Лекция. Электролит емес ерітінділер. Ерітінділер концентрациясы Идеал ерітінді компонентінің химиялық потенциалы
жүктеу/скачать 0,55 Mb.
|
| Криоскопия
Екі немесе одан да көп компоненттерден тұратын біртекті (гомогенді) системаны е р і т і н д і деп атайды . Ерітінділерді идеал ерітінді деп екіге бөледі . Идеал ерітіндіде компоненттерді өзара кез келген көлемде араластырғанда жалпы көлемнің сығылуы немесе артуы , жылу бөліну немесе сіңіру байқалмайды , ал реал ерітінділерде компоненттердің молекулаларының өзара ассоциациялануы , диссоциациялануы , сольваттануы нәтижесінде ерітіндіде әртүрлі құбылыстар байқалады . Химиялық құрамы және физикалық қасиеттері өзара жақын заттардан түзілген ерітінділер , сонымен қатар шексіз сұйытылған ерітінділер көптеген қасиеттері жағынан идеал ерітінділерге жақын болады . Идеал ерітінділердің кейбір қасиеттерін ( қаныққан бу қысымын , қайнау температурасын , кристалдану температурасын ) зерттеу арқылы еріген заттың молекулалық салмағын және диссоциациялану дәрежесін анықтауға болады . 1 . Е р і т і н д і б е т і н д е б у қ ы с ы м ы н ы ң т ө м е н д е г і . Берілген температурада сұйықтық пен оның бетіндегі бу арасында да динамикалық тепе – теңдік орын алғанда , сұйықтықтан буланғанда молекулалардың саны қайта конденсацияланатын молекулалар санына тең болады . Егер осы ұшқыш сұйықтықта ұшпайтын заттың шамалы мөлшерін ерітетін болсақ , еріткіш молекуласының концентрациясы азаяды , осыған байланысты буланып шығатын молекулалар саны кемиді . Демек , ерітінді бетіндегі бу қысымы төмендейді . Идеал ерітінді бетіндегі қандай да болмасын компоненттің қаныққан бу қысымының шамасын және оның салыстырмалы төмендеуін Р а у л ь з а ң ы бойынша анықтауға болады:Ерітінді бетіндегі еріткіштің қаныққан бу қысымын РА о н ы ң т а з а к ү й і н д е г і б у қ ы с ы м ы н РА е р і т і н д і д е г і м о л ь д і к ү л е с і н е NА к ө б е й т к е н г е т е ң : РА ═ РºА· NА═ РºА( 1 – Nв ) Бинар ерітіндісінде NА ═ nА N ═ nВ , nА+nВ nВ+nА мұндағы NАжәне NВ еріткішпен еріген заттың мольдік үлестері , nА және nВ еріткішпен пен еріген заттың моль сандары . Бірінші теңдеуді еріген заттың мольдік үлесі бойынша шешетін болсақ : PºA – PA = ΔP = NB PºA ΔP Мұндағы ΔP = PºA – PA; ΔP - ерітінді бетіндегі еріткіштің бу қысымының PºA Салыстырмалытөмендеуі. Эмперикалық жолмен анықталған бұл теңдеу : тұрақты температурада ерітінді бетіндегі еріткіштің бу қысымының салыстырмалы төмендеуі еріген заттың мольдік үлесіне тең ( Рауль заңының басқа түрдегі тұжырымы ) екендігін көрсетеді . Е р і т і н д і л е р д і ң қ а й н а у ж ә н е қ а т у т е м п е р а т у р а л а р ы. Таза сұйықтық бетіндегі қаныққан бу қысымы сыртқы қысымға теңескен кездегі температурада қайнайды . Егер қайнау температурасы tºқ.н сұйықтыққа (еріткішке) ұшпайтын ерігіш зат қоссақ , ерітінді бетіндегі бу қысымы . Ерітінді қайтадан қайнау үшін , яғни ерітінді бетіндегі қысым сыртқы қысыммен теңесу үшін ерітіндіні таза еріткіштің қайнау температурасынан жоғары температураға дейін ( tқи ) қыздыру керек . Егер ерітіндінің концентрациясы С1 – С2 дейін артатын болса , онда ерітіндінің қайнау температурасы tқи дейін артуы қажет . Сонда ғана ерітінді бетіндегі қысым сыртқы қысыммен теңеседі , яғни ерітінді қайнайды . Еріткіш пен концентрациясы әртүрлі ерітінділер үшін қаныққан бу қысымы мен температура арасындағы қатынас 6 –суретте көрсетілген . Ерітіндідегі еріген заттың мөлшері неғұрлым көп болса , соғұрлым әрбір температурада ерітінді бетіндегі бу қысымы төмен , яғни ерітінділер үшін температура мен қысым арасындағы байланысты көрсететін қисық (ВС және ДЕ қисықтары ) таза еріткішке қарағанда төмен орналасады . Қайнау температурасының артуы Δ tқи ═ tқи - tºқи ерітіндінің концентрациясы артқан сайын арта түседі .Демек ,қайнау температурасының артуы еріген заттың молярлық концентрациясына С тура пропорционал болады : электролит еместердің ерітінділері үшін : Δtқн ═ Еэ · С , P.MM.CM A C E Еріткіш (қm) еріткіш O ерітінді с1 B ерітінді с2 F
tIIқт tºқт tº. C
мұндағы М – ерітіндідегі еріген молярлық массасы ; m – еріген заттың массасы , г; G – еріткіштің массасы , г ; Δtқи – ерітіндінің қайнау температурасының артуы , Еэ – эбулиоскопиялық тұрақты . Егер ерітіндіні салқындатқанда таза еріткіштің кристалдары түзелетін болса , ерітіндінің кристалдану ( қату ) температурасы таза еріткіштің қату температурасынан төмен болады . Еріткіштің кристалдарының түзілу барысында ерітіндідегі еріген заттың концентрациясы арта түседі , ал қату температурасы төмендей береді (6 – сурет ). Эвтектикалық құрамға жеткенде еріткіште , еріген затта кристалданады . Еріндінің кристалдану температурасы ретінде одан еріткіш кристалдары түзіле бастаған температураны алады . Қату температурасының Δtқи артуы секілді ерітіндінің молярлық концентрациясына С пропорционал : Δtқт ═ К · С (5) Мұндағы К – криоскопиялық тұрақты немесе кристалдану температурасының молярлық төмендеуі .Оның шамасы 1моль затты 1000г еріткіште ерітіп даярланған ерітіндінің қату температурасының төмендеуіне тең . криоскопиялық әдісті де пайдаланып, еріген заттың молекулалық салмағын анықтауға болады : M = К 1000m Δtқm G (6) Мұндағы М – еріген заттың (электролит еместің) молярлық массасы, г; К – криоскопиялық тұрақты; m – еріген заттың массасы, г; G – еріткіштің массасы, г; Δtқm – қату температурасының төмендеуі. Ескеретін жағдай, эбулиоскопиялық әдісті тек іс жүзінде ұшқыш емес заттаридың ерінтінділері үшін, ал криоскопиялық әдісті еріткішпен аралас кристалдар түзбейтін (қатар кристалданбайтын) заттардың ерітінділері үшін қолдануға болады. жүктеу/скачать 0,55 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|