1 дәріс Тақырыбы: Ерітінділер түсінігі. Жоспары: Кіріспе
Дәріс. Ерітіндінің үстіндегі бу қысымы
жүктеу/скачать 1,68 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Тепе-теңдіктегі бу қаныққан бу деп аталады.
- Булану эндотермиялық процесс.
- Раульдің бірінші заңы
- «Ерітіндінің үстіндегі еріткіштің қаныққан бу қысымының салыстырмалы төмендеуі ерітіндідегі еріген заттың молярлық үлесіне тең болады».
| 4 Дәріс. Ерітіндінің үстіндегі бу қысымы.
Ерітінділердің қайнау және қату температурасы Жоспары: 1.Ерітіндегі еріткіштің бу қысымының азаюы. 2.Раульдің бірінші заңы.Одан ауытқулар. 3.Раульдың бірінші заңынан ауытқулар және оның себептері. Кез келген сұйықтықтың үстінде сол сұйықтықпен тепе-теңдік күйдегі бу болады. Жабық ыдыстағы судың молекулалары үздіксіз қозғалыста болады. Қарама-қарсы екі үдеріс – булану және конденсация үдерістері жүріп жатады. Белгілі бір мезетте булану және конденсация үдерістерінің жылдамдықтары өзара теңеседі. Сұйық өзінің буымен тепе-теңдікке келеді. Тепе-теңдіктегі бу қаныққан бу деп аталады. Қаныққан будың сұйықтық үстіне түсіретін қысымының шамасы қаныққан бу қысымы деп аталады. Белгілі бір температурада сұйықтықтардың қаныққан бу қысымы тұрақты шама болып табылады. Мысалы, 293 К температурада су – 2,319·10 3Па, спирт – 5,852·103Па, диэтил эфирі – 5,8928·104Па. Булану эндотермиялық процесс. Сондықтан температураны көтергенде қаныққан бу қысымы артады. Егер де белгілі бір сұйықтыққа басқа бір затты ерітсек, онда сол сұйықтықтың қаныққан буының қысымы азаяды. Себебі еріткіш пен еріген зат молекулалары арасында Вандер-вальс күштері орнап, сонымен бірге еріткіштің көлем бірлігіндегі концентрациясы кемиді.Нәтижесінде уақыт бірлігі ішінде ерітіндінің бетіне ұшып шығатын молекулалардың саны азаяды. Эксперимент нәтижелерін қорытындылай келе француз физигі Рауль 1887 жылы Раульдің бірінші заңы деп аталатын заңдылықты ашты. P=P0 n0/n +n0 (1) Р-ерітіндінің қаныққан бу қысымы Р0— таза ерітіндінің қаныққан бу қысымы n0— еріткіштің моль саны n- еріген заттың моль саны. Яғни ерітіндінің қаныққан бу қысымы таза еріткіштің қаныққан бу қысымының еріткіштің ерітіндідегі мольдік үлесін көбейткенге тең. теңдеудің екінші бөлігінде Р0-ге бөліп еріткіштің молярлық үлесін еріген заттың молярлық үлесімен алмастырайық. n/n+n0 +n/ n + n0=11-P/P0 =n/n + n0 Бұдан Р0-Р/ Р0 = n / n + n0 (2) (2) Теңдеу Раульдің бірінші заңының тұжырымдамасы болып табылады. «Ерітіндінің үстіндегі еріткіштің қаныққан бу қысымының салыстырмалы төмендеуі ерітіндідегі еріген заттың молярлық үлесіне тең болады». Өте күшті сұйылтылған ерітінділерде n- нің мәні nо-мен салыстырғанда өте аз болғандықтан, n-нің мәнін есепке алмасада болады. Сонда сұйылтылған ерітінділер үшін Рауль заңы мынадай түрде жазылады. P0 – P /P0 = n/n0 Белгілі бір ерітінді үшін қаныққан бу қысымының төмендеуі еріткіш пен еріген заттың табиғатына және температураға байланысты болмайды, тек ерітіндінің концентрациясына байланысты болады. Рауль заңына қатал бағынатын ерітінділер идеал ерітінділер деп аталады. Ерітінділер сұйытылған болған сайын Рауль заңынан ауытқиды. Сонымен бірге кейбір қышқыл, негіз тұздардың концентрциялы ерітінділерінде Рауль заңынан оң және теріс ауытқулар болады.