Файл: Закон сталості cкладу.docx

Для дуже розбавлених розчинів недисоціюючих речовин знайдена закономірність, що досить точно описується рівнянням:



де   — число молей речовини в розчині об'єму V; R — універсальна газова стала; Т — абсолютна температура (в Кельвінах), p — величина осмотичного тиску.

У випадку дисоціації речовини в розчині на іони в праву частину рівняння вводиться множник і > 1, що називається коефіцієнтом Вант-Гоффа і відповідає кількості кінетично-активних елементів в розчині; при асоціації розчиненої речовини і < 1. Так, наприклад,хлорид кальцію CaCl₂ при розчиненні дисоціює на три іони, тож для обчислення кількості осмотично-активних кінетичних елементів (в молях) кількість цієї речовини треба помножити на три; отже в даному випадку і = 3.

Осмотичний тиск реального розчину ( ) завжди менший, ніж ідеального (p«), причому відношення р' / р» = g, що називаєтьсяосмотичним коефіцієнтом, зростає при збільшенні концентрації.

Розчини з однаковим осмотичним тиском називаються ізотонічними або ізоосмотичними. Так, різноманітні кровезамісники та фізіологічні розчини ізотонічні відносно серединних рідин організму. Для всіх хребетних тварин (в тому числі і людини) ізотонічним відносно рідин їхнього організму є 0,9 % розчин солі (NaCl) у воді.

Якщо один розчин порівняно з іншим має більш високий осмотичний тиск, його називають гіпертонічним, а якщо менший осмотичний тиск — гіпотонічним.

Дифу́зія — процес випадкового невпорядкованого переміщення частинок під впливом хаотичних сил, зумовлених тепловим рухом і взаємодією з іншими частками.

Дифузія — перенесення речовини, зумовлене вирівнюванням її концентрації (точніше, хімічного потенціалу) у спочатку неоднорідній системі.

Наслідком дифузії є переміщення часток із областей, де їхня концентрація висока, в області, де їхня концентрація низька, тобто вирівнювання концентрації часток у термодинамічній системі, встановлення рівноваги за складом.

Дифузія дуже розповсюджене явище, яке відіграє велику роль у функціонуванні живих організмів. У легенях молекули кисню дифундують у кровоносні судини, завдяки процесам дифузії відбувається обмін речовин у клітинах.

---

Дифузія широко використовуються у техніці. Наприклад, робота біполярного транзистора основана на дифузії неосновних носіїв заряду через p-n перехід. Вибіркове перенесення певних компонентів у пори речовини — інфільтраційна дифузія. Дифузія має особливе значення в шахтах, де вона сприяє рівномірному розподілу шкідливих газів в атмосфері гірн. виробок, попередженню їх небезпечних скупчень. Суттєве значення відіграє дифузія в технологічних процесах при застосуванні реагентів.

Фізичні властивості розчинів, дифузія, осмос.

Дифузія - це самодовільне проникнення молекул одної речовини між молекулами іншої речовини. Дифузія краще за все проходить в газах, гірше - у рідинах. Рушійною силою дифузії є кінетична енергія молекул чи ентропійний фактор. З підвищенням температури дифузія збільшується. Дифузія має велике значення для харчової промисловості. Дає можливість забезпечити повноту смаку, кольору, аромату харчових продуктів. Велике значення має однобічна дифузія - дифузія крізь проникливу перегородку, що називається осмосом.

Напівпроникними називають мембрани, які пропускають маленькі частки (іони), а великі молекули не пропускають. Вони бувають: природні і синтетичні. Природні - оболонки клітин організмів. Штучні - пергамент, целофан.

Коли осмотичний тиск підвищується - це явище називають гіпертонією, такий тиск називають гіпертонічним.

Коли осмотичний тиск знижується - це явище називається гіпотонією, тиск - гіпотонічним.
Гіпотонічний тиск може починатися, якщо у внутрішньому сосуді помістити воду, а в зовнішньому - концентрований розчин цукру. Коли концентрації розчинів у сосудах однакові, то тиск не змінюється і називається ізотонічним.

