Кипение и замерзание растворов

Следствием снижения давления насыщенного пара растворителя над раствором является повышение температуры кипения по сравнению с чистым растворителем и понижение температуры его замерзания. Часто из растворов переходит в пар при кипении и кристаллизуется при замерзании только растворитель, вследствие чего концентрация раствора по мере его кипения или замерзания возрастает. Это, в свою очередь, приводит к еще большему повышению температуры кипения и понижению температуры замерзания раствора. Таким образом, раствор, в отличие от чистого растворителя, кипит или замерзает не при постоянной температуре, а в некотором интервале температур.

Если раствор кипит, то начало температурного интервала называют температурой кипения раствора, а конец - температурой конденсации. Если раствор замерзает, то начало температурного интервала называют температурой кристаллизации, а конец - температурой плавления.

Всякая жидкость начинает кипеть при той температуре, при которой давление её насыщенного пара достигает величины внешнего давления. Вода при давлении 101к.Па начинает кипеть при 100⁰С потому, что давление насыщенного пара равно 101 кПа. Поскольку при данной температуре давление насыщенного водяного пара над раствором будет ниже, чем над растворителем, то при 100°C раствор не закипает. Температура кипения водного раствора больше 100°C, причем тем больше, чем выше концентрация раствора.

При замерзании жидкостей кристаллизация начинается при той температуре, при которой давление насыщенного пара над жидкой фазой становится равным давлению насыщенного пара над твердой фазой. Вода замерзает при 0⁰ С потому, что при этой температуре давление насыщенного пара воды над жидкостью и надо льдом одинаково и равно 0,61кПа.

Для разбавленных растворов повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания не зависит от природы растворенного вещества и прямо пропорционально количеству вещества n:

DТ_кип =К_Э, · n, (45)

где К_э - эбулиоскопическая постоянная, равная

,

DТ_зам =К_к·· n, (46)

К_к - криоскопическая постоянная, равная

,

где l_исп, l_плав. - удельные теплоты испарения и плавления растворителя соответственно, Дж/г; T_исп, Т_плав - температуры испарения и плавления растворителя соответственно.

Дата добавления: 2014-01-06