Лекция №9 Растворы неэлектролитов. Закон разбавления Оствальда. План.

1. Растворы

2. Закон разбавления Оствальда.

РАСТВОРЫ НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ - бинарные или многокомпонентные молекулярные системы, состав которых может изменяться непрерывным образом (по крайней мере, в некоторых пределах). В отличие от растворов электролитов, в растворах неэлектролитов заряженные частицы в сколько-нибудь заметных концентрациях отсутствуют. Значительное влияние на физические свойства растворов (в частности, на рассеяние света) оказывают флуктуации плотности, концентрации, ориентации молекул. Роль флуктуации концентрации особенно велика вблизи критической точки растворимости. Поскольку образование р-ра при смешении жидкостей - самопроизвольный процесс, то G_m < 0. Если раствор идеальный, а равновесный с ним пар ведет себя как идеальный газ, выполняется закон Рауля: Для бесконечно разбавленных растворов выполняются закон Рауля для растворителя и закон Генри для растворенного вещества р₂ = К_гх₂

Степень диссоциации определяется константой диссоциации и концентрацией слабого электролита в растворе.

Рассмотрим равновесные молярные концентрации исходного слабого электролита и образовавшихся катионов и анионов в состоянии химического равновесия:

Молярные концентрации веществ	MA	M+	A−
В начальный момент времени (τ0)	с0	0	0
К моменту достижения равновесия (τравн.)	[MA] = (1−α )с0	[M+] = αс0	[A−] = αс0

Отсюда:

Данное выражение было впервые выведено немецким физикохимиком В. Оствальдом (закон разбавления Оствальда). Закон разбавления показывает, что степень диссоциации данного слабого электролита зависит от его концентрации и константы диссоциации.

Последняя в данном растворителе и для данного электролита зависит только от температуры.

При очень низкой степени диссоциации (α < 1%) принимают, что (1 − α) ≅ 1. Тогда уравнение Оствальда упрощается до формулы: K_д = α² с₀. В таком приближенном виде уравнение Оствальда чаще всего и используется химиками.

Рассматривая зависимость степени диссоциации от концентрации слабого электролита (рис. 6), мы обнаруживаем, что повышение концентрации ведет к снижению степени диссоциации, а разбавление раствора, наоборот, к ее повышению.

  Рис. 6. Зависимость степени диссоциации α от концентрации слабого электролита в растворе с₀.

 При бесконечном разбавлении (когда концентрация электролита стремится к 0) степень диссоциации стремится к 1.

Контрольные вопросы

1. Чему равно при 0 °С осмотическое давление рас­твора, содержащего 1 моль глицерина в 22,4 л Н₂0:

а) 1.0М0² кПа; б) 1,01 • 10 кПа;. в) 760 мм рт. ст.?

2. Чему равно при 273 К осмотическое давление раствора, содержащего одновременно 0,25 моля спирта и 0,25 моля глюкозы в -2 л Н₂0:

а) 760 мм рт. ст.;б) 380 мм рт. ст.; в) 4256 мм рт. ст.?

3. Как соотносятся осмотические давления при 273 К, если в 250 мл воды растворено 5 г спирта С₂Н₅ОН (P1),5 г глюкозы C₆H₁₂O₆(Р₂), 5 г сахарозы С₁₂Н₂₂0₆ (Р₃): а) Р₃>Р₂>Р₁; б) Р₁>Р₂>Р₃?

4. Чему равно отношение масс формалина НСНО и глюкозыC₆H₁₂O₆, которые содержатся в равных объе­мах растворов, обладающих при данной температуре одинаковым осмотическим давлением: а) 1: 1; б) М_нсно:

M_C6H12O6?

5. Сколько молей неэлектролита должен содер­жать 1 л раствора, чтобы его осмотическое давление при 0.°С, было равно 2,27 кПа (17 мм рт. ст): а)0,001 моля; б) 0,01 моля; в). 0,1 моля?

6. Какова молярность раствора неэлектролита, если при 0°С его осмотическое давление равно 2,27 кПа; а) 0,1 моль/л; б) 0,01 моль/л; в) 0,001 моль/л?

7. При какой температуре кристаллизуется вод­ный раствор, содержащий 3-10²³ молекул неэлектролита в 250 г Н₂0: а) 273 К; б) 269,28 К, в) 271,14 К?

8. Как, соотносятся температуры, кристаллизации 0,1%-ных (по массе) растворов глюкозы (t₁-М = 180) и альбумина (t₂; М= 68000): a) t₁>t₂; б) t₁=t₂;

в) t₁<t₂?

Лекция № 10