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:

▪ Корпоративное право. Шпаргалка

▪ Римское право. Конспект лекций

▪ Философия. Шпаргалка

Смотрите другие статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Случайная новость из Архива Clover Trail быстрее и энергоэффективнее Tegra 3 27.12.2012 Intel утверждает, что её последний планшетный процессор обходит по производительности NVIDIA Tegra 3, потребляя при этом меньше энергии. Если говорить точнее, компания говорит, что 2-ядерный чип Atom Clover Trail потребляет в ряде задач даже вдвое меньше энергии по сравнению с Tegra 3. Это заявление компания сделала недавно в кругу нескольких влиятельных аналитиков. Среди прочего Intel сказала, что графика от Imagination Technologies в Clover Trail потребляет меньше энергии, чем соответствующий блок чипа NVIDIA. Ведущий аналитик Insight64 Натан Бруквуд (Nathan Brookwood), сказал, что, по словам Intel, планшетная производительность Clover Trail на уровне или даже выше по сравнению с ARM-чипом NVIDIA, но при этом первый потребляет меньше энергии. Для тестирования Intel использовала планшет Windows 8 на базе Clover Trail и планшет Microsoft Surface RT с Windows RT и чипом Tegra 3. Проверялась производительность обеих систем и энергопотребление. В результате Intel сообщает, что чип NVIDIA с четырьмя основными и одним вспомогательным ядром оказался медленнее. Впрочем, Windows RT плохо использует вспомогательное ядро при низкой нагрузке, в отличие от Android, однако Intel не приводила сравнения в мобильной ОС от Google. Также стоит признать, что Tegra 3 - уже довольно устаревший чип, использующий слабые ядра Cortex-A9, простую графику и производимый с соблюдением 40-нм норм. Скоро NVIDIA должна представить новый мобильный чип Tegra 4 с гораздо более мощными ядрами Cortex-A15 и графикой с 72 потоковыми процессорами. Однако не стоит забывать, что и Intel не стоит на месте - в следующем году ожидается выход чипа Atom Bay Trail, который впервые в семействе будет использовать ядра CPU, поддерживающие исполнение команд с изменением последовательности, что должно сильно повысить производительность.

Другие интересные новости:

▪ Огнестойкий биопластик из одноклеточной водоросли

▪ Мягкая робототехника для сельского хозяйства

▪ Монитор Samsung Odyssey 3D с объемным изображением без очков

▪ Измеритель частоты и мощности микроволнового излучения 53151A

▪ Похолодало внезапно

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Типовые инструкции по охране труда (ТОИ). Подборка статей

▪ статья О времени и о себе. Крылатое выражение

▪ статья Какие микробы стали официальными символами штатов США? Подробный ответ

▪ статья Сердечник луговой. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Типы ветроэнергетических установок. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Восстановление батареи электродрели. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026