ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теория растворов нейтральных молекул в ионных растворителях из "Введение в молекулярную теорию растворов" В этом параграфе будет изложена теория растворов, состав которых соответствует области отрезка АВ, примыкающей к точке А. Знание свойств этих растворов имеет значение в теоретической металлургии, а также в связи с работой силовых установок при высоких температурах и давлениях. Теоретическое предвидение свойств растворов нейтральных молекул в ионных жидкостях полезно при изучении различного рода процессов, протекающих при высоких температурах и давлениях, например процессов образования минералов в земной коре [20]. [c.443] Раствор занимает объем V. Положение д каждой молекулы будем определять с помощью трех декартовых координат. [c.444] Идеальный раствор, так же как и взятый нами исходный раствор, состоят из Ма. и М ионов электролита и 7VJ молекул неэлектролита и занимает тот же самый объем V (изменение объема не учитывается, так как в разведенных растворах это несущественно). Но энергия ионов а и р и молекул неэлектролита в идеальном растворе иная, чем в исходном растворе. Энергия ионов а и 8 та же самая, какую они имели бы в чистом электролите, т. е. при з словии, что те места, которые в исходном растворе заняты молекулами неэлектролита, были бы заняты ионами а и р. Энергия молекул неэлектролита такая, какую они имели бы, если бы каждая молекула была погружена в чистый электролит, занп-мающий объем V. [c.444] Здесь в первой фигурной скобке учтено взаимодействие между ионами Ма и 7У , а во второй скобке — взаимодействие между ионами Яа и Л р и ионами Ма и тУр/, если бы ионы Ма и ТУр/ находились в местах, занимаемых молекулами неэлектролита. [c.445] Для того чтобы получить выражение энергии сольватации, представим себе, что вместо раствора в объеме V помещается Ма Ма ЛМ - Му ионов ЧИСТОГО ЭЛеКТрОЛИТа. Ионы Ма и ТУр находятся как раз в тех местах, которые в растворе были заняты молекулами неэлектролита. Ионы ТУ и Л р занимают те же места, что и в растворе. [c.445] Вычисление AF дает возможность определить все остальные термодинамические свойства раствора. [c.447] Для того чтобы вычислить (F ), сравним свойства рассматриваемого здесь раствора неэлектролита в электролите со свойствами раствора электролита в неэлектролите. [c.447] Обозначим раствор неэлектролита в электролите через А, раствор электролита в неэлектролите через В. Нужно найти (Fa). Оказывается, что это можно сделать с помощью тех же методов, которые применяются для нахождения ( в). [c.447] Следовательно, для того чтобы вычислить т. е. избыточную свободную энергию раствора неэлектролита в электролите, можно взять реальный или гипотетический раствор В электролита в неэлектролите и применить к такому раствору методы расчета, разработанные Дебаем и Хюккелем, Боголюбовым и др. [c.448] Отсюда можно найти выражения осмотического коэффициента, повышения температуры кипения, понижения температуры замерзания и других термодинамических свойств раствора неэлектролита в электролите. [c.448] В целях упропдения мы выбрали для рассмотрения случай, когда электролит является бинарным. В тех случаях, когда молекула электролита нри диссоциации образует больше двух ионов, вывод несколько усложняется. Однако конечный результат остается неизменным. Концентрационная зависимость коэффициента активности неэлектролита, растворенного в электролите, имеет тот же вид, что и соответствующая зависимость д.тя электролита, растворенного в неэлектролите. Термодинамические свойства разведенных растворов неэлектролитов в электролитах должны быть сходными с аналогичными сво11ствами растворов электролитов в неэлектролитах, вытекающими из теории Дебая—Хюккеля. [c.448] Приведенные здесь выводы показывают, что гетеродинамные растворы электролитов подчиняются правилу подобия (см. гл. IX). [c.449] В главе УП1 нами было высказано утверждение, что избыточные термодинамические свойства компонентов раствора определяются главным образом разницей в силовых полях частиц растворителя и растворенного вещества [23]. [c.449] Приведенные в этом параграфе материалы подтверждают справедливость этого положения для растворов электролит—неэлектролит. Одни и те же закономерности оказываются применимыми и к нейтральным молекулам, распределеппым среди ионов, и к ионам, распределенным среди молекул. Важно, чтобы было сочетание нейтральных молекул с ионами—частицами, имеющими свободный заряд. Этот вывод, повидимому, имеет силу не только для жидких растворов, но и для любых смесей из частиц разных видов. Если присутствуют ионы как примесь к нейтральным молекулам или нейтральные молекулы как примесь к ионам, на сцену выступают уравнения Дебая—X гоккеля. [c.449] Из изложенного здесь следует также, что аномальное понижение упругости пара, температуры замерзания, аномальное повышение температуры кипения я т. д., повидимому, далеко не всегда связаны с электролитической диссоциацией растворенного вещества, но могут быть следствием ионного строения растворителя. [c.449] Вернуться к основной статье