Вопрос 37.

Процесс растворения твердого вещества обусловлен разрывом межмолекулярных и внутримолекулярных его связей, что требует затраты энергии.

Суммарное изменение энергии в процессе растворения твердого вещества или изменение энтальпии растворения можно представить в виде алгебраической суммы изменений энтальпий для трех стадий: ∆Н_р-ния = (∆Н_к+∆Н_р)+ ∆Н_с – уравнение Фаянса.

Если |∆Н_к+∆Н_р|>|∆H_c|, то растворение будет происходить с поглощением энергии(∆Н>0) и, наоборот.

При растворении твердых веществ ∆S увеличивается, что вызвано переходом частиц растворяемого вещества из упорядоченного состояния в хаотическое. Чем больше ∆S тем больше растворимость.

Массовая доля – отношение массы растворенного вещества, к массе раствора. ω=m_р.в./m_р-ра

Молярная концентрация - отношение количества растворенного вещества к объему раствора. Так, означает раствор, в каждом литре которого содержится 2 моля серной кислоты, т. е. моль/л.

С_м=n_р.в./V_р-ра [моль/л]

Молярная концентрация эквивалента - отношение количества растворенного вещества эквивалента к объему раствора.

С_э=n_э/ V_р-ра

Моляльная концентрация – отношение количества растворенного вещества к массе растворителя [моль/кг]

С_m=n_р.в./m_р-ля

Мольная доля - отношение количества растворенного вещества (или растворителя) к сумме количеств всех веществ, составляющих раствор.

Х=n_р.в./n_р.в.+n_р-ля

Вопрос 38.

Диффузия – свойство вещества равномерно распределяться по всему предоставленному ему объему.

Осмотическое давление (обозначается π) — избыточное гидростатическое давление на раствор, отделённый от чистого растворителя полупроницаемой мембраной, при котором прекращается диффузия растворителя через мембрану. Это давление стремится уравнять концентрации обоих растворов вследствие встречной диффузии молекул растворённого вещества и растворителя.

Закон Вант-Гоффа: осмотическое давление разбавленных идеальных растворов численно равно тому давлению, которое оказывало бы растворенное вещество, если бы при данной температуре оно в виде газа занимало объем раствора. Р_осм.=С_МRT

Также свойством для всех жидких растворов является понижение давления насыщенного пара компонентов по сравнению с соответствующими характеристиками чистых веществ.

Закон Рауля: при постоянной температуре давление насыщенного пара компонента идеального раствора пропорционально его мольной доле (N) в растворе: Р=Р₀N_р-ля, где Р – давление насыщенного пара растворителя над раствором. Р₀ – давление насыщенного пара растворителя над чистым растворителем. N_р-ля=n_р-ля/(n_р-ля+n_р.в.)

Эбулиоскопический метод заключается в определении того давления, при котором в процессе повышения вакуума исследуемый раствор закипает при заданной температуре

Эбулиоскопическим методом определяют также молекулярные массы растворенных веществ. Однако им можно пользоваться только в том случае, если растворенное вещество нелетучее и растворитель не распадается при температуре кипения раствора. [3]

Достоинство эбулиоскопического метода определения молекулярной массы заключается в том, что при этом удается определить число всех молекул высокомолекулярного вещества, включая наиболее низкомолекулярные фракции.

При эбулиоскопическом методе измерение повышения точки кипения дифференциально; применялся один кипятильник, содержавший только чистый растворитель, и второй кипятильник, содержавший; раствор известного состава. При такого рода измерениях надо иметь уверенность в том, что обе точки кипения определяются при одном и том же дпвлении и что состав жидкого раствора во втором кипятильнике вычислен правильно. Здесь имеется в виду, что если состав определяется на основании первоначально приготовленного жидкого раствора, загруженного в кипятильник, должна вводиться соответствующая поправка на некоторое-уменьшение количества растворителя в жидкси фазе, которое в результате испарения переходит в газовую фазу в пространстве над жидкостью до холодильника и которое в виде жидкости смачивает стенки парового пространства. [8]

Криоскопический метод определения молекулярной массы какого-либо вещества основан на понижении температуры замерзания раствора этого вещества по сравнению с температурой замерзания чистого растворителя. В качестве растворителя легких фракций нефти обычно употребляют бензол, а более высокомолекулярных фракций - нафталин, камфару.

Приборы Бекмана для определения молекулярного веса растворенных веществ.| Понижение температуры плавления растворов.

Криоскопический метод определения молекулярного веса широко применяется в обычной химической практике, особенно в органической химии.

Криоскопический метод определения молекулярной массы, однако, не свободен от погрешностей, и в ряде случаев пользоваться им не рекомендуется. Во-первых, в основу этого метода положен закон Рауля, применимый лишь к разбавленным растворам; поэтому с повышением концентрации исследуемого вещества в растворителе наблюдается отклонение от действия этого закона. Кроме того, в применяемых растворителях многие вещества, например ароматические УВ, соединения кислого характера, проявляют склонность к ассоциации, которая тем сильнее, чем выше концентрация раствора. На практике, однако, работа с очень разбавленными растворами влечет за собой другую ошибку, так как при небольших навесках получаемая депрессия слишком мала и возможны ошибки при отсчете.

Криоскопический метод определения выхода продукта реакции [2] состоит из ряда последовательных операций.

Криоскопический метод определения молекулярных весов нефтяных смол и асфальтенов, при правильном выборе растворителя, температуры и концентрационных пределов растворов, позволяет получать устойчивые и хорошо воспроизводимые результаты.

Описан криоскопический метод определения количества примеси, температур кристаллизации и криоскопических констант органических веществ. В первом варианте метода величина образца составляет 1 г, точность регистрации температуры 0 05; исследованные этим методом вещества содержат 1 - 3 мол. Во втором варианте величина образца также составляет 1 г, но точность регистрации температуры 0 01; этим методом исследовались более чистые вещества, содержащие меньше 1 мол. В третьем варианте ( микроварианте) вес образца - сотые или десятые доли грамма, точность регистрации температуры 0 05 и точность определения количества примеси 0 05 мол.

Разработан видоизмененный криоскопический метод определения содержания индивидуальных компонентов в сложных смесях.

Основой криоскопического метода определения молекулярной массы полимера является закон Рауля.