Кріоскопічна і ебуліоскопічна константи

Зниження температури кристалізації розчинів

Умовою кристалізації є рівність тиску насиченої пари розчинника над розчином тиску пара над твердим розчинником. Оскільки тиск пари розчинника над розчином завжди нижче, ніж над чистим розчинником, це рівність завжди буде досягатися при температурі нижчій, ніж температура замерзання розчинника. Так, океанська вода починає замерзати при температурі близько мінус 2 ° C.

Різниця між температурою кристалізації розчинника T ° fr і температурою початку кристалізації розчину Tfr є зниження температури кристалізації.

Зниження температури кристалізації нескінченно розведених розчинів не залежить від природи розчиненої речовини і прямо пропорційно моляльній концентрацііраствора.

Оскільки в міру кристалізації розчинника з розчину концентрація останнього зростає, розчини не мають певної температури замерзання і кристалізуються в деякому інтервалі температур.

Підвищення температури кипіння розчинів

Рідина кипить при тій температурі, при якій загальний тиск насиченої пари стає рівним зовнішньому тиску. Якщо розчинена речовина нелеткі (тобто тиском його насичених парів над розчином можна знехтувати), то загальний тиск насиченої пари над розчином дорівнює парціальному тиску пари розчинника. У цьому випадку тиск насичених парів над розчином при будь-якій температурі буде менше, ніж над чистим розчинником, і рівність його зовнішньому тиску буде досягатися при більш високій температурі. Таким чином, температура кипіння розчину нелетучего речовини Tb завжди вище, ніж температура кипіння чистого розчинника при тому ж тиску T ° b.

Підвищення температури кипіння нескінченно розведених розчинів нелетких речовин не залежить від природи розчиненої речовини і прямо пропорційно моляльній концентрації розчину

Кріоскопічна і ебуліоскопічна константи

Коефіцієнти пропорційності К і Е в наведених вище рівняннях - відповідно кріоскопічна і ебуліоскопічна постійні розчинника, що мають фізичний зміст зниження температури кристалізації і підвищення температури кипіння розчину з концентрацією 1 моль / кг. Для води вони рівні 1.86 і 0.52 K моль -1 · кг відповідно. Оскільки одномоляльний розчин не є нескінченно розбавленим, другий закон Рауля для нього в загальному випадку не виконується, і величини цих констант отримують екстраполяціейзавісімості з області малих концентрацій до m = 1 моль / кг.

Для водних розчинів в рівняннях другого закону Рауля моляльну концентрацію іноді замінюють молярної. У загальному випадку така заміна неправомірна, і для розчинів, плотностькоторих відрізняється від 1 г / см³, може привести до суттєвих помилок.

Із закону Рауля слід, що підвищення температури кипіння або зниження температури замерзання розведеного розчину в порівнянні з чистим розчинником пропорційно молярної концентрації (або мольной частці) розчиненої речовини і може бути використано для визначення його молекулярної маси.

Осмотичний тиск (позначається π) - надлишковий гідростатичний тиск на розчин, відокремлений від чистого розчинника напівпроникною мембраною, при якому припиняється дифузія розчинника через мембрану. Це тиск прагне зрівняти концентрації обох розчинів внаслідок зустрічної дифузії молекул розчиненої речовини і растворітеля.Раствор, що має більш високий осмотичний тиск в порівнянні з іншим розчином, називається гіпертонічним, що має більш низьке - гіпотонічним.

Величина осмотичного тиску, створювана розчином, залежить від кількості, а не від хімічної природи розчинених в ньому речовин (або іонів, якщо молекули речовини дисоціюють), отже, осмотичний тиск є колігативні властивості. Чим большеконцентрація речовини в розчині, тим більше що створюється їм осмотичнийтиск. Це правило, що носить назву закону осмотичного тиску, виражається простою формулою, дуже схожою на якийсь закон ідеального газу: (див. Зошит) C - молярна концентрація розчину, виражена через комбінацію основних одиниць СІ, тобто, в моль / м 3. а не в звичних моль / л; R-універсальна газова постійна; T - термодинамічна температура розчину. Закон осмотичного тиску можна використовувати для розрахунку молекулярної маси даної речовини (при відомих додаткових даних).

Осмотичний тиск. дифузне тиск, термодинамічний параметр, що характеризує прагнення розчину до зниження концентрації при зіткненні з чистим розчинником внаслідок зустрічної дифузії молекул розчиненої речовини і розчинника. Якщо розчин відділений від чистого розчинника напівпроникною мембраною, то можлива лише одностороння дифузія - осмотичне всмоктування розчинника через мембрану в розчин. В цьому випадку О. д. Стає доступною для прямого виміру величиною, рівною надлишковому тиску, прикладеному з боку розчину при осмотичній рівновазі. О. д. Обумовлено зниженням хімічного потенціалу розчинника в присутності розчиненої речовини. Тенденція системи вирівнювати хімічні потенціали у всіх частинах свого об'єму і перейти в стан з більш низьким рівнем вільної енергії викликає осмотичний (дифузійний) перенос речовини. О. д. В ідеальних і гранично розведених розчинах не залежить від природи розчинника і розчинених речовин; при постійній температурі воно визначається тільки числом "кінетичних елементів" - іонів, молекул, асоціатів або колоїдних часток - в одиниці об'єму розчину.