23.Коллигативные свойства, законы Рауля, закон Вант-Гоффа

Коллигативные свойства – это свойства растворов, зависящие от числа частиц растворенного вещества. К коллигативным свойствам растворов относят:

1) понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором,

2) понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов по сравнению с температурами замерзания и кипения чистых растворителей.

3) осмотическое давление.

 1 закон Рауля. Давление насыщенного пара растворителя над раствором пропорционально мольной доле растворителя.

ДОПЕЧАТАТЬ СЮДА ФОРМУЛЫ

где Р – давления насыщенного пара растворителя над раствором, Па;

Р₀ – давления насыщенного пара над растворителем, Па;

(р-ля) – мольная доля растворителя;

(раств. в-ва) – количество растворенного вещества, моль;

(р-ля) – количество вещества растворителя, моль.

Иногда закон Рауля определяют следующим образом. Относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором равно мольной доле растворенного вещества.

 

где (раств. в-ва) – мольная доля растворенного вещества.

 

2 закон Рауля. Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов по сравнению с таковыми для чистого растворителя пропорциональны моляльной концентрации растворенного вещества:

ДОПЕЧАТАТЬ СЮДА ФОРМУЛЫ

где t_кип – повышение температуры кипения раствора, С;

t_зам – понижение температуры замерзания раствора, С;

К_э – эбуллиоскопическая константы растворителя, (кгС)/моль;

К_к – криоскопическая константы растворителя, (кгС)/моль;

b – моляльная концентрация, моль/кг;

(раств. в-ва) – количество растворенного вещества, моль;

m(р-ля) – масса растворителя, кг;

m(раств. в-ва) – масса растворенного вещества, г;

М(раств. в-ва) – молярная масса растворенного вещества, г/моль.

 

Зная температуры кипения и замерзания чистых растворителей и t можно рассчитать температуры кипения и замерзания растворов:

 

t_кип.(р-ра) = t_кип.(р-ля) + t_кип.        t_зам.(р-ра) = t_зам.(р-ля) – t_зам.

 

 

Закон Вант-Гоффа. Осмотическое давление раствора равно газовому давлению, которое производило бы растворенное вещество, находясь в газообразном состоянии и занимая объем, равный объему раствора.

ДОПЕЧАТАТЬ СЮДА ФОРМУЛЫ

где Р_осм – осмотическое давление, кПа;

с – молярная концентрация растворенного вещества, моль/л;

R – универсальная газовая постоянная, 8,314 Дж/(мольК);

Т – абсолютная температура, К;

V(р-ра) – объем раствора, л.

 

Осмос – односторонняя диффузия вещества через полупроницаемую мембрану.

Осмотическое давление – сила, обуславливающая осмос. Оно равно внешнему давлению, при котором осмос видимо прекращается.

 

Указанные законы справедливы для разбавленных растворов неэлектролитов. Их можно применять и к растворам электролитов, но в этом случае необходимо вводить изотонический коэффициент Вант-Гоффа (i). Это поправочный коэффициент, который учитывает увеличение числа частиц в растворе электролита из-за диссоциации на ионы.

ДОПЕЧАТАТЬ СЮДА ФОРМУЛЫ

Значение изотонического коэффициента Вант-Гоффа рассчитывают как частное от деления экспериментальных и теоретических значений осмотического давления, изменения температур кипения и замерзания растворов и понижения давления растворителя над раствором.