Kэб = R (Tкип)2 M ,

1000∆v H

R – универсальная газовая постоянная; М – молярная масса растворителя.

Кристаллизация раствора происходит при температуре более низкой, чем температура кристаллизации чистого растворителя. Это вызвано взаимодействием частиц растворенного вещества с молекулами растворителя, которое препятствует образованию кристаллической структуры. На диаграмме состояния (см. рис. 7.4)

понижение температуры кристаллизации ∆Ткр соответствует расстоянию между кривыми 2′ и 2, измеренному по изобаре р0 =

=1,013 105 Па.

Понижение температуры кристаллизации раствора по сравнению с чистым растворителем прямо пропорционально концентрации растворенного вещества:

∆Ткр = KкрСм,

где ∆Ткр – понижение температуры кристаллизации раствора по сравнению с чистым растворителем; Kкр – криоскопическая постоянная растворителя. Она характеризует растворитель и не зависит от природы растворенного вещества.

Криоскопическую постоянную растворителя можно вычислить, зная температуру кристаллизации растворителя (Tкр, К) и энталь-

пию плавления (∆mH, Дж/кг):

Kкр = R(Tкр)2 M . 1000∆mH

Эбуллиоскопические и криоскопические постоянные некоторых растворителей приведены в табл. 7.3.

					Т а б л и ц а 7.3
	Растворитель	Ткип,	Kэб,	Ткр,		Kкр,
		°С	К кг/моль	°С		К кг/моль
Вода	H2O	100	0,51	0		1,86
Ацетон (CH3)2CO		56,3	1,71	–95		2,40
Бензол C6H6		80,1	2,53	5,53		5,12
Четыреххлористый угле-		76,7	4,95	–23		30
род CCl4

7.5.4. Электролиты

255

Свойства растворов, зависящие от числа частиц растворенного вещества, а не от их химической природы, в частности повышение температуры кипения и понижение температуры кристаллизации, получили название коллигативных свойств.

В растворе электролита за счет диссоциации увеличивается число частиц по сравнению с раствором неэлектролита той же концентрации. Это должно отразиться на коллигативных свойствах растворов электролитов. Следовательно, повышение температуры кипения и понижение температуры кристаллизации растворов будет зависеть не только от концентрации, но и от степени диссоциации растворенного вещества. Кроме того, при диссоциации молекулы в зависимости от ее химического состава образуется различное количество ионов. Увеличение числа частиц в растворе электролита характеризует изотонический коэффициент (i).

Если при растворении вещества KatxAny устанавливается динамическое равновесие: KatxAny ↔ x Kat+ + y An-, то изотонический коэффициент равен отношению суммарного числа частиц (ионов и недиссоциированных молекул) в растворе к числу растворенных молекул:

i=∑(NKat+ +NAn− +NKat xAn y ) ,

N0

где N0 – число молекул растворенного вещества; Σ(Ni) – суммарное число катионов, анионов и недиссоциированных молекул растворенного вещества.

Если степень диссоциации вещества равна α, то с учетом уравнения диссоциации изотонический коэффициент

i= xαN0 + yαN0 +(N0 −αN0 ) =αm+1−α ,

N0

i= α(m –1)+1,

где x – число катионов, y – число анионов, m = x + y – суммарное число частиц, образующихся в результате единичного акта диссоциации.

В случае сильного электролита (α→1) все растворенные молекулы распадаются на ионы и изотонический коэффициент равенi = m.

П р и м е р.
NaCl → Na+ + Cl-	i = m = 1+1 =2,
CaCl2 → Ca2+ + 2Cl-	i = m = 1+2 =3,

256