Кріоскопія, ебуліоскопія - раздел Химия, З дисципліни ФІЗИЧНА ХІМІЯ В Стані Рівноваги Між Рідиною І Парою Кількість Молекул, Що Випаровується В О...
В стані рівноваги між рідиною і парою кількість молекул, що випаровується в одиницю часу дорівнює кількості, що конденсується. Якщо в леткій рідині розчинити невелику кількість будь-якої нелеткої речовини, то концентрація молекул розчинника зменшиться, відповідно до цього зменшиться і кількість молекул, що випаровуються, тобто тиск насиченої пари.
Відповідно до закону Рауля, при постійній температурі відносне зниження тиску насиченої пари розчинника над розчином дорівнює мольній частці розчиненої речовини:
(5.10)
де Р10 і Р1 - тиск насиченої пари над чистим розчинником і розчином;
N2 - мольна частка розчиненої речовини.
Співвідношення між тиском насиченої пари і температурою для розчинника і розчинів різної концентрації показано на рис. 5.1. Крива ОА виражає залежність від температури тиску насиченої пари над чистим розчинником, криві ВС і ДЕ - тиск пари розчинника над розчинами нелеткої речовини різної концентрації. Чим вище концентрація розчиненої речовини, тим нижче тиск пари над розчином при даній температурі.
Рис. 5.1. Залежність тиску насиченої пари над розчинником і розчинами від температури
Крива OF показує залежність тиску насиченої пари над твердою фазою від температури. Крива OF завжди крутіше, ніж крива ОА, тому що теплота сублімації більше теплоти випаровування. Точка замерзання рідини характеризується рівноважним існуванням рідкої, кристалічної і газової фаз, при цьому тиск насиченої пари над рідкою і кристалічною фазами повинен бути рівний, тобто точка замерзання розчинника повинна лежати на перетині кривих FO і ОА. При замерзанні розведеного розчину з нього викристалізовується чистий розчинник. У точці замерзання повинні бути рівні тиски пари над розчином і над кристалічним розчинником (у випадку водного розчину - над льодом). При температурі замерзання чистого розчинника Т0 тиск пари над розчином Р1 (точка В¢) нижче, ніж над твердим розчинником Р10 (точка О), і рівноваги немає. Рівновага може бути досягнута лише при більш низькій температурі — в точці перетину кривої ВР із кривої FO (точка В). Чим вище концентрація розчиненої речовини, тим нижче температура замерзання розчину (точка Д). При виділенні з розчину кристалів розчинника концентрація розчиненої речовини в розчині підвищується, а температура замерзання розчину все більш знижується.
Зниження температури замерзання прямо пропорційно зниженню тиску пари, що за законом Рауля пропорційно концентрації розчиненої речовини:
(5.11)
де - молярна концентрація, рівна ;
q0 і q1 - маси розчинника і розчиненої речовини;
М - молярна маса розчиненої речовини.
Кріоскопічна стала (константа замерзання) Ккр є величиною, характерною для даного розчинника, яка залежить від природи розчиненої речовини. Фізичний зміст її пояснюється наведеним рівнянням: Ккр - це зниження температури замерзання розчину, що містить 1 моль речовини в 1000 г розчинника, за умови, що розчин цієї концентрації має властивості ідеального, і розчинена речовина не дисоціює і не асоціює. Для експериментального визначення слід виміряти зниження температури замерзання розведених розчинів, а потім перерахувати ці дані на 1 моль. Ккр можна обчислити теоретично, знаючи температуру замерзання чистого розчинника Т0 (Тводи = 273,15 К) і його питому теплоту плавлення за рівнянням ∆Н*пл / ∆Нпл.льоду = 333 ,34 Дж/г
(5.12)
де R = 8,314 Дж/моль×К, Ккр .води = 1,86.
Якщо розчинена речовина розпадається в розчині на йони, то число частинок у розчині збільшується. Тому зниження тиску пари, підвищення температури кипіння і зниження температури замерзання в розчині електроліту більше, ніж у розчині неелектроліту з такою ж молярною концентрацією.
Для кріоскопічних вимірювань застосовують прилад, запропонований Бекманом, схему якого наведено на рис.5.2. Прилад складається зі скляної широкогорлої пробірки 1 для розчинника. У верхній частині її роблять відросток 2 для внесення речовини, що розчиняється. Пробірку закривають корковою пробкою 3, в яку вставлено термометр Бекмана 4 і латунну мішалку 5. За допомогою гумової прокладки 6 пробірку вміщують у повітряну скляну муфту 7, що занурюють у кріостат 8. Кріостат являє собою товстостінну скляну чи металеву банку, наповнену охолоджувальною сумішшю (лід + сіль), всередині якої встановлено мішалку 9 і термометр.
