На тему: Коллигативные свойства растворов, их роль в повседневной жизни.

Реферат

На тему: Коллигативные свойства растворов, их роль в повседневной жизни.

 

 

Минск, 2009 г.

 

Содержание

1. Общая характеристика растворов

.   Коллигативные свойства разбавленных растворов

.   Осмос и осмотическое давление

.   Криоскопия

.   Эбуллиоскопия

.   Давление насыщенного пара растворителя

.   Оборудование

.   Практическое значение осмоса

.   Применение методов криоскопии и эбуллиоскопии

Использованная литература

 

Растворы

 

Растворами называются твердые, жидкие или газообразные однородные системы, состоящие из двух или более компонентов, относительные компоненты которых могут изменяться в довольно широком диапазоне без скачкообразного изменения свойств системы. Наибольшее практическое значение имеют жидкие растворы, в частности те, в которых растворителем служит вода.

От простых смесей растворы отличаются тем, что составляющие их молекулы равномерно распределены по всему объёму.

В отличие от химических соединений растворы имеют переменный состав и не подчиняются закону кратных соотношений.

Процесс растворения является не просто механическим распределением одного вещества в другом, а более сложным процессом, характеризующимся взаимодействием растворённого вещества с растворителем, которое отличается от химического характером и энергией связи частиц.

Следовательно, растворы не только однородные смеси двух и более веществ, но и продуктов их взаимодействия.

Растворы многими свойствами отличаются от чистых растворителей. Например, давление пара растворителя над раствором ниже, чем над чистым растворителем. Это понижение прямо пропорционально мольной доле растворённого нелетучего неэлектролита (закон Рауля).

Закон Рауля. Парциальное давление насыщенного пара данного компонента над раствором равно давлению насыщенного пара этого компонента в чистом состоянии умноженному на его молярную долю в растворе:

 

Δ Р=Кх,

где р - понижение давления пара, х - мольная доля растворённого вещества, К - константа, равная Δр при х=1.

Растворённое вещество, занимая часть объёма раствора, понижает концентрацию частиц растворителя и соответственно этому уменьшает число их, переходящих в пар.

 

Коллигативные свойства разбавленных растворов

 

Коллигативные свойства - свойства растворов, которые не зависят от природы растворённого вещества, а определяются числом частиц в растворе.

К коллигативным свойствам относят:

.   повышение осмотического давления

.   понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором

.   понижения температуры замерзания раствора (криоскопия)

.   повышение температуры кипения раствора (эбуллиоскопия)

 

Криоскопия

Температурой замерзания жидкости является такая температура, при которой давление насыщенного пара над кристаллами льда и над жидкостями одинаково. Разность температур замерзания растворителя и раствора называют понижением температуры замерзания раствора.

Понижение температуры замерзания раствора связано с понижением давления пара над раствором по сравнению с чистым растворителем. Всякая жидкость начинает замерзать при той температуре, при которой она будет иметь такое же давление пара, каково оно над ее льдом.

Давление пара растворителя над раствором становится равным давлению пара над льдом, т.е. при более низкой температуре, чем Т_о, и температура Т₃. отвечает точке замерзания данного раствора. Всегда Т₃.<Т_о и понижение температуры замерзания ΔТ₃. = Т_о - Т₃. растет с концентрацией

 

ΔТ₃. = Е₃ ·m,

 

где Е₃ - криоскопическая постоянная растворителя, m - моляльная концентрация.

Криоскопическая постоянная растворителя показывает понижение температуры замерзания, которое наблюдалось бы для раствора, содержащего на 1000 г растворителя 1 моль растворенного неэлектролита.

Криоскопическая постоянная не зависит от концентрации и природы растворенного вещества, а зависит только от природы растворителя.

Способ определения молярной массы неэлектролита, основанный на понижении температуры начала кристаллизации жидкости при растворении в ней исследуемого вещества называется криоскопией.

Для Е₃ найдено следующее выражение:

 

Е₃ =

 

где l -удельная теплота плавления растворителя, T - абсолютная температура его замерзания.

При смешивании соли со снегом или мелко раздробленным льдом происходит образование раствора, сопровождающееся сильным охлаждением вследствие большого поглощения теплоты льдом при его плавлении и солью при ее растворении. Охлаждающие смеси имеют большое практическое применение в лабораторной технике и промышленности.

