17. Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов

Прямым следствием понижения давления пара над раствором является изменение температуры замерзания ΔТ_з и температуры кипения растворов ΔТ_к по сравнению со значениями этих величин для чистого растворителя. Соотношения между этими величинами также вытекают из второго начала термодинамики.

Температурой кипения жидкости является температура, при которой давление ее паров становится равным внешнему давлению (так, при 101,3 кПа температура кипения воды равна 100 °С). Температурой замерзания (кристаллизации) жидкости является температура, при которой давление пара над жидкостью равно давлению пара над твердой фазой. Если обозначить температуры замерзания и кипения раствора Т3 и Тк, а эти же величины для растворителя Т°₃ и Т°_к, то получим:

ΔТк = Т_к - Т°_к > 0,

ΔТ₃ = Т°₃ - Т₃ > 0.

Эффекты повышения температуры кипения и понижения температуры замерзания растворов качественно могут быть объяснены с помощью принципа Ле Шателье.

Действительно, если в равновесную систему "жидкость - пар" (например, Н₂О_(ж) - Н₂О_(г)), ввести растворимое нелетучее вещество, то давление пара растворителя над раствором уменьшится. Чтобы компенсировать понижение давления пара и достигнуть прежнего равновесного состояния, раствор нужно нагреть до более высокой температуры (больше 373°К), так как процесс эндотермический.

Пусть имеется равновесная система "твердая фаза - жидкость", например Н₂О_(т) > Н₂О_(ж), при 273°К. Если растворить в жидкой фазе некоторое количество не летучего вещества (нерастворимого в твердой фазе), то концентрация молекул воды в жидкой фазе уменьшится. В соответствии с принципом Ле Шателье начнет идти процесс, увеличивающий количество воды в жидкой фазе, - плавление льда. Для установления нового равновесия раствор необходимо охладить, т. е. понизить температуру, так как процесс экзотермический.

По закону Рауля для разбавленных растворов понижение давления пара пропорционально концентрации раствора. Следовательно, повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания таких растворов должно возрастать с увеличением их концентрации.

Изучая замерзание и кипение растворов, Рауль установил: повышение температуры кипения ΔТ_к и понижение температуры замерзания ΔТ₃ разбавленных растворов неэлектролитов прямо пропорционально молярной концентрации раствора:

ΔТ_к =К_эb_(x),

ΔТ₃ = К_з b_(x),

где b_(X) - молярная концентрация, моль/кг;

К_з и К_э - коэффициенты пропорциональности,

кг x К x моль¹, которые называются соответственно эбулиометрической и криометрической константами. Физический смысл констант К_э и К_з становится ясен, если принять b_(X) = 1. Тогда К_э = ΔТ_к, а К_з = ΔТ_з . Иначе говоря, эбулиометрическая константа численно равна повышению температуры кипения одномолярного раствора, а константа криометрическая - понижению температуры замерзания одномолярного раствора.

Эбулиометрические и криометрические константы зависят только от природы растворителя и не зависят от природы растворенного вещества (идеальные растворы).

Авторы: Дроздова М.В., Дроздов

<< Назад: Роль диффузии в процессах переноса веществ в биологических системах

>> Вперед: Осмотическое давление

Рекомендуем интересные статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки:

▪ Медицинская физика. Шпаргалка

▪ Стоматология. Конспект лекций

▪ Зарубежная литература XX века в кратком изложении. Часть 2. Шпаргалка

Смотрите другие статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Определение спелости с помощью нейронных сетей 14.08.2021 В связи с тем, что промышленность хочет максимально автоматизировать процесс производства пищевых продуктов, время от времени возникает необходимость в том, чтобы машины отсортировывали спелые и готовые продукты от остальных. Турецкий новатор Кутлухан Актар нашел способ сделать это, используя возможности нейронных сетей. Цель данного проекта проста. Она направлена на определение спелости фруктов и овощей путем отслеживания изменений пигмента. Вместо применения камеры в проекте используются данные датчика видимого света AS7341, который лучше подходит для сбора точной спектральной информации. Это позволяет лучше понять фактический свет, отражаемый фруктом, который определяется пигментами кожуры, напрямую связанными со спелостью. Образцы были взяты с фруктов и овощей в течение нескольких дней, что позволило создать базу данных по продуктам на различных стадиях спелости. Все данные были использованы для создания модели TensorFlow, которая может определять спелость фруктов и овощей, удерживаемых под датчиком. Разработанный гаджет является отличным примером использования расширенного зондирования в сочетании с нейронными сетями. Исследователи подозревают, что результаты его оценки намного точнее, чем предполагалось.

Другие интересные новости:

▪ Датчики давления с кварцевым генератором и высокой точностью измерений

▪ Золото из пластика

▪ Самое древнее пиво

▪ Intel покажет новый Tablet PC

▪ Когда музыка убивает

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Микрофоны, радиомикрофоны. Подборка статей

▪ статья Халява. Крылатое выражение

▪ статья Кто такой Геракл? Подробный ответ

▪ статья Юферсный узел. Советы туристу

▪ статья Устройство защиты громкоговорителей на микросхемах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья УКВ приставка к приемнику прямого усиления. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026