Коллигативные свойства растворов, их роль в повседневной жизни
Информация - Химия
Другие материалы по предмету Химия
мометра поднимается, что создает в ней гидростатическое давление, которое постепенно увеличивается. По мере увеличения гидростатического давления скорости диффузии растворителя в осмометр и из осмометра уравниваются, в результате чего наступает состояние динамического равновесия, подъем жидкости в трубке осмометра прекращается.
Гидростатическое давление, установившееся в результате осмоса, служит мерой осмотического давления.
Измерение осмотического давления при помощи осмометра не всегда возможно с достаточной точностью, так как не существует мембран, способных задерживать все частицы растворенного вещества. Измеряемое значение осмотического давления для одного и того же раствора будет, следовательно, в какой-то мере зависеть от природы мембраны.
Осмотическое давление возникает лишь на границе между раствором и растворителем (или раствором другой концентрации), если эта граница образована полупроницаемой перегородкой. Раствор, содержащийся в обыкновенном сосуде, не оказывает на его стенки никакого иного давления, кроме обычного гидростатического. Поэтому осмотическое давление надо рассматривать не как свойство растворенного вещества, или растворителя, или самого раствора, а как свойство системы из растворителя и раствора с полупроницаемой перегородкой между ними.
Закон Вант-Гоффа для осмотического давления. Осмотическое давление раствора на границе раствор - растворитель равно тому газовому давлению, которое было бы, если бы растворенное вещество находилось в газообразном состоянии и занимало бы объем раствора при той же температуре:
Росм V=nRT
где Росм - осмотическое давление в н/м2, V - объём раствора в м3
Закон Вант-Гоффа применим только к разбавленным идеальным растворам, в которых взаимодействие между молекулами растворенного вещества бесконечно мало.
Криоскопия
Температурой замерзания жидкости является такая температура, при которой давление насыщенного пара над кристаллами льда и над жидкостями одинаково. Разность температур замерзания растворителя и раствора называют понижением температуры замерзания раствора.
Понижение температуры замерзания раствора связано с понижением давления пара над раствором по сравнению с чистым растворителем. Всякая жидкость начинает замерзать при той температуре, при которой она будет иметь такое же давление пара, каково оно над ее льдом.
Давление пара растворителя над раствором становится равным давлению пара над льдом, т.е. при более низкой температуре, чем То, и температура Т3. отвечает точке замерзания данного раствора. Всегда Т3.<То и понижение температуры замерзания ?Т3. = То - Т3. растет с концентрацией
?Т3. = Е3 m,
где Е3 - криоскопическая постоянная растворителя, m - моляльная концентрация.
Криоскопическая постоянная растворителя показывает понижение температуры замерзания, которое наблюдалось бы для раствора, содержащего на 1000 г растворителя 1 моль растворенного неэлектролита.
Криоскопическая постоянная не зависит от концентрации и природы растворенного вещества, а зависит только от природы растворителя.
Способ определения молярной массы неэлектролита, основанный на понижении температуры начала кристаллизации жидкости при растворении в ней исследуемого вещества называется криоскопией.
Для Е3 найдено следующее выражение:
Е3 =
где l -удельная теплота плавления растворителя, T - абсолютная температура его замерзания.
При смешивании соли со снегом или мелко раздробленным льдом происходит образование раствора, сопровождающееся сильным охлаждением вследствие большого поглощения теплоты льдом при его плавлении и солью при ее растворении. Охлаждающие смеси имеют большое практическое применение в лабораторной технике и промышленности.
На практике применяются еще так называемые антифризы, представляющие собой водный раствор некоторых неорганических солей или спиртов. Из неорганических солей для приготовления антифризов применяют хлориды аммония, натрия, магния, кальция, а также карбонат калия (поташ).
Из спиртов чаще всего используют этиловый спирт, глицерин и этиленгликоль. В зависимости от природы и отношений масс составных частей антифриз не замерзает при температуре от -15 до -55С и ниже. Применяют антифризы для охлаждения цилиндров автомобильных, тракторных и авиационных двигателей при эксплуатации их в зимнее время, а также для заполнения противопожарных трубопроводов в не отапливаемых помещениях.
Эбуллиоскопия
Так как давление пара раствора всегда меньше давления пара растворителя, то раствор должен кипеть при более высокой температуре, чем растворитель. Для того чтобы раствор кипел, нужно достичь равенства между давлением пара над раствором и атмосферным давлением, а для этого он должен быть нагрет до более высокой температуры.
Повышение температуры кипения
?TК.=Tк.-То
увеличивается с концентрацией или
?Тк, = ЕкТ,
где ?Тк - повышение температуры кипения, Ек - эбуллиоскопическая постоянная растворителя.
Эбуллиоскопическая постоянная растворителя показывает повышение температуры кипения, которое наблюдалось бы для раствора, содержащего на 1000 г растворителя 1 моль растворенного неэлектролита.
Эбуллиоскопическая постоянная не зависит от концентрации и природы растворенного неэлектролита, а з