Билет №24. Давление пара растворов. Первый закон Рауля. Осмотическое давление растворов неэлектролитов. Закон Вант-Гоффа.

При данной температуре давление насыщенного пара над каждой жидкостью - величина постоянная. Опыт показывает, что при растворении в жидкости какого-либо веществадавление насыщенного пара этой жидкости понижается. Таким образом, давление насыщенного пара растворителя над раствором всегда ниже, чем над чистым растворителем при той же температуре. Разность между этими двумя величинами принято называть понижением давления пара над раствором. Отношение величины этого понижения к давлению насыщеного пара над чистым растворителем называется относительным понижением давления пара над раствором.

В 1887 году французский физик Рауль, изучая растворы различных нелетучих жидкостей и веществ в твёрдом состоянии, установил закон, связывающий понижение давления пара над разбавленными растворами неэлектролитов с концентрацией: Относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором равно мольной доле растворённого вещества: . Мольной долей называется отношение числа молей растворённого вещества к общему числу молей растворённого вещества и растворителя.

Возьмём сосуд с водой и опустим туда ёмкость с концентрированным раствором сахара, дно которой сделано из полупроницаемой плёнки, которая пропускает молекулы воды, но не пропускает молекулы сахара, и установленной вертикальной трубкой. Идёт врпавнивание концентраций внутреннего и внешнего слоёв за счёт проникновения воды в раствор сахара. Такая односторонняя диффузия через полупроницаемую перегородку называется осмосом. Объём во внутреннем сосуде увеличивается. Жидкость поднимается по трубке. Осмос протекает до тех пор, пока не наступает динамическое равновесие. Сила, вызывающая осмос, называется осмотическим давлением.

Вант-Гофф заметил, что растворы неэлектролитов во многом напоминают газы и к осмотическому давленю можно применить уравнение состояния газов. В результате получаем формулу, выражающую осмотическое давление: , где Сm - мольно-объёмная концентрация. Осмотическое давление равняется тому давлению, которое производило бы растворённое вещество, если бы оно при той же температуре, находилось в газообразном состоянии и занимало объём, равный объёму раствора.

Билет №25 и 26. Понижение температуры замерзания и новышение температуры кипения растворов неэлектролитов. Закон Рауля. Криоскопическая константа. Эбуллиоскопиская константа.

Индивидуальные вещества характеризуются строго определёнными температурами пререходов от одного агрегатного состояния к другому. Иначе обстоит дело с растворами. Присутствие растворённого вещества повышает температуру кипения и понижает температуру замерзания растворителя, и тем сильнее, чем концентрированнее раствор. В большинстве случаев из раствора кристаллизуется или выкипает только растворитель, вследствие чего концентрация раствора в ходе его замерзания или кипения возрастает. Это в свою очередь приводит к ещё большему повышению температуры кипения и снижению температуры замерзания. Таким образом, раствор кристаллизуется или кипит не при определённой температуре, а в некотором температурном интервале. Температуру начала кристаллизации и начала кипения данного раствора называют его температурой кристаллизации и температурой кипения.

Разность между температурами кипения раствора и чистого растворителя называют повышением температуры кипения раствора. Разность между температурами замерзания чистого растворителя и раствора называют понижением температуры замерзания раствора.

Изучая замерзание и кипение растворов, Рауль установил, что повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания раствора пропорционально количеству вещества, растворённого в данном весовом количестве растворителя. Вычислено, что при растворении 1 моля химического соединения в 1000 г воды понижениетемпературы замерзания и повышение температуры кипения есть величины постоянные для данного растворителя и называются соответсвенно криоскопической и эбуллиоскопической константами.

На измерениях температур кипения и замерзания растворов основаны эбулеоскопический и криоскопический методы определения молекулярных масс веществ. Оба метода широко используются в химии.