Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
После логарифмирования и дифференцирования имеемНо , поэтому а по уравнению Клапейрона – Клаузиуса и Интегрируем в пределах от х1 = 1 до xi и TV1 до T и, полагая Δ V H1 не зависящей от температуры, имеем или Обозначим Т – ТV1 = Δ T – это повышение температуры кипения и, положив приближенно получим а поскольку имеем где Е – эбулиокопическая константа растворителя. Аналогично криоскопии эбулиоскопия позволяет определять мольную массу вещества, но нужно иметь в виду, что эбулиоскопические константы меньше криоскопических. 11.4. Термодинамика осмотического давления. Если растворитель и раствор разделены полупроницаемой (т.е. проницаемой только для молекул растворителя) мембраной, то в силу различия химических потенциалов растворителя в растворе и чистого растворителя через мембрану будет наблюдаться массоперенос (диффузия) растворителя в раствор. Для того, чтобы прекратить массоперенос к раствору нужно приложить некоторое добавочное давление П, которое и называется осмотическим давлением. Вант – Гофф (1885) впервые предложил для осмотического давления количественную зависимость где с2 – концентрация растворенного вещества моль/л (с2 = п2/V, n2 – число молей растворенного вещества, V- объем раствора), т.е. осмотическое давление в разбавленных растворах численно равно тому давлению, которое производило бы то же число молекул растворенного вещества, если бы оно в виде идеального газа занимало бы при данной температуре объем, равный объему раствора. (Кстати, первая Нобелевская премия по химии в 1901 году была присуждена Якобу Хенрику Вант-Гоффу за открытие законов химической динамики и осмотического давления в растворах). Но аналогия между уравнением Вант-Гоффа и уравнением состояния идеального газа случайна и не имеет существенного значения. Осмотическое давление является тем добавочным давлением, которое увеличивает химический потенциал растворителя в растворе и этим компенсирует уменьшение химического потенциала растворителя, вызванное растворением второго компонента. Такая компенсация создает возможность равновесия раствора с чистым растворителем в особых условиях наличия полупроницаемой перегородки. В отсутствие последней осмотическое давление отсутствует. Итак, условие равновесия μ1= μ01 и dμ1 = dμ01, где μ01 – химический потенциал чистого растворителяпри постоянной температуре и внешнем давлении р1, в растворе же его значение μ1 изменяется с изменением х1 и давления р2, которое складывается из внешнего и осмотического р2 = р1 + π. Ищем, как меняется осмотическое давление с изменеием концентрации х1 при р1 и Т = Const. В этих условиях , следовательно и . Имеем В предположении, что интегрируем от до концентрации отсюда а поскольку то общее уравнение осмотического давления Если раствор подчиняется закону Рауля, т.е. достаточно разбавлен, то Р/Р 01=1 – х 2, и если п 2 << n 1, в этом случае где V объем раствора, и окончательно имеем уравнение Вант-Гоффа Осмотическое давление 1 молярного раствора равно примерно 25 атм. Осмотические эффекты чрезвычайно важны в биологических системах, поскольку большинство биологических мембран – стенки кишечника, стенки клеток – полупроницаемы.Слишком большой градиент концентрации приводит к разрыву или высушиванию клетки. Очень эффективным осмотическим устройством является человеческая почка, где кровь и моча движутся навстречу друг другу с противоположных сторон ряда полупроницаемых мембран, которые позволяют большинству ионов и низкомолекулярных продуктов обмена веществ перейти из крови в мочу и далее активно перекачивают (используя биохимические процессы) некоторые ионы (нужные Na+ и Cl -) обратно в кровь. Измерение осмотического давления растворов высокополимеров очень удобно для измерения их средней мольной массы, поскольку из уравнения Вант-Гоффа следует, что где М 2 – мольная масса полимера, g 2 – его навеска, V – объем растворителя. Например, раствор 1,372 г полимера в 100 мл воды имеет осмотическое давление 10 мм водяного столба, тогда (Т = 300 К): 11.5. Коллигативные свойства растворов. Подведем общий итог для некоторых свойств растворов. Закон Рауля можно представить в виде понижение температуры замерзания раствора повышение температуры кипения раствора нелетучего вещества осмотическое давление (уравнение Вант-Гоффа) Мы видим, что эти свойства целиком определяются (для разбавленных растворов) свойствами растворителя и линейно зависят только от количества молей растворенного вещества, но не от его природы. Такие свойства, линейно зависящие от моляльности, называются коллигативными. Коллигативные свойства позволяют получить весьма значительную информацию о частицах, присутствующих в растворах, и о природе сил, действующих в жидком состоянии вещества. Достаточно указать, что кажущееся увеличение моляльности в водных электропроводящих растворах привело Аррениуса к теории электролитической диссоциации. Но не только вода может быть растворителем, но и серная кислота, Эксперименты показали, что при растворении N2O4 в чистой H2SO4 соответствует присутствию шести молей частиц на моль растворенной N2O4. Можно предположить, что протекает реакция: где все ионные частицы сольвaтированы серной кислотой. Аналогичные взаимодействия наблюдаются и для других систем, в том числе и для воды.
|