ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Давление пара разбавленных растворов из "Учебник физической химии" Существуют материалы, которые пропускают через себя воду, но не пропускают растворенных в ней веществ. Если сделать из такого материала перегородку и поместить по одну сторону ее чистую воду, а по другую — водный раствор какого-либо вешества, то молекулы воды будут проходить через перегородку в обе стороны, а растворенное вещество проходить не будет. Такие перегородки получили название полупроницаемых перегородок . [c.228] Скорость перехода через перегородку молекул воды из чистой воды в раствор больше, чем скорость перехода в обратном направлении. Поэтому объем раствора увеличивается и концентрация его уменьшается. Это явление (преимущественного перехода растворителя в раствор) называется осмосом, количественно оно характеризуется величиной осмотического давления. [c.228] Полупроницаемую перегородку для водных растворов получают, например, пропитывая стенки пористого глиняного сосуда растворами медного купороса и железистосинеродистого калия. В порах стенок сосуда образуется осадок железистосинеродистой меди Си2ре(СМ)б, который и играет роль полупроницаемой перегородки . Для определения осмотического давления в цилиндр, в порах которого осаждена железистосинеродистая медь, наливают раствор исследуемого вещества, например сахара, и закрывают цилиндр пробкой, в которую вставлена трубка, ведущая к манометру. Цилиндр погружают в воду (рис. 62). [c.229] Без полупроницаемой перегородки сахар стал бы диффундировать в воду, но в нашем опыте пленка из железистосинеродистой меди его не пропускает. [c.229] В результате раствор в цилиндре разбавляется и объем его увеличивается. Вследствие этого высота столба жидкости в цилиндре повышается, т. е. гидростатическое давление, под которым находится жидкость, возрастает. Когда это давление сделается равным осмотическому давлению, дальнейшее проникновение воды внутрь цилиндра прекратится и будет достигнуто состояние равновесия. Показание манометра в этот момент отвечает осмотическому давлению. Таким образом, осмотическое давление равно тому давлению, которое нужно приложить к раствору, чтобы привести его в равновесие с чистым растворителем, отделенным от него полупроницаемой перегородкой. [c.229] Применять это уравнение можно только к очень разбавленным ( бесконечно разбавленным ) растворам. В таких растворах взаимодействия между молекулами растворенного вещества практически нет. [c.231] Растворы, имеющие одинаковую молярную концентрацию, должны иметь при равных температурах одинаковое осмотическое давление. Растворы, имеющие одинаковое осмотическое давление, называются изотоническими. [c.231] В растворах, в которых происходит электролитическая диссоциация, осмотическое давление (вследствие увеличения числа частиц) выше, чем показывает расчет по уравнению. [c.232] Давление пара раствора отличается от давления пара чистого растворителя при той же температуре. Качественно это различие можно показать на следующем опыте (рис. 63). Наполним ртутью три барометрические, запаянные с одного конца трубки А, Б VI В я погрузим их открытыми концами в ртутную ванну. Если высота трубок над ванной превышает высоту, от-вечаюш ую атмосферному давлению (например, 760 мм рт. ст.), то в каждой трубке в верхней части образуется безвоздушное пространство. Одну трубку (Л) оставим для наблюдения барометрического давления во время опыта. Во вторую трубку (Б) введем немного эфира так, чтобы небольшой слой его остался над ртутью. Столбик ртути опустится на число миллиметров, соответствующее давлению пара эфира при температуре опыта. В третью трубку (В) введем насыщенный раствор, например, нафталина в эфире. Уровень в третьей трубке будет ниже, чем в первой, но выше, чем во второй. Результат опыта можно выразить так давление пара над раствором мало летучего вещества меньше, чем давление пара над чистым растворителем при той же температуре. Если на оси абсцисс откладывать температуры, а на оси ординат соответствующие этим температурам давления пара, то для растворов различного состава получатся однотипные кривые, причем кривая давления пара чистого растворителя расположится выше кривых давления пара растворов. [c.232] Здесь Пд—число молей растворенного вещества Лд — число молей растворителя и Л в — мольная доля растворенного вещества в растворе. Это соотношение часто называют законом Рауля. [c.233] Закон этот применим к растворам нелетучих веществ или, по крайней мере, таких, у которых давление пара при данной температуре очень мало по сравнению с давлением пара растворителя. [c.233] Для иллюстрации в табл. 35 приведены данные для водных растворов маннита. Из этих данных видно, что при малых концентрациях приме нение этого уравнения дает хорошие результаты. При больших же концентрациях, не показанных в таблице, отклонения довольно значительны. [c.233] Концентрация в молях на 1000 г воды мм рт. ст. [c.233] Пример. При 25° С давление пара воды равно 23,75 мм. рт. ст. Вычислить для той же температуры давление пара раствора, содержащего 4,3 г глицерина на 250 г воды (молекулярный вес глицерина с.НзОз = 92, молекулярный вес воды 151 0= 18). [c.234] Установленный закон можно назвать законом идеального раствора (аналогично закону идеального газа). К реальным растворам этот закон применим большей частью только при низких концентрациях . [c.234] Ломоносовым было установлено, что водные растворы различных веществ замерзают при температуре более низкой, чем чистая вода величина понижения температуры замерзания растворов зависит от их концентрации. [c.234] Температура, отвечающая этому равновесию, обычно на-зывается температурой замер-зания раствора. При этой температуре начинается образование кристаллов растворителя. [c.235] Точки В, О, Р пересечения этих кривых с кривой НО давления пара льда отвечают температурам ниже 0°С и тем более низким, чем выше концентрация раствора. [c.235] Значение этой величины характерно для данного растворителя и не зависит от природы растворенного вещества (табл. 36). [c.236] Нитробензол Бензол. . . [c.236] Вернуться к основной статье