Коллигативные свойства растворов

                                                                                                             

Назад в СПРАВОЧНИК

 

Коллигативные свойства – это свойства растворов, зависящие от числа частиц растворенного вещества. 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.

 1 закон Рауля. Давление насыщенного пара растворителя над раствором пропорционально мольной доле растворителя.

 

,

 

 

где Р – давления насыщенного пара растворителя над раствором, Па;

Р0 – давления насыщенного пара над растворителем, Па;

c(р-ля) – мольная доля растворителя;

n(раств. в-ва) – количество растворенного вещества, моль;

n(р-ля) – количество вещества растворителя, моль.

 

Иногда закон Рауля определяют следующим образом. Относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором равно мольной доле растворенного вещества.

 

    или     ,

 

 

где c(раств. в-ва) – мольная доля растворенного вещества.

 

 

2 закон Рауля. Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов по сравнению с таковыми для чистого растворителя пропорциональны моляльной концентрации растворенного вещества:

 

 

,

 

 

где Dtкип – повышение температуры кипения раствора, °С;

Dtзам – понижение температуры замерзания раствора, °С;

Кэ – эбуллиоскопическая константы растворителя, (кг×°С)/моль;

Кк – криоскопическая константы растворителя, (кг×°С)/моль;

b – моляльная концентрация, моль/кг;

n(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 Dt можно рассчитать температуры кипения и замерзания растворов:

 

tкип.(р-ра) = tкип.(р-ля) + Dtкип.        tзам.(р-ра) = tзам.(р-ля) – Dtзам.

 

 

Закон Вант-Гоффа. Осмотическое давление раствора равно газовому давлению, которое производило бы растворенное вещество, находясь в газообразном состоянии и занимая объем, равный объему раствора.

 

,

 

 

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.

 

Осмос – односторонняя диффузия вещества через полупроницаемую мембрану.

Осмотическое давление – сила, обуславливающая осмос. Оно равно внешнему давлению, при котором осмос видимо прекращается.

 

Указанные законы справедливы для разбавленных растворов неэлектролитов. Их можно применять и к растворам электролитов, но в этом случае необходимо вводить изотонический коэффициент Вант-Гоффа (i). Это поправочный коэффициент, который учитывает увеличение числа частиц в растворе электролита из-за диссоциации на ионы.

 

              

 

Значение изотонического коэффициента Вант-Гоффа рассчитывают как частное от деления экспериментальных и теоретических значений осмотического давления, изменения температур кипения и замерзания растворов и понижения давления растворителя над раствором:

 

 

 

Пример 1. Вычислите температуру кристаллизации раствора мочевины, содержащего 5 г мочевины CH4N2O в 200 г воды. Криоскопическая константа воды равна 1,86 (кг×°С)/моль.

Решение.

 

 

tзам(р-ра) = tзам(р-ля) – Dtзам = 0°С – 0,42°С = –0,42°С.

 

Пример 2. Вычислите температуру замерзания раствора, если он содержит 18,06×1022 молекул неэлектролита и 1000 мл воды. Криоскопическая константа воды равна 1,86 (кг×°С)/моль.

Решение.

m(H2O) = V(H2O) × r(H2O) = 1000 мл × 1 г/мл = 1000 г = 1 кг

 

 

 

tзам(р-ра) = tзам(р-ля) – Dtзам = 0°С – 0,558°С = –0,558°С.

 

Пример 3. Вычислите массовую долю нафталина С10Н8 в бензольном растворе, если он кипит при температуре 81,45°С. Эбуллиоскопическая константа бензола равна 2,57 (кг×°С)/моль. Температура кипения чистого бензола 80,2°С.

Решение. Допустим, что в растворе содержится 100 г растворителя (бензола).

М10Н8) = 12 × 10 + 1 × 8 = 128 г/моль

 

Dtкип = tкип(р-ра) – tкип(р-ля) = 81,45°С – 80,2°С = 1,25°С

 

 

 

Л.А. Яковишин

Назад в СПРАВОЧНИК

Хостинг от uCoz