Раульдың бірінші заңы негізінде еріген заттың молекулярлық массасын есептеп табуға болады. Р0-Р/ Р0 = n / n + n0 = ? Демек, m=M w/W··P/P0-P(3) Мұндағы P0-таза еріткіштің қаныққан бу қысымы, Р-ерітіндінің бу қысымы, w-еріген заттың массасы, W-еріткіштің массасы, М- еріткіштің молекулалық массасы. 2.Ерітінділердің қайнау және қату температурасы. Әрбір таза заттың өзіне тән белгілі қату және қайнау температуралары болады. Сұйықтың қату температурасы дегеніміз - оның сұйық және қатты күйлерінде бетіндегі буының қысымдары біріне –бірі тең болатын температура. 0 0С-та мұз бен сұйық судың бетіндегі буының қысымы тең болады (0,6 кПа). Сондықтан 0 0С таза судың қату температурасы. 0 0С-та ерітіндінің бетіндегі буының қысымы 0,6 кПа-дан кем болады, сондықтан мұз бен су ерітіндісінің бірге болуы 0 0С-тан төменірек температурады болады. Демек, ерітіндінің қату температурасы таза ерітіндісімен төмен болады. Физика пәнінен белгілі, қайнау дегеніміз - сұйық зат бетіндегі оның қаныққан буының қоршаған орта қысымымен теңделуінен туындайтын құбылыс. Міне сондықтан сұйықтарды қайнату үшін сыртқы энергия көзінен жылу бере отырып, оның қаныққан бу шамасын сыртқы қоршаған орта қысымына теңелдіреді. Ол төмендегіше өрнектеледі: t = Kэ т мұндағы; t- температура өзгерісі, Kэ- эбулиоскопиялық константа, т- ерітінді молялдығы. Сұйықтық қайнау температурасы – ол сұйық бетіндегі буының қысымы сыртқы атмосфералық Р теңесетін температура. Суды алсақ ол 100 0С оның буының қысымы 101,3 кПа, сондықтан 1 атм қысымда су 100 0С-та қайнайды. Суда бір затты еріткенде, бу қысымы кемиді. Соның салдарынан 100 0С ерітіндінің бетіндегі бу қысымы 101,3 кПа –ден кем болады. Оны атмосфералық қысымға жеткізу үшін ерітіндіні 100 0С-тан жоғары қыздыру керек. Сондықьар ерітіндінің қайнау температурасы ерігіштігінен жоғары болады. Демек, еріген зат ерітіндінің қату температурасын төмендетіп, қайнау температурасын жоғарылатады. 1887 жылы Рауль келесідей заң ашты: 1. Қату темрпературасының төмендеуі, еріткіштің сол салмақ мөлшерінде еріген заттың мөлшеріне пропорционал. 2. түрлі заттардың эквимоекулалық мөлшерлері бір еріткіштің бірдей етіп алынған мөлшерлерінде ерітілген болса, ол ерітінділердің қату температурасы бірдей градус санына төмендейді. Бір моль заттың 1000 г еріткіште еріткендегі температурасының төмендеуі әрбір еріткіштің өзіне тән тұрақты шама. Оны еріткіштің криоскопиялық константасы дейді. Рауль заңы математикалық тілде келесідей жазылады: t = K СМ мұнда: t- қату температурасының төмендеуі; К- криоскопиялық константа; СМ- 1000 г еріткіште еріген заттың моль саны; СМ- заттың граммен алынған массасын молекулалық массасына бөлгенге тең СМ =m/M Сонда, t=K m/M осы формуладан заттың мольдік массасын анықтуға болады. И=K m/t Ерітіндінің қайнау температурасының көтерілуі жөнінде Рауль осындай заңнан тапқан. Бір моль зат 1000 г еріткіш ерігендегі қайнау температурасының көтерілуі еріткіштің эбулиоскопиялық константасы дейді. Оны Е деп белгілейді. Tқайн = E CM Есу=0,52 Ксу = 1,86 жүктеу/скачать 1,68 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|