ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Эбулиоскопический и криоскопический эффект.

Физико-химические свойства разбавленных растворов неэлектролитов.

Рассмотрим изменение термодинамических свойств раствора относительно свойств растворителя:

1. Понижение давления пара

2. Повышение температуры кипения

3. Понижение температуры замерзания

4. Осмотическое давление

Такие свойства называются коллигативными – свойства, количественное выражение которых зависит только от числа находящихся в растворе частиц растворённого вещества и от количества растворителя.

При внесении в растворитель некоторого вещества меняются термодинамические свойства не только растворяемого вещества, но и свойства растворителя. Для свойств растворителя удобно использовать понятие идеального раствора.

Идеальный раствор – раствор, образование которого не сопровождается химическим взаимодействием, изменением объёма и тепловым эффектом.

Идеальные растворы – растворы, в которых отсутствует взаимодействие между частицами (молекулами, атомами, ионами). Их образование не должно сопровождаться тепловым эффектом и изменением объёма системы. К идеальным растворам близки растворы газов. В идеальном растворе одинаковы энергии взаимодействия между частицами растворителя, между частицами растворённого вещества, между частицами раствора. Поэтому изменение концентрации компонента в растворе приводит к пропорциональному изменению его парциального давления в паре над раствором. Парциальное давление – доля давления компонента от общего давления газовой смеси: р_i / р_общ

Закон Рауля

Франц. химик Рауль первым провёл измерения, которые позволили сформулировать законы, описывающие влияние растворённого вещества (р.в.) на физико-химические свойства растворителя (р-ля).

Рассмотрим пример:

В закрытый сосуд поместили чистый растворитель (вода). В такой системе происходят 2 противоположных процесса: испарение и конденсация. В определённый момент в системе устанавливается равновесие. Т.е. число частиц, которые испаряются с поверхности в единицу времени, равно числу частиц, переходящих из газовой фазы в жидкость. Пар, который находится в равновесии с жидкостью, называется насыщенным. Давление такого пара р⁰ называется давлением насыщенного пара чистого растворителя. При данной температуре давление насыщенного пара р-ля = const, т.е. при t = const, p⁰ = const. При повышении температуры давление насыщ.пара над р-лем увеличивается в соответствии с принципом Ле-Шателье.

Как же изменится давление пара, если в летучий р-ль (спирт, вода) внести нелетучее вещество (в-во) (например, NaCl, сахароза)?

Р-ль + р.в. = раствор (р-р)

Концентрация р-ля в растворе в этом случае уменьшается, следовательно, число частиц р-ля, переходящего в газовую фазу, тоже уменьшается. Поэтому, давление насыщ.пара над раствором должно стать меньше, чем над чистым р-лем.

Вывод! Чем концентрированнее раствор, тем ниже давление пара растворителя над раствором.

В1886 г. Рауль сформулировал закон.

Первый закон Рауля:

«Относительное понижение давления насыщ. пара растворителя над раствором (р) равно мольной доле растворённого вещества»

Р⁰ – Р / Р⁰ = χ₂ (1), где

Р⁰ – давление насыщ.пара чистого растворителя над растворителем

Р – давление насыщ.пара растворителя над раствором

Χ₂ – мольная доля раств.в-ва

Χ₁ – мольная доля р-ля

Χ₁ + Χ₂ = 1

Χ = ⱱ_р.в. / ⱱ_р.в. + ⱱ_Р-ЛЯ

Растворы, поведение которых описывается 1-м законом Рауля, при всех концентрациях и температурах, являются идеальными ( и для реальных разбавленных р-ров (приближённо!)). Чем разбавленнее р- р, тем более он похож на идеальный.

Приведём выражение (1) к другому виду:

Р⁰ – Р = Χ₂ * Р⁰

Р = Р⁰ – ( Χ₂ * Р⁰ )

Р = Р⁰ ( 1 - Χ₂ )

Р = Р⁰ * Χ₁

При постоянной температуре давление пара над р-ром приблизительно равно его концентрации в р-ре.

Из закона Рауля следует, что давление пара р-ля над р-ром меньше, чем над чистым р-лем!

Эбулиоскопический и криоскопический эффект.

Эбулиоскопия – раздел, изучающий закономерности перехода в-в из жидкого состояния в газообразное при увеличении температуры. Физической причиной такого перехода является увеличение скорости движения молекул жидкости при нагревании, приводящее к её расширению в результате увеличения внутреннего давления и нарушению межмолекулярных взаимодействий. При этом возрастает доля молекул, отрывающихся от её поверхности и переходящих в газ. Наконец, при некоторой критической температуре давление в жидкости оказывается равным давлению пара над жидкостью и она переходит в состояние газа. Это температура кипения жидкости. В соответствии с 1-м законом Рауля давление пара р-ля над р-ром всегда ниже, чем над чистым р-лем. Это результат взаимодействия частиц р-ля с р.в-вом. Следовательно, чтобы достигнуть значения давления пара, соответствующего чистому р-лю, т.е. перевести р-ль в состояние газа, необходима более высокая температура, чем для чистого р-ля. Причём, как следует из 1-го закона Рауля, разность между давлением пара над р-ром и чистым р-лем прямо пропорционально количеству р.в-ва. Следовательно, с увеличением этого количества линейно должна увеличиваться и температура кипения р-ра. Это позволяет по повышению температуры кипения р-ра определить количество р.в. В этом и состоит метод эбулиоскопии, используемый для р-ров неэлектролитов.