3.4) Закон распределения и коэффициент распределения

В систему из дух несмешивающихся жидкостей I и II введено вещество III, концентрация которого в жидкостях с₁ и с₂. Согласно закону распределения, соотношение концентраций при Т = const есть величина постоянная, именуемая коэффициентом распределения L:

L - константа, не зависящая от количества растворённого вещества в обеих жидкостях. Она определяется природой растворителей, природой растворённого вещества и температурой.

Закон Генри - частный случай более общего закона распределения.

4) Законы ф.-м. Рауля. Эбулиоскопия и криоскопия

Согласно первому закону Рауля, давление пара растворителя над раствором пропорционально мольной доле растворителя в растворе.

Относительное понижение давления пара растворителя над раствором равно мольной доли растворённого вещества.

Это вторая формулировка 1-го закона Рауля.

Графическое изображение 1-го закона Рауля.

Если система полностью подчиняется закону Рауля, на графике будут наблюдаться прямолинейные зависимости.

Температура замерзания раствора ниже температуры замерзания растворителя, а температуры кипения - выше.

Согласно второму закону Рауля, повышение температуры кипения раствора и понижение температуры его замерзания пропорциональны моляльной концентрации раствора.

не зависит от природы растворённого вещества, а определяется природой растворителя и моляльностью, т.е. числом растворённых молекул в определённого количестве растворителя.

С помощью закона Рауля можно определять неизвестные молекулярные массы растворённых веществ. Если определяется раствора, то метод носит название эбулиоскопия, если - криосокпия.

5) Растворы электролитов

Электролиты вещества, которые в растворе или в расплаве состоят полностью или частично из ионов. Электролиты - проводники 2-го рода - с ионной проводимостью в отличие от металлов - проводников 1-го рода ( с электронной проводимостью).

Электролиты не подчиняются законам Рауля: растворы их замерзают при температурах более низких, а кипят при температурах более высоких, чем растворы неэлектролитов той же моляльной концентрации.

5.1) Электролитическая диссоциация

Согласно закону Кулона, сила f электростатического притяжения между зарядами е₁ и е₂ , находящимися на расстоянии r друг от друга в среде с диэлектрической проницаемостью E:

5.2) Сильные и слабые электролиты. Степень диссоциации и константа диссоциации. Закон разведения Оствальда.

По способности к диссоциации электролиты подразделяются на сильные и слабые.

Сильные электролиты практические полностью диссоциируют на ионы, т.е. этот процесс необратим. Процесс диссоциации слабых электролитов является обратимым. Степень диссоциации α - та доля растворённого электролита, которая распалась на ионы. Истинная степень диссоциации в растворах сильных электролитов равна 1.

X - величина, обратная удельному электросопротивлению.

λ - электропроводность такого объёма раствора, в котором содержится 1 г-экв. растворённого вещества.

λ повышается с увеличением разбавления до некоторой предельной величина, когда все молекулы распадаются на ионы (α = 1), при этом предельное значение эквивалентной электропроводимости λ_пред носит название электропроводимость при бесконечном разбавлении λ_беск.

Таким образом, . Это положение справедливо лишь для слабых электролитов.

Для сильных электролитов λ - просто отношение электропроводимостей.

Процесс диссоциации слабых электролитов обратим, например,

Константа диссоциации этого процесса в случае разбавленного электролита:

Константа диссоциации К_Д в одном и том же растворителе при постоянной температуре - величина постоянная, она свойственна данному электролиту.

Степень же диссоциации α характеризует состояние электролита в растворе только данной концентрации и меняется с изменением ее.

При повышении концентрации раствора α уменьшается.

- закон разведение Оствальда.

С разбавлением раствора степень диссоциации его увеличивается.

К сильным электролитам относятся почти все соли; большинство минеральных кислот; гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов.

Слабые электролиты: почти все органические кислоты, некоторые минеральные кислоты и т.д.

Электролиты средней силы: Н₃РО₄, Н₂С₂О₄ и др.

5.3) Состояние сильных электролитов в растворе

Каждый ион окружается как бы роем ионов - ионной атмосферой.

Для сильных электролитов введено понятие активной концентрации ионов, учитывающей все виды взаимодействия между ионами. Активность определяется как величина, подстановка которой вместо концентрации в термодинамические уравнения, действительные для идеальных систем, делает их применимыми и к реальным системам.

5.4) Произведение растворимости

Имеем сильный электролит - какую-либо трудно-растворимую соль, в насыщенном растворе её кристаллы находятся в равновесии с перешедшими в раствор ионами:

В насыщенном растворе трудно-растворимого электролиты произведение концентраций его ионов при данной температуре есть величина постоянная, называемая произведением растворимости ПР.

6) Электролитическая диссоциация. Ионное произведение воды. Водородный показатель

В чистой воде или нейтральном растворе это условие нейстральности:

Степень диссоциации воды .

Если >10^-7, среда кислая; <10^-7 - среда щелочная; при = 10^-7 - нейтральная.

6.1) Понятие об индикаторах

Индикатор - вещество, имеющее различную окраску в зависимости от концентрации ионов водорода.

Схема диссоциации индикатора-кислоты:

Схема диссоциации основания:

Лакмус и фенолфталеин являются кислотами: молекулы лакмуса окрашены в красный цвет, а его ионы Инд^- в синий; молекулы фенолфталеина - бесцветны, а ионы Инд^- имеют интенсивную малиновую окраску. Изменение окраски индикаторов связано с перестройкой молекул, точнее, с перегруппировкой атомов.

Смесь индикаторов - так называемый универсальный индикатор - позволяет находить рН в широком интервале. В полевых условиях используют полоски бумаги, пропитанные универсальным индикатором, и цветную шкалу для сравнения.