ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электролитическая диссоциация из "Учебник общей химии 1963" Представим себе сосуд, разделенный посередине гибкой полу-проницаемой пленкой и содержащий в верхней и нижней частях растворы с молярными концентрациями растворенного вещества С] и Сг (рис. 81). Если С = С2, то одинакова в обоих растворах и концентрация самого растворителя. Поэтому число его молекул, проходящих сквозь пленку в обоих направлениях, будет за единицу времени тоже одинаковым. В результате общие объемы обоих растворов останутся неизменными. [c.119] Иначе обстоит дело, если С фС2. Пусть, напри.мер, верхний раствор является более разбавленным (С1 С2). Так как концентрация самого растворителя в нем выще, за единицу времени больше молекул растворителя будет проходить сквозь полупроницаемую пленку сверху вниз, чем обратно. В результате объем верхнего раствора станет уменьшаться, а ниж- него — увеличиваться (гибкая пленка выгнется вверх). [c.119] Юднако переход растворителя сверху вниз поведет к юдновременному увеличению С и уменьшению Сг, т. е. концентрации будут постепенно выравниваться. Когда С1 станет равно Сг, осмо-с прекратится. [c.119] Если верхний раствор является более концентрированным (С1 Сг), то объем его станет подобным же образом увеличиваться за счет нижнего (гибкая пленка выгнется вниз). Осмос прекращается тогда, когда сквозь полупроницаемую перегородку в обоих направлениях проходит за единицу времени одинаковое число молекул растворителя. Удовлетворяющие этому условию растворы называются изотоническими. [c.119] На рис. 82, где А обозначает чистый растворитель, Б — раствор и — полупроницаемую перегородку, осмотическое давление определяется высотой столба жидкости А. Оно будет тем больше, т. е. [c.119] Свойствами полупроницаемости обладает большинство тканей организмов. Поэто.му осмотические явления имеют громадное значение для жизни. Процессы усвоения пищи, обмена веществ и т. д. тесно связаны с различной проницаемостью тканей для воды и тех или иных растворенных веществ. С другой стороны, явления осмоса выясняют некоторые вопросы, связанные с отношением организма к среде. Например, именно ими обусловлено то, что пресноводные рыбы не могут жить в морской воде, а морские — в речной. [c.120] Другим важным следствием уменьшения концентрации свободных молекул растворителя при образовании раствора является понижение давления пара. [c.120] Известно, что жидкость находится в равновесии со своим паром тогда, когда число молекул, испаряющихся с ее поверхности, равно числу молекул, оседающих на ней из газовой фазы. Так как часть поверхности раствора занята более или менее сольватиро-ванными молекулами нелетучего растворенного вещества, испаряющееся с нее за единицу времени число молекул растворителя соответственно уменьшается. Поэтому в случае раствора разновесное состояние устанавливается при более низком давлении пара, чем в случае чистого растворителя. [c.120] Наиболее широко известным из расплывающихся веществ является хлористый кальций, который иногда ставят на зчму между оконными рамами поглощая водяные пары из воздуха, он предупреждает тем самым оледенение стекол. [c.120] Если величины давления пара чистой воды и раствора при разных температурах изобразить в виде диаграммы, то кривая для раствора пройдет ниже, чем кривая для воды (рис. 83). Из этого вытекают важные следствия, касающиеся температур кипения и замерзания растворов. [c.120] С другой стороны, жидкость замерзает тогда, когда давление ее пара становится равным давлению пара соответствующей твердой фазы. Из рис. 83 видно, что давление пара льда достигается раствором при более низкой температуре (Г), чем чистой водой (В). Отсюда следует, что растворы замерзают при более низких температурах, чем чистый растворитель, причем сама величина понижения точки замерзания зависит от концентрации раствора. Так, вода океана, содержащая 3,5% растворенных солей, замерзает не при О, С, а лищь при—1,9 °С. [c.121] Это дало возможность разработать методы определения молекулярных весов многих таких веществ, к которым неприменимо измерение плотности пара. Для подобных определений можно использовать любое 3 перечисленных выше общих свойств разбавленных растворов. Чаще всего пользуются понижением температуры замерзалия. Ход рассуждений при этом становится понятным нз приводимого ниже примера. [c.121] Приведенная теория разбавленных растворов, сводящая изменение различных свойств к одной простой закономерности, явилась больши.м научным достижением. Однако она содержала в себе внутреннее противоречие, которое, как это обычно и бывает, послужило толчком для ее дальнейшего развития. Дело заключалось в том, что выводы теории, полностью подтверждавшиеся на опыте пока исследованию подвергались водные растворы органических веществ, а также растворы в других растворителях (бензоле и т. п.), оказывались неприменимыми к водным растворам кислот, оснований и солей. Например, для раствора, содержащего на 1000 г воды одну грамм-молекулу Na l (58,5 г), понижение температуры замерзания составляло 3,36 °С, т. е. было гораздо большим, чем требовала теория. То же самое наблюдалось и для других водных растворов солей, кислот и оснований, — понижение температуры замерзания (и изменение других общих свойств растворов) получалось всегда больше теоретического. [c.122] Выход из создавшегося положения можно было искать в двух направлениях или по отношению к водным раствора.м кислот, оснований и солей неверна была сама теория или, наоборот, она оставалась верной и для этого случая, а видимые отклонения от нее обусловливались неправильным подсчетом числа раствореных частиц. Так как эффекты всегда получались большие, чем требовалось теорией, можно было думать, что при растворении, например, 100 молекул Na l в растворе получается более 100 частиц, т. е. что часть молекул поваренной соли распадается на какие-то более мелкие частицы. [c.122] Решение вопроса последовало на основе результатов, полученных при изучении электропроводности растворов. Известно было, что растворы в таких растворителях, как бензол и т. п., не проводят электрический ток, а в водных растворах ток проводят только кислоты, основания и соли, т. е. те именно вещества, для кого-рых наблюдаются отклонения от закона разбавленных растворов. [c.122] Выдвинутая Аррениусом (1887 г.) гипотеза ионизации связала эти особенности кислот, оснований и солей с их электропроводностью в растворах, что позволило не только качественно объяснить оба явления, но и количественно рассчитывать одно из них на основании результатов, получаемых при изучении другого. [c.122] Такое изолированное рассмотрение процесса ионизации не давало возможностей его правильного понимания. [c.123] Последнее стало возможным лищь на основе синтеза представлений Аррениуса и химической теории растворов. Заслуга первого указания на необходимость такого синтеза принадлежит И. А. Каблукову (1891 г.), который формулировал сущность вопроса следующим образом По-нащему, вода, разлагая молекулы растворенного тела, входит с ионами в непрочные соединения, находящиеся в состоянии диссоциации по мнению же Аррениуса, ионы свободно двигаются, подобно тем отдельным атомам, которые происходят при диссоциации молекул галоидов при высокой температуре . [c.123] Данная Каблуковым трактовка ионизации растворенных веществ является в настоящее время общепринятой. [c.123] Рис 84. Ориентации полярной молекулы около иона. [c.124] Вернуться к основной статье