Растворы электролитов

Коллигативные свойства растворов

Слово «коллигативный» означает «связанный друг с другом» и применяется как термин, описывающий подобные явления, свойства. Для растворов такими свойствами являются: понижение давления пара, повышение температуры кипения, понижение температуры замерзания и осмотическое давление. Из них основным является понижение давление пара (выраженное через закон Рауля), а остальные являются следствиями.

Их объединяет общая особенность – эти свойства зависят не от природы растворенного вещества или растворителя, а только от концентрации растворенного вещества. Обычно на практике применяют моляльную концентрацию m, выраженную числом молей растворенного вещества в 1000 г растворителя.

Обозначим: m_А – масса растворителя, г; m_В – масса растворенного вещества, г; М_В – молярная масса растворенного вещества. Тогда, моляльная концентрация растворенного вещества может быть выражена формулой:

m = m_В*1000/m_А*М_В (1)

и все вышеупомянутые коллигативные свойства можно применить через моляльную концентрацию. Так как моляльная концентрация учитывает моляльную массу растворенного вещества, то становится возможным определить ее путем измерения коллигативных свойств, например, через понижение температуры замерзания:

М_В = К_кр*m_В*1000/∆T_зам.*m_А (2)

что и применяется на практике.

Пример. В некотором недиссоциирующем веществе определяют содержание углерода и водорода. Показано, что его эмпирическая формула имеет вид: (CH₂O)_x. Раствор этого соединения, содержащий 1 г вещества в 100 г воды, замерзает при -0,103 ⁰С. Определите молярную массу и формулу вещества.

Дано: m_A = 100 г.

m_В = 1 г.

Т_зам. = -0,103 ⁰С.

М_В -?

Решение:

1. По справочнику находим значение криоскопической постоянной для воды:

К_крH2O = 1,86;

1. Определим понижение температуры замерзания раствора:

∆Т_зам = Т₀ – Т_зам = 0-(-0,103) = 0,103⁰;

1. Вычислим молярную массу по уравнению (2):

М_В = 1,86*1*1000/0,103*100 = 180,6

1. Определим формулу вещества. По эмпирической формуле найдем:

Х = М/М_CH2O = 180,6/(12+2+16) = 180,6/30 = 6

Следовательно, формула определяемого вещества – C₆H₁₂O₆.

Электролиты это вещества, которые в растворе или расплаве полностью или частично состоят из ионов – частиц, несущих положительный или отрицательный заряд.

Растворам электролитов присущи рассмотренные выше коллигативные свойства. Но для электролитов наблюдаются количественные отклонения от законов Рауля и Вант-Гоффа. Причина заключается в явлении диссоциации – распаде электролитов на ионы под действием растворителя. Гипотеза об этом была впервые высказана в 1889 году шведским ученым С. Аррениусом, которая в наше время известна как теория электролитической диссоциации. Основные ее положения таковы:

1. В растворе молекулы электролитов распадаются на самостоятельные ионы, имеющие определенный электрический заряд.

2. Распадаются не все молекулы, а некоторая их часть, характеризуемая величиной степени диссоциации α, которая равна отношению числа молекул, распавшихся на ионы к общему числу молекул в растворе.

3. Свойства раствора определяются свойствами ионов. Раствор рассматривается как механическая смесь ионов и молекул растворителя.

Все электролиты оп величине степени диссоциации подразделяются на:

• Слабые, если степень диссоциации менее 2%;
• Сильные, если степень диссоциации больше 30%.

Дата добавления: 2014-01-07