51. Понятие о реактивном поле.

Реактивное поле возникает в смеси полярных и неполярных молекул, например, таких как углеводороды и нафтеновые кислоты смолистые соединения и жидкие углеводороды и др. В смесях неф­тяных углеводородов полярные молекулы воздействуют полем опре­деленной симметрии (симметрия поля определяется симметрией ва­кантных молекулярных орбиталей) и напряженности Н на молекулы углеводородов. Это поле возбуждает молекулярные орбитали, содержащие электроны, разделяя заряды, что обусловливает появление (наведение) диполя такой же симметрии и, возможно, несколь­ко меньшей напряженности поля H1. Молекула с индуцированным диполем в свою очередь воздействует своим полем на полярную моле­кулу, изменяя ее электромагнитное поле, то есть возбуждает в ней реактивное (ответное) поле.

Возникновение реактивного поля приводит к повышению энергии взаимодействия двух частиц, что отражается в создании проч­ных сольватных оболочек в смеси полярных и неполярных жидкостей у молекул полярного типа. Создание прочных первичных сольватных оболочек упрочняет структуру элементарных пространственных объ­единений разнородных молекул, то есть полиэдров, что отражается в свойствах растворов полярных и неполярных жидкостей.

где знак минус определяет притяжение молекул;

- статическая электрическая проницаемость;

- диэлектрическая проницаемость, обусловленная элект­ронной и атомной поляризуемостью полярных молекул;

- число Авогадро;

- объем, занимаемый I молем полярного вещества в изот­ропной падкости;

- дипольный момент;

- энергия I моля полярного вещества в растворе.

Из формулы видно, что величина энергии реактивного доля возрастает с повышением дипольного момента и числа молекул в смеси и с уменьшением мольного объема полярных молекул. При разделении смеси полярных и неполярных молекул на составляющие ректификацией необходимо уменьшать величину реактивного поля, а при экстракции, наоборот, повышать его величину.

52. Сущность физической, химической и физико - химической теорий образования растворов.

Химическая теория растворов развивалась Д.И.Менделеевым, который рассматривал растворы как смеси непрочных химических соединений молекул растворенного вещества с молекулами раство­рителя. Эти представления основывались на экспериментальной за­висимости плотности водно-спиртовых растворов от состава и на зависимости первой производной от плотности спиртового раствора по числу моль спирта в зависимости от состава раствора.

Развитием теории Д.И.Менделеева является поли­эдрическая теория образования растворов, согласно которой в жидкости из однородных и разнородных молекул создаются элементарные пространственные группы-полиэдры. Однако химическая теория не мо­жет объяснить механизм образования идеальных растворов, отклоне­ния в свойствах реальных растворов от свойств идеальных раство­ров и др.

Для объяснения свойств идеальных растворов с изменением их состава била предложена физическая теория (В.Ф.Алексеев - 1870--1880 гг.) и была проложена в работах Вант-Гоффа, Аррениуса и др. Согласно этой теории, процесс растворения одного вещества в другом является результатом простого распределения молекул по объему тепловым движением, при этом между взаимодействующими молекулами проявляются только слабые MМB. В результате простого перемешивания молекул веществ процесс растворения при создании идеальных растворов не сопровождается тепловым эффектом. Идеаль­ными свойствами обладают также разбавленные растворы. Идеальными свойствами в любых пределах изменения концентрации растворов об­ладают смеси веществ с близкими по свойствам молекулами: н-гептан-н-гексан, оптические изомеры.

Общая теория растворов в настоящее время не создана, хотя проводятся широкие научные исследования методами квантовой хи­мии, статистической термодинамики, кристаллохимии, различными физи­ко-химическими методами анализа Д.И.Менделеев указывал, что образо­вание растворов может рассматриваться с двух сторон: с физической и химической, и в растворах виднее, чем где-либо, насколько эти стороны естествознания сближены между собою. В учении о растворах широко используются представления о полиэдрической их структуре и развиваются аналитические методы, связывающие структуру, состав и свойства растворов.