Разность (р01 – р1) называется понижением давления насыщенного пара, а отношение относительным понижением давления насыщенного пара.

Следовательно, закон Рауля для бинарных растворов с нелетучим растворенным веществом можно сформулировать так: Относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором равно мольной доле растворенного вещества в растворе.

Из закона следует, что чем больше концентрация растворенного вещества, тем меньше давление насыщенного пара над таким раствором.

4.2 Температура кипения разбавленных растворов

Температура кипения чистой жидкости или раствора – температура, при которой давление насыщенного пара становится равным внешнему давлению.

Температура кипения раствора всегда выше, чем температура кипения растворителя. Повышение температуры кипения будет тем большим, чем выше концентрация раствора, и для разбавленных растворов его можно считать пропорциональным концентрации.

Пусть внешнее давление равно 760 мм рт. ст. Температуры, при которых изобара пересечет кривые ОА, ВС, DE и т. д., будут температурами кипения соо тветствующих жидкостей при этом давлении. Для растворов эти температуры являются более высокими, чем для чистого растворителя, и разность между ними

ΔΤ_кип = Τ_кип – Τ_кип⁰

будет тем большей, чем выше концентрация раствора.

Повышение температуры кипения пропорционально понижению давления насыщенного пара и, следовательно, повышение температур кипения пропорционально концентрации раствора

m₂ – моляльная концентрация раствора;

х₂ – мольная доля растворенного вещества;

∆Н_исп – теплота испарения растворителя;

М₁ – молярная масса растворителя;

К_зб – эбулиоскопическая постоянная.

Эбулиоскопическую постоянную можно вычислить по формуле:

Τ_кип⁰ – температура кипения при нормальных условиях;

М₁ – молярная масса растворителя;

ΔH_исп – теплота испарения растворителя.

Эбулиоскопия – метод изучения свойств растворов, основанный на определении температур их кипения.

0. Температура кристаллизации разбавленных растворов

Любая жидкость замерзает при той температуре, при которой давление насыщенного пара над ней становится равным давлению насыщенного пара над кристаллами.

Раствор, в отличие от чистой жидкости, не отвердевает целиком при постоянной температуре. Полная кристаллизация происходит в некотором интервале температур. Температурой начала кристаллизации раствора называют температуру, при которой в результате охлаждения раствора начинается образование кристаллов.

Опыт показывает, что разбавленный раствор замерзает при температуре более низкой, чем чистый растворитель.

П онижение температуры замерзания ΔΤ_зам - разность между температурами замерзания чистого растворителя Τ_зам⁰ и раствора:

ΔΤ_зам = Τ_зам⁰ - Τ_зам

Примем, что растворителем является вода.

Кривая ОА представляет зависимость давления насыщенного пара чистой воды от температуры, а кривые ВС, DE, FG — давления насыщенного пара над растворами различных составов (они должны расположиться, очевидно, ниже кривой ОА, так как раствор обладает меньшим давлением насыщенного пара).

Кривая ОН выражает температурную зависимость давления насыщенного пара льда. Кристаллы растворителя будут находиться в равновесии с раствором только тогда, когда давления насыщенного пара растворителя над кристаллами и над раствором одинаковы, т. е. когда кривая ОН пересечет кривую давления пара раствора данной концентрации. Температура, отвечающая этому условию, должна быть более низкой, чем температура замерзания чистого растворителя.

Понижение температуры замерзания пропорционально понижению давления пара и, следовательно, понижение температуры замерзания пропорционально концентрации растворенного вещества в растворе:

m – моляльность раствора;

К_з – криоскопическая постоянная.

Криоскопическую постоянную можно вычислить по формуле:

Τ_пл⁰ – температура кристаллизации растворителя;

М₁ – молярная масса растворителя;

ΔH_пл – теплота плавления растворителя.

Криоскопия - метод изучения свойств растворов, основанный на определении температур кристаллизации.