Концентрация растворов. Закон Рауля

1.

Растворы
Раствором можно назвать многокомпонентную, гомогенную,
термодинамически равновесную систему, образованную за счет всех
возможных сил взаимодействия (вандерваальсовских, водородных,
химических) между всеми составляющими ее частицами.

2.

Взаимодействия
Водородная связь
Химические
Донорно-акцепторные
Ван-дер-ваальсовы
Гидрофобные

3. Концентрация растворов

1. Массовые доли (проценты)
ma
W
mp p
ma
W%
100
mp p
2. Объемные доли (проценты)
Va
Y
Vp p
Va
Y%
100
Vp p
3. Мольные доли (проценты)
na
X
np p
na
X%
100
np p

4.

4. Молярная концентрация – количество моль
растворенного вещества в 1 литре раствора (моль/л)
na
c
Vp p
5. Нормальная концентрация – количество мольэквивалента растворенного вещества в 1 литре раствора
(моль-экв./л)
6. Моляльная концентрация – количество моль
растворенного вещества в 1 килограмме растворителя (моль/кг)
ni
bi
m

5.

Растворение твердых веществ
Н раств Н субл Н сольв
Растворение кристаллических веществ
Н раств Н кр. реш. Н сольв
Растворение жидких веществ
Н раств Н пар Н сольв
Растворение газообразных веществ
Н раств Н сольв

6. Идеальные растворы. Закон Рауля.

При любой заданной температуре парциальное давление насыщенного
пара компонента раствора прямо пропорционально его мольной доле в
растворе, причем коэффициент пропорциональности равен давлению
насыщенного пара над чистым компонентом.
PA PA0 x A
PB PB0 x B
Относительное понижение давления пара растворителя над раствором
равно мольной доле растворенного вещества и не зависит от природы
растворенного вещества
молярные доли компонентов в паре (yА, уВ), в соответствии с законом Дальтона,
будут равны:

7.

8. Реальные растворы. Отклонения от закона Рауля.

ai i ·xi
положительные
отрицательные

9.

Положительные отклонения

10.

Отрицательные отклонения

11.

Диаграммы состояния жидкость-пар для
бинарных систем

12.

Законы Коновалова. Азеотропные смеси

13.

Простая перегонка жидких смесей

14.

Фракционная перегонка
Т
b'
c'
d'
Т3
Т2
a'
А
a 1 b 2 c
Т4
Т1
3 d
В

15.

Ректификация

16.

Перегонка двойных жидких растворов 2-го типа
Т
Т
С
а)
0
ТА
2
пар
1
б)
пар
1
3
0
ТА
2
3
1
4
2
3
0
2
ТВ
1
жидкость
0
жидкость
А
а
ТВ
С
С'
b В
А
С'
В

17.

Ограниченная взаимная растворимость жидкостей
Т
K
a3
a2
a1
A
a
b3
m2
b2
m1
m
b1
d c
b
B

18.

Зависимость общего и парциальных давлений от
температуры (а) и от состава (b) в системе, компоненты
которой полностью не растворимы друг в друге в жидком
состоянии

19.

Диаграммы общее давление - состав (а) и
температура кипения - состав (b) для системы
из двух взаимно нерастворимых жидкостей

20.

21.

Распределение растворенного вещества между двумя
жидкими фазами
степень n – показатель диссоциации
или ассоциации молекул

22.

Экстракция
K
Cэ
Cр
1 Cр
K
K Cэ
'
или
Vр
nn
x
n0 KVэ V р
n
nn K Vр
x
'
n0 Vэ K V р
степень n – число экстракций
'
n

23.

Растворимость твердых веществ в жидкостях
уравнение Шредера
H пл
ln xнас
2
T
RT
P
идеальный раствор
H раств
ln xнас
2
RT
T P
реальный раствор

24. Растворы газов в жидкостях. Закон Генри

Растворимость зависит от:
• Природы газа
• Природы растворителя
• Температуры
Н раств 0
растворимость
50
40
30
20
10
0
1
2
3
4
T
5
6
7

25.

•Давления
С k P
Закон Генри
P - давление газа над раствором
C - концентрация газа в растворе
эффект высаливания
уравнение Сеченова
константа
k - Генри

26. Коллигативные свойства раствора. Изменение температуры замерзания и кипения

Эбулиоскопия — метод исследования температур кипения растворов
RT02·M
Tкип Т Т 0
·b E·b
Н исп·1000
Криоскопия – метод исследования температур замерзания
(кристаллизации) растворов
RTпл2 ·М
Tзам. T0 T
·b К·b
Н пл·1000

27.

пл
Зависимость давления насыщенного пара растворителя от температуры.