Осмос. Осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа для растворов неэлектролитов
Часть I. Теория. Общая химия
Растворы и их значение в процессах жизнедеятельности
1. Коллигативные свойства разбавленных растворов неэлектролитов. Закон Рауля: формулировки, расчетные формулы.
Неэлектролиты — вещества, водные растворы и расплавы которых не проводят электрический ток, так как их молекулы не диссоциируют на ионы. К неэлектролитам относятся спирты, углеводы и т.д. Вразбавленном растворе неэлектролита число частиц совпадает с числом молекул. При этом молекулы растворенного вещества практически не взаимодействуют друг с другом из-за большого расстояния между ними. Поведение этих молекул в растворе аналогично поведению молекул идеального газа.Разбавленные растворы неэлектролитов, как идеальных разбавленных растворов обладают рядом свойств ( коллигативные свойства), количественное выражение которых зависит только от числа находящихся в растворе частиц растворенного вещества и от количества растворителя.
К коллигативным свойствам растворов относят:
1) понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором,
2) понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов по сравнению с температурами замерзания и кипения чистых растворителей.
3) осмотическое давление.
Закон Рауляописывает зависимость между давлением насыщенного пара растворителя над раствором и концентрацией растворенного вещества.Насыщеннымназывают пар, находящийся в равновесии с жидкостью. Давление такого пара над чистым растворителем (p0) называют давлением или упругостью насыщенного пара чистого растворителя.
|
|
|
В 1886 (1887) году Ф. М. Рауль сформулировал закон:
относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором нелетучего вещества равно его молярной доле:
, где
Ро – давление насыщенного пара растворителя над растворителем, Р – давление насыщенного пара растворителя над раствором, N – молярная доля растворенного вещества, n – количество растворенного вещества,nо – количество вещества растворителя
2. Следствие из закона Рауля: понижение температуры замерзания растворов, повышение температуры кипения растворов.
Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов по сравнению с таковыми для чистого растворителя пропорциональны моляльной концентрации растворенного вещества:
,
где Δtкип – повышение температуры кипения раствора, °С;
Δtзам – понижение температуры замерзания раствора, °С;
Кэ – эбуллиоскопическая константы растворителя, (кг×°С)/моль; Кэ (Н2О) = 0,52 кг∙К∙моль-1
Кк – криоскопическая константы растворителя, (кг×°С)/моль; Кк (Н2О) = 1,86 кг∙К∙моль-1
|
|
|
b – моляльная концентрация, моль/кг;
ν(раств. в-ва) – количество растворенного вещества, моль;
m(р-ля) – масса растворителя, кг;
m(раств. в-ва) – масса растворенного вещества, г;
М(раств. в-ва) – молярная масса растворенного вещества, г/моль.
Зная температуры кипения и замерзания чистых растворителей и Δt можно рассчитать температуры кипения и замерзания растворов:
tкип.(р-ра) = tкип.(р-ля) + Δtкип. tзам.(р-ра) = tзам.(р-ля) – Δtзам.
Осмос. Осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа для растворов неэлектролитов.
Осмосом называется одностороннее проникновение молекул растворителя (диффузия) через полупроницаемую мембрану из растворителя в раствор или из раствора с меньшей концентрацией в раствор с большей концентрацией. осмос – самопроизвольный процесс.
Пример: Если в закрытый стеклянный сосуд поместить стакан с чистым растворителем и стакан с раствором какого-либо нелетучего вещества (уровни жидкостей в сосудах одинаковы), то через некоторое время уровень жидкости в первом стакане понизится, а уровень раствора во втором стакане повысится. В этом случае происходит переход растворителя из первого стакана во второй стакан, что обусловлено (по закону Рауля) более низким давлением пара рас–творителя над раствором, чем над чистым раствори–телем. При этом воздушное пространство между растворителем и раствором выполняет роль полупроницаемой мембраны.
|
|
|
Осмотическое давление – сила, обуславливающая осмос. Оно равно внешнему давлению, при котором осмос видимо прекращается.
Закон Вант-Гоффа. Осмотическое давление раствора равно газовому давлению, которое производило бы растворенное вещество, находясь в газообразном состоянии и занимая объем, равный объему раствора. Осмотическое давление раствора прямо пропорционально молярной концентрации растворенного вещества.
,
где Росм – осмотическое давление, кПа;
с – молярная концентрация растворенного вещества, моль/л;
R – универсальная газовая постоянная, 8,314 Дж/(моль×К);
Т – абсолютная температура, К;
V(р-ра) – объем раствора, л.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 16178; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!