Учебник. Законы Рауля



Законы Рауля

Если упругость пара растворенного вещества очень мала PB << PA, то его парциальным давлением можно пренебречь (нелетучий компонент), и тогда упругость пара над раствором будет зависеть только от парциального давления растворителя: P A = P A 0 χ A

Это первый закон Рауля – парциальное давление над раствором прямо пропорционально мольной доле растворенного вещества. После подстановки χA = 1 – χB и несложных преобразований P A = P A 0 - P A 0 χ B получаем P A 0 - P A P A 0 = ΔP P A 0 = χ B

Относительное понижение упругости пара над раствором равно мольной доле растворенного вещества. Это закон Рауля для нелетучего растворенного компонента. Из этого закона можно вывести два следствия, которые в объединенном виде формируются как второй закон Рауля.

Зависимость повышения температуры кипения ΔTкип и понижения температуры замерзания  ΔTзам раствора от концентрации растворенного вещества.

На рис. 6.2 приведены зависимости P(T) чистого растворителя и двух его растворов P'(T) и P''(T).

Выразим мольную долю χi через моляльную концентрацию C m i . Для двухкомпонентного раствора χB=1-χA. При Cm << 1 получим χ B = C m  (B) C m  (B)+ C m  (A) C m  (B) C m  (A) .

Из подобия треугольников следует C m ' (B) C m '' (B) = χ ' χ '' = Δ P' Δ P'' = Δ T' Δ T'' .

По определению, при C m ''  (B) = 1 мольċкг-1 повышение температуры ΔT '' равно Kэб – эбулиоскопической константе для данного растворителя. Тогда повышение температуры кипения для данного раствора будет пропорционально его моляльной концентрации: Δ T K =K эб  C m  (B) .

Проведя аналогичное исследование, касающееся понижения температуры замерзания раствора, получим Δ T З =K кр C m  (B), где Kкр – криоскопическая константа.

Второй закон Рауля – понижение температуры кипения и повышение температуры замерзания раствора прямо пропорционально моляльной концентрации раствора: Δ T=K C m  (B)

Kэб и Kкр являются экстраполяционными величинами от малых концентраций растворенного вещества, где выполняется этот закон, на Cm (B) = 1, где этот закон уже не действует (рис. 6.3). В табл. 6.2 приведены Kкр и Kэф для воды и бензола.

Иллюстрация справедливости второго закона Рауля для разбавленных растворов и экстраполяционной природы Kкр и Kэб
Kкр Kэб
Вода 1,86 0,52
Бензол 5,07 2,60
Криоскопические и эбулиоскопические константы для воды и бензола (градċмоль–1ċкг)

Второй закон Рауля дает легко осуществимую экспериментально возможность определения молекулярных масс некоторых молекулярных соединений, неспособных к диссоциации в данном растворителе. Действительно, моляльная концентрация растворенного вещества может быть представлена в виде соотношения Cm = gB ċ 1000 / μB ċ gA, где gA – вес растворителя, gB – вес растворенного вещества, μB – его молярная масса. Тогда из ΔT = Kкр ċ m получим молярную массу растворенного вещества: μ B = K кр ċ g B ċ1000 g A ċΔ T З





 

Кинезио тейп купить в Москве, цены http://www.allergstop.ru
allergstop.ru
© Физикон, 1999-2015