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:

▪ Общая хирургия. Шпаргалка

▪ Статистика. Шпаргалка

▪ Фармакология. Шпаргалка

Смотрите другие статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Мизофония может иметь выраженную генетическую основу 15.10.2026

Для большинства людей звук жевания, дыхания или сопения остается практически незаметной частью повседневной жизни. Однако у людей с мизофонией такие совершенно обычные звуки способны вызывать мгновенную и крайне сильную негативную реакцию. Причины этого состояния до сих пор изучены недостаточно, однако новое исследование указывает на важную роль наследственности. Полученные данные свидетельствуют о том, что предрасположенность к мизофонии может иметь глубокую генетическую основу. Исследованием занималась команда Медицинской школы Йельского университета, сосредоточившая внимание на семейной истории людей с этим расстройством. В отличие от ряда предыдущих работ, проводившихся преимущественно с помощью дистанционных опросов, на этот раз специалисты непосредственно обследовали 101 человека с мизофонией и членов их семей. Такой подход позволил исследователям оценить не только распространенность состояния среди родственников, но и возможные связи с другими особенностями психического здоро ...>>

Запись магнитных данных с помощью сверхбыстрых лазерных импульсов 15.10.2026

Системы хранения данных постоянно сталкиваются с необходимостью одновременно увеличивать скорость записи, плотность информации и энергоэффективность. Один из возможных путей решения этой задачи связан с использованием света для управления магнитными состояниями материала. Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали метод, в котором специально сформированные лазерные импульсы позволяют изменять направление намагниченности, открывая перспективу создания более быстрых и компактных магнитных устройств памяти. Главное отличие нового подхода заключается в том, что исследователи управляют не составом магнитного материала, а характеристиками самого лазерного излучения. Ультрабыстрый лазер концентрирует энергию на микроскопическом участке поверхности. Когда диаметр светового пятна становится меньше 1,36 мкм, специалистам удается переключать направление намагниченности независимо от спиральности света, то есть направления вращения его поляризации. Это позволяет отказаться от ...>>

Биокаталитический способ получения хиральных оксазолидинонов 14.10.2026

Химия все чаще обращается к биологическим молекулам, чтобы сделать синтез сложных веществ более точным и эффективным. Особенно важны такие технологии при создании соединений, у которых одинаковый химический состав может сопровождаться разным пространственным расположением атомов и, следовательно, различными свойствами. Исследователи из Калифорнийского технологического института и Университета Питтсбурга предложили новый биокаталитический подход, позволяющий получать хиральные оксазолидиноны непосредственно из простых неактивированных алкенов. В основе предложенного метода лежит последовательность из двух реакций - азиридинирования и последующего расширения цикла. Этот каскад запускается с помощью гемопротеина, который выполняет функцию катализатора и позволяет направлять химическое превращение в нужную сторону. В результате из относительно простого исходного соединения формируется более сложная циклическая структура с заданной пространственной конфигурацией. Особенно существенным ...>>

Случайная новость из Архива Выявлена причина снижения яркости светодиодов 08.05.2013 Исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре в сотрудничестве с коллегами из Политехнической школе во Франции обнаружили причину резкого снижения яркости светодиодов при высоких токах. Этой причиной оказался эффект оже-рекомбинации, при котором лишняя энергия передаётся другому электронному возбуждению. Светодиоды обладают огромным потенциалом и могли бы решить многие энергетические и экономические проблемы. Замена обычных ламп на светодиодные в масштабах целой страны может сэкономить сотни мегаватт и сделать "лишними" десятки электростанций. К сожалению, светодиоды до сих пор слишком дороги для массового использования, и не в последнюю очередь потому, что при подаче мощного тока они не светятся ярче, а наоборот становятся тусклее. Из-за этого явления невозможно создать мощные светильники на основе одного сверхяркого светодиода. В итоге приходится использовать массивы светодиодов, которые закономерно стоят дороже и занимают больше места. Чтобы обнаружить причину затухания светодиодов, международная группа ученых провела сложнейший эксперимент с использованием вакуумной камеры и специального светодиода с поверхностью, способной считывать энергетический спектр электронов, испускаемых светодиодом. Полученные результаты однозначно показали, что причиной снижения яркости светодиодов при больших токах являются энергичные электроны, которые образовались в ходе оже-рекомбинации. В светодиодах на основе нитридных полупроводников этот процесс происходит, когда электроны теряют энергию при столкновениях с другими электронами, при этом выделяется не свет, а тепло. Теперь, когда ученые точно знают причину неработоспособности традиционных светодиодов при высоких токах, инженеры смогут создать светодиоды, лишенные этого недостатка. Можно ожидать, что в ближайшие годы появятся светодиоды, которые могут потреблять большой ток и превращать его в сверхяркий свет.

Другие интересные новости:

▪ Антибиотики для борьбы с супербактериями

▪ Умные очки Huawei X Gentle Monster EyeWear

▪ Оптоэлектронное реле серии FTR-SL

▪ Диетическая кола не поможет похудеть

▪ На МКС установят датчик космического мусора

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Ограничители сигнала, компрессоры. Подборка статей

▪ статья На заре туманной юности. Крылатое выражение

▪ статья Кто изобрел перо? Подробный ответ

▪ статья Эль-Ниньо и течение Гумбольдта. Чудо природы

▪ статья Ряженка. Простые рецепты и советы

▪ статья Молоко из воды. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026