществ связано с повышением или понижением осмотического давления. Например, действие слабительных средств основано на повышении концентрации солей в кишечнике, что вызы­вает приток воды. Для промывания ран применяют изотонический раствор NaCl концентрации 0,9 мас. долей %, так как он имеет одинаковое осмотическое давление с клеточными растворами, бла­годаря чему клетки при промывании не разрушаются.

Законы Рауля Первая форма

Парциальное давление насыщенного пара данного ( i ) компонента над раствором ( р_i ) равно давлению насыщенного пара этого компонента в чистом состоянии ( р_i^* ), умноженному на его молярную долю в растворе ( х_i ). Давление пара растворителя над раствором ( р_i ) нелетучего вещества ниже давления пара над чистым растворителем ( р_i^* ) и пропорционально мольной доле растворителя ( х_i ):

р_i = р_i^* х_i

Так как силы взаимодействия однородных и разнородных молекул одинаковы, то число молекул, переходящих в пар, уменьшится пропорционально понижению молярной доли вещества в растворе.

Первая форма закона Рауля, применимое к растворителю и растворённому веществу:

Идеальный раствор состоит из двух летучих компонентов, закон Рауля справедлив для растворителя и для растворенного вещества. Если пар обладает свойствами идеального газа, то

р_а = р_а^* х_а или р₁ = р₀ N₁ ; р_в = р_в^* х_в .

Парциальное давление пара каждого компонента над идеальным жидким раствором является линейной функцией его молярной доли в растворе. Общее давление пара над идеальным раствором равно сумме парциальных давлений отдельных компонентов.

Для бинарного раствора, по закону Дальтона,

р = р_а + р_в

После подстановки величин р_а и р_в получают:

р = р_а^* х_а + р_в^* х_в

или с учетом того, что

х_а + х_в = 1 ,

р = р_а^* ( 1– х_в ) + р_в^* х_в .

После небольших преобразований находят, что

р = р_а^* + х_в ( р_в^* – р_а^* ) .

При постоянной температуре давление пара над идеальным жидким раствором является линейной функцией концентрации раствора.

Предельно разбавленные растворы — растворы, в которых молярная доля растворенного вещества х_в < 0,005 н. , молярная доля растворителя х_а близка к единице. Силы, удерживающие молекулы растворителя в растворе, мало отли­чаются от тех же сил в чистом растворителе.

Закон Рауля, применимый к растворителю:

р = р_а^* х_а

Парциальное давление насыщенного пара растворителя над раство­ром равно давлению насыщенного пара чистого растворителя при той же температуре, умноженному на молярную долю растворителя в растворе. Неподчинение поведение рас­творенного вещества в предельно разбавленном растворе закону Рауля выражается в том, что давление насыщенного пара линейно зависит от концентрации растворенного вещества.