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:

▪ Конституционное право Российской Федерации. Шпаргалка

▪ Реклама и рекламная деятельность. Конспект лекций

▪ Государственные и муниципальные финансы. Конспект лекций

Смотрите другие статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Сопереживание не дает мыслить скептически 15.11.2012 Даже самый развитый, аналитический ум может принять на веру историю мошенника, даже несмотря на то, что он вполне сумел бы распознать обман. Отчего это так? Ученые из Case Western Reserve University выяснили, что когда мозг активирует сеть нейронов, позволяющую нам сопереживать, он одновременно подавляет сеть, используемую для анализа. И когда наш "внутренний аналитик" подавлен, способность трезво оценить ситуацию и распознать мошенника резко уменьшается. В целом активность нашего мозга распределяется между социальными побуждениями и аналитикой. Но когда перед нами встают реальные задачи, у здоровых взрослых активируются соответствующие нейронные сети. Исследования впервые показали, что у нейронов есть некоторые ограничения "пропускной способности", мы не можем быть одновременно чуткими и трезво анализировать. В работе сообщается, что существующие теории о конкуренции двух нейронных сетей в мозгу должны быть пересмотрены. Исследование опубликовано в Neuroimage. Ряд предыдущих исследований показал, что в человеческом мозге активны две крупные нейронные сети. Одна из них действует "по умолчанию" в состоянии покоя, а другая - при целенаправленном решении задач. Однако другие исследования разделились во мнениях относительно механизма этих активностей. Первая теория говорит, что одна из наших сетей участвует в решении задач, а вторая позволяет уму бесконтрольно блуждать. Другая теория гласит, что одна сеть отвечает за внимание, направленное наружу, а вторая занята самоконтролем. Новое исследование при помощи функциональной магнитно-резонансной томографии показало, что все внешние раздражители - и "социальные", и "аналитические" - последовательно занимают все нейронные пути, чтобы разрешить проблему. В это время остальные нейронные пути подавляются. "Разрыв между эмпирическим и научным пониманием проблемы существует, и он давно известен", - говорит Энтони Джек, ведущий автор исследования, доцент кафедры когнитивой науки. - В 2006 году мы с философом Филиппо Робинсом выдвинули совершенно безумную гипотезу о том, что этот "объяснительный пробел" на самом деле обусловлен нашими нейронными структурами. Я был очень удивлен, когда увидел, насколько экспериментальные результаты соответствуют этой теории".

Другие интересные новости:

▪ Стройматериал из отходов пластмассы

▪ Самый большой вирус

▪ 2D материал толщиной в 1 атом

▪ Тонкий внешний пишущий привод Pioneer с поддержкой BDXL-дисков

▪ Черная икра из Швейцарии

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

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

▪ статья Альфред Адлер. Знаменитые афоризмы

▪ статья Откуда появился кефир? Подробный ответ

▪ статья Реанимация. Медицинская помощь

▪ статья Электросон. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Хроматография на дому. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025