![]() |
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Давление насыщенного пара компонента над раствором
При испарении жидкости в закрытом сосуде устанавливается фазовое равновесие между жидкостью и ее насыщенным паром. Фазовое равновесие жидкость – пар характеризуется равенством химических потенциалов i-го испаряющегося компонента в жидком и газообразном состояниях:
Пар, находящийся в равновесии с жидкостью, называется насыщенным, а давление, которое он оказывает на стенки сосуда, называется давлением насыщенного пара. Если внести в растворитель нелетучее вещество (нелетучим считается вещество, температура кипения которого примерно на 150° выше температуры кипения растворителя), то в результате взаимодействия молекул растворителя с молекулами нелетучего растворенного вещества давление пара растворителя над раствором понизится. Давление насыщенного пара растворителя над раствором нелетучего вещества ( В случае, когда растворенное вещество является летучим, пар над раствором состоит из молекул растворителя и молекул растворенного вещества, а общее давление над раствором (р) равно сумме парциальных давлений растворителя (р1) и растворенного вещества (р2):
Зависимость давления насыщенного пара компонента над раствором для разных типов растворов устанавливают законы Рауля. Закон Рауля для идеальных растворов: равновесное парциальное давление пара i-го компонента над идеальным раствором пропорциональна мольной доле этого компонента в растворе: где рi – парциальное давление насыщенного пара i-го компонента над раствором,
Зависимость парциального давления пара каждого компонента от его мольной доли имеет вид прямой, выходящей из начала координат. Для предельно разбавленных растворов, в которых растворитель подчиняется законам идеальных растворов, а растворенное вещество не подчиняется, закон Рауля формулируется следующим образом:
Закон Рауля для предельно разбавленных растворов: относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором равно мольной доле растворенного вещества:
где р1 – парциальное давление насыщенного пара растворителя над раствором, Из уравнения (4.17) можно определить молярную массу растворенного вещества, если известно давление насыщенного пара растворителя над раствором:
где М1 – молярная масса растворителя; М2 – молярная масса растворенного вещества; р1 – давление насыщенного пара растворителя над раствором, В предельно разбавленных растворах к растворенному веществу закон Рауля не применим. В этом случае зависимость парциального давления пара растворенного вещества от его мольной доли в растворе описывается законом Генри. Закон Генри: парциальное давление пара растворенного вещества над предельно разбавленным раствором пропорционально его мольной доле: где р2 –давление насыщенного пара растворенного вещества над раствором; х2 – мольная доля растворенного вещества; К2 – постоянная Генри. Уравнение Генри имеет большое практическое значение для изучения растворимости газов в растворах. Для неидеальных растворов наблюдаются отклонения от закона Рауля, различные как по величине, так и по знаку. Если при образовании раствора притяжение между молекулами становится меньше, чем в чистых веществах, то молекулы из раствора переходят в пар легче, чем из чистых жидкостей. В этом случае наблюдаются положительные отклонения от закона Рауля (рис.4.4). Примером такого раствора является система вода – 1, 4-диоксан. Если при образовании раствора силы притяжения между молекулами увеличиваются, наблюдаются отрицательные отклонения от закона Рауля (рис.4.5). Например, раствор вода – серная кислота.
Пример 4.5. Вычислите давление насыщенного пара над 2% водным раствором сахарозы при 373К. Считайте этот раствор подчиняющимся законам предельно разбавленных растворов. Решение: 1. Мольная доля сахарозы в ее водном растворе составит: 2. На основании закона Рауля для предельно разбавленных растворов имеем:
3. Давление насыщенного водяного пара над раствором сахарозы будет равно:
Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-31; Просмотров: 1449; Нарушение авторского права страницы