Контрольні питання:

1. Сформулюйте правило фаз, напишіть рівняння та вкажіть умови, при яких справедливо це рівняння.

2. Дайте визначення поняттю „фаза”, „складові частини системи”, „компонент”, „ступінь свободи рівноважної системи”.

3. Вкажіть, в яких випадках число компонентів дорівнює числу складових частин системи. Як визначається число компонентів системи в інших випадках?

4. Як поділяють рівноважні системи на основі: а) числа ступенів свободи, б) кількості компонентів?

5. Напишіть варіанти рівняння Клапейрона – Клаузіуса у інтегральній формі, яка застосовується для фазових переходів при процесах плавлення та алотропних перетвореннях, випарюванні та сублімації.

6. Вкажіть області застосування правила фаз.

Лабораторна робота № 6. Розчини неелектролітів

Мета роботи – ознайомитися із впливом концентрації розчинів неелектролітів на зниження температури їх замерзання та підвищення їх температури кипіння.

ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА

Способи вираження складу розчину

Розчином називають однорідну систему, яка складається з двох або декількох компонентів.

Стан розчину визначається температурою, тиском та складом. Кількісний склад розчину може мати вираз різними способами та в різних одиницях. Розглянемо деякі з них.

1. Масова доля ω – відношення маси компонента до загальної маси розчину: (1) де m₁, m₂…m_k – маса компонентів розчину.

2. Молярна доля Х – відношення кількості речовини (n) компонента до загальної кількості речовини: (2) Сума молярних долей усіх компонентів дорівнює одиниці:

3. Об’ємна доля φ – компонента – відношення об’єму компонента, який міститься у розчині, до загального об’єму розчину: , (3) де V₁, V₂…V_k – об’єми компонентів. Для ідеальних газів склад, який має вираз у об’ємній долі, співпадає з молярною долею. Масова, молярна та об’ємні долі компонентів речовин – відносні показники, тому їх одиниці є долі одиниці або відсотки.

4. Молярна концентрація (концентрація кількості речовини) с(Х) частин Х – відношення кількості речовини n (X), яка міститься у розчині до об’єму V розчину: (4) Одиницею молярної концентрації є моль/м³. Частіше застосовують моль/л або моль/дм³.

5. Молярна концентрація еквіваленту * - відношення кількості речовини еквіваленту до загального об’єму V розчину: (4а) або (4б) Одиницею молярної концентрації еквіваленту є моль/м³. Частіше застосовують моль/л або моль/дм³.

6. Моляльність b(X) розчину – відношення кількості речовини n (X) розчинених часток Х до маси m розчинника: (5) Одиницею моляльності є моль/кг.

Для переходу від одного способу вираження складу розчину до іншого необхідно знати молярні маси розчинників (М₁) та розчинної речовини (М₂) та у ряді випадків густина розчину (ρ). Нижче наведені формули для такого переходу, де усі величини повинні бути виражені тільки в одиницях СІ: молярні маси у кг/моль, густина у кг/м³, молярна концентрація у моль/м³ , моляльність у моль/кг, а масова та молярна долі у долях від одиниці:

(6)

(7)

(8)

(9)

Для переходу від молярної концентрації до молярної концентрації еквіваленту використовують рівняння (4б). Число еквівалентності Z для даної речовини визначається як добуток ступеню окислення металу (кислотного залишку) на число атомів металу (число кислотних залишків) у молекулі.