Рис. 5.2. Схема приладу для визначення температури замерзання
Попередньо декілька разів визначають температуру замерзання розчинника, потім, після внесення визначеної кількості розчиненої речовини в даний розчинник — температуру замерзання отриманого розчину. Процес кристалізації чистого розчинника, починаючи з появи першого кристалика до повного затвердіння всієї рідини, протікає при постійній і визначеній температурі.
Кріоскопічний метод застосуємо до сильно розведених розчинів бінарних неізоморфних систем. Отже, при затвердінні такого розчину спочатку випадають кристали чистого розчинника і розчин стає більш концентрованим, а температура кристалізації більш низькою. Тому, при визначенні температури затвердіння розчину, слід визначати температуру початку кристалізації. Іноді рідина може переохолодитися і фактично кристалізація почнеться при більш низькій температурі, що приводить до помилки у вимірюванні величини DТзам. Для більш точного визначення істинної температури початку кристалізації не можна сильно переохолоджувати розчин. Кількість розчинника, що відмірюють з бюретки чи відважують на аналітичних вагах, повинна бути такою, щоб у пробірці вона могла покрити всю голівку термометра Бекмана. Кількість розчину чи розчинника звичайно беруть близько 20 мл. На пробірку з розчинником надягають повітряну муфту, після чого пробірку вставляють у приготовлену охолоджувальну суміш і дають розчиннику охолонути, а в цей час настроюють термометр Бекмана.
ХЕРСОНСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ... КАФЕДРА ФІЗИЧНОЇ ТА НЕОРГАНІЧНОЇ ХІМІЇ... Реєстр...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Кріоскопія, ебуліоскопія
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Передмова
Фізична хімія – наука, що пояснює і встановлює закономірності хімічних явищ на основі загальних принципів фізики та хімії. Вона охоплює всі питання теорії хімічних процесів і розглядає вплив фізичн
Складання таблиць
Всі вимірювання містять щонайменше дві змінні, одну з яких обирають як незалежну (у дослідах її задають як аргумент х), а інші (інша) є залежними (функції
Побудова графіків
Графічне зображення експериментальних і розрахункових даних полегшує порівняння величин, дозволяє легко знайти характер зміни величин — наявність екстремальних точок чи точок перегину, періодичніс
Проведення кривої через нанесені точки.
І. Звичайно крива, що виражає залежність у = f(x) повинна бути плавною. Однак, можливі і стрибки, внаслідок порушення безперервності.
II. Крива повинна проходити як
Теплоти розчинення і розведення.
Інтегральною теплотою розчинення DНт(розч) називають кількість теплоти, що виділяється чи поглинається при розчиненні 1моля речовини у визначеному великому об'ємі ро
Завдання.
1. Визначити зміну температури в калориметрі в результаті розчинення певної наважки KCl.
2. Обчислити моляльну концентрацію розчину і за табличними даними визначити кількість теплоти, що в
КУПРУМ (II) СУЛЬФАТУ
Завдання:
1. Визначити інтегральну теплоту розчинення безводної солі та кристалогідрату і по різниці обчислити теплоту утворення кристалогідрату.
Контрольні питання
1. Чому теплові ефекти реакцій, що протікають при постійних об'ємі та тиску, є функціями стану системи?
2. Що таке теплоти утворення, нейтралізації, розчинення, розведення?
3. Як
Рефрактометрія
2.I. Поляризація молекул
Усі молекули можуть бути розділені на два типи: неполярні й полярні (з несиметричним і симетричним розподілом зарядів). Полярну молекулу називають
І ВСТАНОВЛЕННЯ ЙОГО СТРУКТУРИ
Ціль роботи: визначення рефракції розчиненої речовини за питомою рефракцією розчину, розчинника й відсотковому вмісту розчину, а також установлення його ймовірної структури, використовуючи в
ХІМІЧНА РІВНОВАГА
Хімічні реакції поділяються на гомогенні і гетерогенні. Хімічна реакція, що протікає в межах однієї фази, називається гомогенною. До гомогенних реакцій відн
Послідовність виконання роботи
Взяти вісім сухих колб із притертими пробками місткістю 100 мл. Пронумерувавши колби, налити в них наступні кількості розчинів точної концентрації (табл. 3.1):
Таблиця 3.1.
Експерементальні данні
Номер колби
Температура досліду
Номер проби
Час відбору проби
Об’єм Na2S2O3 (мл) витра
Контрольні питання
1. Які термодинамічні і кінетичні ознаки рівноважного стану?
