II. Растворы подразделяются также по степени взаимодействия растворителя и растворенного вещества

Идеальными растворами называются такие растворы, у которых сила взаимодействия между одноименными и разноименными молекулами одинакова.

А – растворенное вещество, f_A-A

В – растворитель, f_В-В

Раствор АВ f_A-A= f_В-В= f_A-В

В идеальных растворах энергия взаимодействия молекул разных компонентов одна и та же; все молекулы раствора (растворенных веществ и растворителя) обладают одинаковым силовым полем, а объемы молекул всех компонентов равны. В идеальном жидком растворе, в отличие от идеального газа, между молекулами существует взаимодействие. Одинаковая энергия взаимодействия всех молекул в растворе приводит к их равномерному распределению в объеме. Поэтому энтропия смешения компонентов идеального раствора ΔS равна энтропии смешения идеального газа ΔS_и.г..

Одинаковый объем всех молекул обуславливает неизменность объема системы при образовании идеального раствора. Тепловой эффект при этом образовании идеального раствора равен нулю. В связи с этим можно дать другое определение идеальных жидких растворов. Идеальными будут такие растворы, образование которых из компонентов, взятых в одинаковом агрегатном состоянии и в любых соотношениях, не сопровождается изменением объема и тепловым эффектом, а изменение энтропии равно изменению энтропии при смешении идеальных газов, т.е.

ΔV=0; ΔH=0; ΔS=ΔS_и.г.

Объем и энтальпия идеальных растворов аддитивны и зависят от состава раствора.

Следует иметь в виду, что идеальными могут считаться растворы, когда выполняются все вышеперечисленные условия и, кроме того, должны быть равны парциальные давления компонентов, у них должны быть одинаковая температура и одно и то же агрегатное состояние.

Идеальные растворы потому и называются идеальными, что они не существуют в действительности. Однако имеется значительное число растворов, близких по свойствам к идеальным растворам. К ним относятся разбавленные растворы.

Энергия Гиббса i -гокомпонента идеального раствора численно равна химическому потенциалу и может быть представлена следующим образом:

Когда ∆ H_i =0, химический потенциал i -гокомпонента в идеальном растворе равен:

, где

µ_i, µ_i^p – химические потенциалы i -го индивидуального компонента в растворе; N_i –мольная доля i -го компонента.

Продифференцируем данное уравнение и получим:

В связи с тем, что получаем:

Это уравнение показывает соотношение между химическим потенциалом компонентов идеального раствора и его составом, определяемым мольной долей компонентов раствора.

Рассмотрим предельно разбавленные растворы, которые часто называют просто разбавленными. Предельно разбавленными растворами называются такие растворы, у которых растворитель подчиняется законом идеальных растворов, а растворимое вещество – законам реальных растворов.

Концентрация растворенного вещества в разбавленном растворе бесконечно мала, поэтому взаимодействием между его молекулами можно пренебречь. Тогда предельно разбавленные растворы можно описать закономерностями и уравнениями, которые справедливы для идеальных растворов.

Неидеальными (реальными) растворами называются такие растворы, у которых силы взаимодействия между одноименными и разноименными молекулами различны.

Раствор АВ f_A-A ≠ f_В-В ≠ f_A-В

Реальные растворы не подчиняются закономерностям идеальных и предельно разбавленных растворов. Однако, введя вспомогательные величины, свойства неидеальных растворов тоже можно выразить через закономерности идеальных растворов.

ДАВЛЕНИЕ НАСЫЩЕННОГО ПАРА НАД РАСТВОРОМ.