R – универсальная газовая постоянная,

С — молярная концентрация раствора,

Т – абсолютная температура.

Осмотическое давление возрастает с увеличением концен­трации растворенного вещества и температуры.

Уравнение Вант-Гоффа по форме записи соответствует уравнению состояния идеального газа

или .

Проведя аналогию можно сказать, что осмотическое давление равно тому давлению которое оказывало бы растворенное вещество, если бы оно находилось в газообразном состоянии и занимало объем равный объему раствора.

Осмос играет очень важную роль в био­логических процессах, обеспечивая поступ­ление воды в клетки и другие структуры. Концентрированные растворы сахара (сироп) и соли (рассол) широко применяются для консервирования продуктов, так как вызыва­ют удаление воды из микроорганизмов.

3 Применение законов Рауля и уравнения Вант-Гоффа к растворам электролитов

При экспериментальной проверке законов Рауля и уравнения Вант-Гоффа оказалось, что для ряда растворов экспериментальные значения были больше теоретических, нередко в несколько раз. Особенностью данных растворов было то, что они проводили электрический ток. Для применения к ним законов неэлектролитов необходимо вводить в соответствующие формулы поправочный, так называемый, изотоническим коэффициентом (i). Изотонического коэффициента показывает, во сколько раз число частиц в растворе (N_общее) больше того, которое растворили (N₀), т.е.

i = Nобщее/N₀.

Для объяснения данных отклонений Аррениус в 1887 предложил теория электролитической диссоциации. В растворах электролитов происходит самопроизвольный распад – диссоциация молекул на ионы, в результате чего раствор становится электропроводным. Температуры кипения и замерзания растворов, осмотическое давление зависят не только от концентрации электролита, но и от степени его диссоциации (α).

Степень диссоциации – это отношение числа продиссоциировавших (N_дис) частиц к исходному числу частиц растворенного вещества (N_o

)

α = N_дис/N_o.

Для таких сильных электролитов как HCl, Ca(NO₃)₂, Cr(NO₃)₃ оказалось, что значения i составляют примерно соответственно 2, 3, 4. Из записи электролитической диссоциации данных соединений видно, что количества образующихся ионов согласуются с приведенными значениями i:

HCl ® H⁺ + Cl^– i = 2,

Ca(NO₃)₂ ® Ca²⁺ + 2NO₃^– i = 3,

Cr(NO₃)₃ ® Cr³⁺ + 3NO₃^– i = 4.

Для слабых электролитов значения i были больше единицы, но не превышали два. Это объясняется частичной диссоциацией слабых электролитов.

Оказалось, что диссоциации подвергаются вещества с ионной, полярной или легко поляризуемой связями.

Важную роль в диссоциации играет растворитель. Одни и те же вещества проявляют свойства сильных электролитов в одних растворителях и слабых – в других. Так, например, в воде хлороводород – сильный электролит, а в бензоле – слабый. Гидроксиды щелочных металлов полностью диссоциируют в воде, но различаются по силе в спиртовых растворах. Чаще всего наибольшая степень диссоциации проявляется в растворителях с большой диэлектрической проницаемостью (ε), высокой сольватирующей способностью и малой вязкостью. К таким растворителям в первую очередь относится вода.

Механизм электролитической диссоциации согласуется со схемой приведенной на рисунке 2.

Рисунок 2 Схема растворения и диссоциации хлорида калия

Из данной схемы видно, что продукты диссоциации электролита (ионы) в результате электростатического взаимодействия с растворителем образуют сольваты или в случае воды – гидраты.

ЛЕКЦИЯ № 5

«РАСТВОРЫ ЭЛЕКТРОЛИТОВ»

1.Электролитическая диссоциация

Электролитическая диссоциация – это распад вещества на ионы под действием полярных молекул растворителя.

По способности распадаться на ионы электролиты делятся на сильные и слабые. Это различие носит принципиальный характер, так как для описания ряда свойств сильных и слабых электролитов применяются различные математические зависимости.

В соответствии с положением в периодической таблице элемента, образующего соответствующий электролит, к сильным электролитам относятся:

1) Основания – I-группа, II-группа начиная с Са(ОН)₂

и III-группа Тl ОН;

2) Кислоты – V-группа НNО₃, VI-группа Н₂SО₄ и Н₂SеО₄,

VII-группа НСl, НСlО₄, НСlО₃ и соответствующие кислоты для брома и йода;

3) Соли – все хорошо растворимые.

Дата добавления: 2013-12-12