Законы идеальных растворов. Растворы неэлектролитов и электролитов

Для количественного описания свойств растворов используют модель идеального раствора, (в котором нет химического взаимодействия между компонентами). Свойства раствора при данных условиях определяются только концентрацией растворенного вещества, а не их химическим составом. Из реальных растворов только разбавленные растворы неэлектролитов могут по своим свойствам приближаться к идеальным.

К числу таких свойств относятся:

а) понижение давления пара над раствором;

б) повышение температуры кипения раствора;

в) понижение температуры замерзания раствора;

г) осмотическое давление.

Давление насыщенного пара растворителя над раствором всегда меньше, чем над чистым растворителем.

Относительное понижение давления насыщенного пара растворителя (P_A^o) над раствором (P_A) равно молярной доле (N_B) растворенного вещества (закон Рауля):

(3)

При этом DP_A= P_A^o - P_A тем значительнее, чем выше концентрация растворенного вещества.

Растворы замерзают при температурах более низких, чем чистые растворители.

Понижение температуры замерзания DT_зам пропорционально моляльности раствора (с_m) (закон Рауля):

DТ_зам= К ^.с_m (4),

где К – криоскопическая константа (= 1,86)

Разбавленные растворы кипят при более высоких температурах, чем чистые растворители.

Повышение температуры кипения DT_кип пропорционально моляльности раствора (закон Рауля)

DТ_кип=Е ^.с_m_,(5)

где Е – эбулиоскопическая константа (Е_H_О=0,52)

Криоскопическая и эбулиоскопическая константы зависят только от природы растворителя.

Уравнения (4) и (5) используются для расчета молярных масс (М) малолетучих неэлектролитов. Если известна масса растворенного вещества m и масса растворителя m₁, то молярную массу растворенного вещества М определяют по уравнениям:

(6); (7);

Осмос – это односторонняя диффузия молекул растворителя через полупроницаемую перегородку.

Осмотическое давление (Р_осм.) – это давление, которое нужно приложить к раствору, чтобы привести его в равновесие с чистым растворителем, отделенным от него полупроницаемой перегородкой (закон Вант-Гоффа):

Р_осм= с ^. R ^. T (8),

где с – молярная концентрация раствора неэлектролита. Осмотическое давление равно силе, приходящейся на единицу площади поверхности, и заставляющей молекулы растворителя проникать через полупроницаемую перегородку.

Осмотическое давление измеряют в осмометрах (рис. 1). Оно равно давлению столба раствора высотой h. При равновесии внешнее давление уравновешивает осмотическое давление.