На практике применяются еще так называемые антифризы, представляющие собой водный раствор некоторых неорганических солей или спиртов. Из неорганических солей для приготовления антифризов применяют хлориды аммония, натрия, магния, кальция, а также карбонат калия (поташ).

Из спиртов чаще всего используют этиловый спирт, глицерин и этиленгликоль. В зависимости от природы и отношений масс составных частей антифриз не замерзает при температуре от -15 до -55°С и ниже. Применяют антифризы для охлаждения цилиндров автомобильных, тракторных и авиационных двигателей при эксплуатации их в зимнее время, а также для заполнения противопожарных трубопроводов в не отапливаемых помещениях.

 

Эбуллиоскопия

 

Так как давление пара раствора всегда меньше давления пара растворителя, то раствор должен кипеть при более высокой температуре, чем растворитель. Для того чтобы раствор кипел, нужно достичь равенства между давлением пара над раствором и атмосферным давлением, а для этого он должен быть нагрет до более высокой температуры.

Повышение температуры кипения

 

ΔT_К.=T_к.-Т_о

 

увеличивается с концентрацией или

 

ΔТ_к, = Е_кТ,

 

где ΔТ_к - повышение температуры кипения, Е_к - эбуллиоскопическая постоянная растворителя.

Эбуллиоскопическая постоянная растворителя показывает повышение температуры кипения, которое наблюдалось бы для раствора, содержащего на 1000 г растворителя 1 моль растворенного неэлектролита.

Эбуллиоскопическая постоянная не зависит от концентрации и природы растворенного неэлектролита, а зависит только от природы растворителя и имеет размерность град-моль.

Измерив повышение температуры кипения раствора по сравнению с температурой кипения чистого растворителя, а также навеску растворителя и навеску растворенного вещества, можно вычислить его молекулярную массу. Такой метод определения молекулярной массы называется эбуллиоскопическим или эбуллиоскопией.

Однако эбуллиоскопический метод из-за недостаточной точности и невозможности работать с веществами, разлагающимися при кипячении раствора, применяется реже криоскопического метода.

 

Реферат

на тему: Коллигативные свойства растворов, их роль в повседневной жизни.

 

 

Минск, 2009 г.

 

Содержание

1. Общая характеристика растворов

.   Коллигативные свойства разбавленных растворов

.   Осмос и осмотическое давление

.   Криоскопия

.   Эбуллиоскопия

.   Давление насыщенного пара растворителя

.   Оборудование

.   Практическое значение осмоса

.   Применение методов криоскопии и эбуллиоскопии

Использованная литература

 

Растворы

 

Растворами называются твердые, жидкие или газообразные однородные системы, состоящие из двух или более компонентов, относительные компоненты которых могут изменяться в довольно широком диапазоне без скачкообразного изменения свойств системы. Наибольшее практическое значение имеют жидкие растворы, в частности те, в которых растворителем служит вода.

От простых смесей растворы отличаются тем, что составляющие их молекулы равномерно распределены по всему объёму.

В отличие от химических соединений растворы имеют переменный состав и не подчиняются закону кратных соотношений.

Процесс растворения является не просто механическим распределением одного вещества в другом, а более сложным процессом, характеризующимся взаимодействием растворённого вещества с растворителем, которое отличается от химического характером и энергией связи частиц.

Следовательно, растворы не только однородные смеси двух и более веществ, но и продуктов их взаимодействия.

Растворы многими свойствами отличаются от чистых растворителей. Например, давление пара растворителя над раствором ниже, чем над чистым растворителем. Это понижение прямо пропорционально мольной доле растворённого нелетучего неэлектролита (закон Рауля).

Закон Рауля. Парциальное давление насыщенного пара данного компонента над раствором равно давлению насыщенного пара этого компонента в чистом состоянии умноженному на его молярную долю в растворе:

 

Δ Р=Кх,

где р - понижение давления пара, х - мольная доля растворённого вещества, К - константа, равная Δр при х=1.

Растворённое вещество, занимая часть объёма раствора, понижает концентрацию частиц растворителя и соответственно этому уменьшает число их, переходящих в пар.