Для нормального існування клітини у ній повинен бути ізотонічний тиск. Осмос і осмотичний тиск відіграють велику роль у житті на землі. Шляхом осмосу здійснюється харчування, дихання та обмін речовин. Відіграє велику роль у харчовій промисловості, де має справу з різними видами мікроорганізмів. У хлібопеченні використовують дріжджі, для того щоб вони в процесі життєдіяльності виділяли фермент зимазу, для прискорення бродіння цукру в борошні, з метою отримання СО

---

₂. Осмос дає можливість регулювати технологічний процес. 

Рівняння для визначення осмотичного тиску:
ПV = nRT 

П = nRT/V
де, n - кількість молей розчиненої речовини 

V - об'єм розчину

R - газова постійна

Т - температура по Кельвіну

П - осмотичний тиск.

Для розчинів електролітів в рівнянні Вант-Гоффа використовують ізотонічний коефіцієнт:
П = іnRT/V
12.

Тиск пару розчинів. Закон Рауля. Замерзання та кипіння розчинів. Залежність від концентрації.

---

Тиск пари розчинів

Розчинена речовина ускладнює випаровування розчинника внаслідок взаємодії молекул речовини і розчинника. Тому при постійній температурі тиск пари над розчином нелеткої речовини менше, ніж над розчинником, за винятком розчинів, в яких речовина є леткою (NH₃, HCl). 

Зниження тиску пари над розчином тим більше, чим вища концентрація розчину.

Залежність зниження тиску пари розчинів від їх концентрації виражається першим законом Рауля: відносне зниження тиску насиченої пари над розчином прямо пропорційне мольній частці розчиненої речовини.

Математично цей закон Рауля можна записати так:

,

де р₀ – тиск пари чистого розчинника; р – тиск пари розчину;

N – число молів розчинника; n – число молів розчиненої речовини; 

p = p₀ p/p– p – зниження тиску пари; ₀ – відносне зниження тиску пари над розчином; n/(N+n) – мольна частка розчиненої речовини.

Враховуючи ці позначення, закон Рауля можна записати у такому вигляді:

p = p₀n/(N+n).

Для розбавлених розчинів, коли n«N, закон можна спростити:

p = р₀n/N.

З рівняння витікає, що як і у разі осмотичного тиску, зниження тиску пари не залежить від природи розчиненої речовини, а обумовлено тільки числом його молів в певній кількості розчинника, тобто його концентрацією.
^

Температура кипіння і температура замерзання розчинів


Температура кипіння і температура замерзання розчинів залежать від тиску пари розчинів. Зниження пари розчину викликає підвищення температури кипіння або зниження температури замерзання розчину порівняно з відповідними температурами для чистого розчинника.

Рауль показав (другий закон), що tпідвищення температури кипіння (_кип

---

t) або зниження температури замерзання (_зам) розчину прямо пропорційне моляльній концентрації розчиненої речовини, або

t_кип = k_ебС_m;

t_зам = k_крС_m,

де С_m – моляльна концентрація розчину; k_еб і k_кр – коефіцієнти пропорційності, ебуліоскопічна і кріоскопічна сталі.
Зако́н Рау́ля (рос. закон Рауля; англ. Raoult’s law; нім. Raoultsches Gesetz n) — парціальні тиски р_і пари кожного з компонентів ідеального розчину при постійній температурі є пропорційними до молярних часток цих компонентів в рідкій фазі  :

,

де   — пружність пари чистого розчинника.

Закон установив Франсуа Марі Рауль.

Залежність зниження тиску пари розчинів від їхньої концентрації виражається першим законом Рауля (1887): відносне зниження тиску насиченої пари над розчином прямопропорційне мольній частці розчиненої речовини.


Другий закон Рауля: підвищення температури кипіння, або зниження температури замерзання розчину прямопропорційне моляльнійконцентрації розчиненої речовини. Коефіцієнти пропорційності називають відповідно ебуліоскопічна і кріоскопічна сталі. Значення коефіцієнтів залежать лише від природи розчинника.
Застосування
На основі закону Рауля можна визначати молекулярну масу речовин (неелектролітів). Розчини електролітів не підлягають закону Рауля внаслідок електролітичної дисоціації (через збільшення кількості часточок у розчині).

ТЕМПЕРАТУРИ ЗАМЕРЗАННЯ ТА КИПІННЯ РОЗЧИНІВ
Зниження тиску пари над розчином впливає на температуру замерзання (кристалізації) та кипіння розчинів. Зменшення тиску пари розчину спричинює підвищення температури кипінняабо зниження температури замерзання

---