Свойства разбавленных растворов

Раствором называется термодинамическая система, состоящая не менее чем из двух компонентов, любая часть которой имеет одинаковый состав и химические свойства. Наиболее простым закономерностям подчиняются идеальные растворы.

Для того, чтобы законы, выведенные для идеальных растворов, можно было использовать для растворов электролитов, вводится поправочный коэффициент – изотонический коэффициент Вант – Гоффа (i), показывающий во сколько раз изменится фактическое число частиц в растворе вследствие диссоциации. Изотонический коэффициент определяется по уравнению

i =1+α(v -1) (2.1)

где α-степень диссоциации, v - фактическое число частиц, образующихся при диссоциации из одной молекулы электролита: для растворов электролитов i >1, для растворов неэлектролитов i = 1.

Свойства идеального разбавленного раствора из нелетучего вещества в летучем растворителе при постоянной температуре определяется законом Рауля: понижение давления ∆ p пара растворителя над раствором нелетучего вещества по сравнению с давлением пара над чистым растворителем р⁰ определяется уравнением:

∆ p = р⁰х_bi (2.2)

где х_b – молярная доля растворенного вещества.

Для растворов по сравнению с чистым растворителем, характерно понижение температуры замерзания

∆T_m=Km i (2.3)

и повышение температуры кипения

∆T_b=Em i (2.4),

где К и Е - криоскопическая и эбулиоскопическая постоянные, соответственно, которые определяются только природой растворителя; m - моляльная концентрация, моль/кг. Для воды К=1,86 град кг/моль; E=0,52 град кг/моль.

Осмотическое давление разбавленных растворов пропорционально молярной концентрации растворенного вещества с, моль/л:

π = RTc i (2.5)

В идеальных растворах, все эти свойства определяются только концентрацией растворенных веществ, но не зависят от их природы. Определив из опыта одно из перечисленных свойств раствора, можно рассчитать концентрацию растворенного вещества (i с) и любое из других свойств. Например, экспериментальное определение величины ∆ T_m и ∆T_b (криоскопия и эбулиоскопия) часто используются для нахождения изотонических коэффициентов растворов электролитов, осмотического давления растворов, молярных масс растворенных веществ.