2. Через які величини можна виразити константу хімічної рівноваги? Яка залежність існує між константами рівноваги, вираженими
ФАЗОВІ РІВНОВАГИ
Для характеристики стану сплавів широко застосовують правило фаз Гіббса, записане у формі:
(4.1)
де С – ч
І3 ПРОСТОЮ ЕВТЕКТИКОЮ
Діаграми плавкості цього типу найбільш поширені та характерні для бінарних систем неізоморфних речовин, що не утворюють хімічних сполук, наприклад, свинець—сурма, калію хлорид— літі
Типи термопар
Термопара
Позначення
по ОСТу
Верхня межа температури,
°С
Сплави
Склад,%
Хромель–алюмель
Х
Послідовність виконання роботи
Видається сім тиглів, що містять бензойну кислоту, нафталін та їх суміші:
№1 - бензойна кислота;
№ 2 -15% нафталіну і 85% бензойної кислоти;
№ 3 - 30% нафталіну і 70% бен
КРИСТАЛІЗАЦІЯ БІНАРНИХ СУМІШЕЙ
(СИСТЕМА NaNО3 – KNO3)
Завдання:
1. Одержати криві охолодження для чистих компонентів і сумішей відомого с
РОЗЧИНИ
Закон розподілу. Система з двох практично незмішуючихся рідин і третього, розчинного в них компонента, буде біваріантною (С=3–2+1=2) при рівновазі між обома конденс
Послідовність виконання роботи
У мірній колбі на 100 см3 готують розчин бензойної кислоти (наважка 2-4 г) в органічному розчиннику (бензол, толуол, ксилол). Відбирають 50 см3 отриманого розчину піпеткою за
ВИЗНАЧЕННЯ СТУПЕНЯ АСОЦІАЦІЇ
ОЦТОВОЇ КИСЛОТИ В БЕНЗОЛІ (ЧИ ХЛОРОФОРМІ)
Оцтова кислота, як і інші карбонові кислоти, в органічному розчиннику знаходиться у вигляді подвійних молекул чи
ВИВЧЕННЯ ПРОЦЕСУ ЕКСТРАГУВАННЯ
Завдання. Визначити кількість витягнутої речовини при однократному і багаторазовому витягу тим самим об'ємом розчинника.
Виконання роботи. Відміряти по 5м
Установка термометра Бекмана для кріоскопії.
Термометр Бекмана відрізняється від звичайного, по-перше, великою шкалою (точною), що дозволяє спостерігати зміни температури до 0,001°С й, по-друге, другим запасним ртутним резервуаром, за допомо
Послідовність виконання роботи.
Підготовлений термометр Бекмана вставити в прилад і почати спостерігати за температурою. Для рівномірності охолодження рідину необхідно повільно помішувати вставленою в прилад мішалкою. Помішуван
Послідовність виконання роботи.
Зібрати прилад, схема якого приведена на рис. 5.3.
Трубку з внутрішнім діаметром 45 мм розрізати на частини довжиною 18
Контрольні питання
1. Що називається розчином? Розчини ідеальні та істинні, їх особливості.
2. Як залежить тиск насиченої пари розчину від концентрації розчиненої речовини при даній температурі?
3.
ЕЛЕКТРОХІМІЯ
Йонний добуток води. Вода є досить слабким електролітом. Однією з причин слабкої дисоціації води є те, щоб молекули її є асоційованими за допомогою водневих зв’язків. Іншою при
Кислотності-основності розчинів
Водневим показником рН називають десятковий логарифм концентрації йонів Гідрогену зі знаком мінус:
pН= –lg [H+] (6.2)
або
Теоретичні відомості
Молекули електролітів у водних розчинах дисоціюють на йони, які і є носіями зарядів. Електрична провідність слабких електролітів, які дисоціюють у водних розчинах частково, визначається в основному
Контрольні питання
1. Чи можна при визначенні електричної провідності розчинів електролітів користуватися постійним струмом?
2. Чи грає роль кількість рідини, узятої для визначення електричної провідності? Щ
ХІМІЧНА КІНЕТИКА
Хімічна кінетика - це розділ фізичної хімії, що вивчає швидкість і механізм хімічних реакцій, а також залежність швидкості протікання реакцій від різних факторів.
Швидкість хімічної реакці
ВИВЧЕННЯ ШВИДКОСТІ ЙОДУВАННЯ АЦЕТОНУ
Ціль роботи- визначити значення константи швидкості реакції йодування ацетону в кислому середовищи при двох температурах і вирахувати енергію активації цієї реакції.
Теоретичні відомості
При реакції гідролізу цукру(I) утвориться глюкоза(II) і фруктоза (III):
С12Н22О11 + Н2О → С6Н12О6 + С
Дифузія
Розчинення твердого тіла в рідині, що супроводжується хімічною взаємодією або за відсутності її, може служити типовим прикладом гетерогенного процесу. Гетерогенні процеси протікають на поверхні роз
- молярна концентрація, рівна 
;
Новости и инфо для студентов