ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные уравнения для парциальных мольных велиРазбавленные растворы из "Физическая химия" Больщинство свойств, поддающихся количественному выражению, может быть разделено на две группы экстенсивные и интенсивные. [c.80] Соблюдение условий, требуемых этим определением, может быть достигнуто, если, например, к весьма большому объему раствора данной концентрации при постоянных Родщ и Т добавить 1 моль какого-либо компонента. В этом случае концентрация раствора практически не изменится и соответствующее изменение свойства раствора будет парциальной мольной величиной добавленного компонента. [c.81] Очевидно, в этом случае при образовании раствора Ag = 0. [c.81] например, при образовании раствора энтальпия аддитивна, то ДЯ = О, и, следовательно, раствор образуется без теплового эффекта. Если же энтальпия исходных веществ больше энтальпии раствора, то при образовании раствора происходит выделение тепла. В противоположном случае будет происходить поглощение тепла. [c.81] Химический потенциал наряду с температурой и давлением является интенсивной величиной. Таким образом, равенство температур давлений и химических потенциалов всех компонентов в различных частях системы выражает условия термического, механического химического равновесий. [c.82] Если бы, например, химический потенциал вещества в растворе был больше, чем в газовот фазе, то происходило бы испарение этого вещества, при котором О, (раствор) уменьшается, а С (пар) увеличивается, пока не установится равновесие. В обратном случае происходил бы переход компонента I из пара в раствор. [c.82] Графическое построение для определения парциальных мольных величин представлено на рис. V.I. [c.83] Ось абсцисс, на которой откладываются мольные доли первого и второго компонентов (Л 1 и N2), ограничена условием + Л 2 = 1- Точка О соответствует первому чистому компоненту здесь jVi = 1 и N2 = 0 точка О характеризует второй чистый компонент (jVa = 1 и jVj = 0). Каждая точка на прямой 00 соответствует раствору определенного состава. [c.83] Величина какого-либо свойства одного моля раствора g,n (например, объем um) откладывается на осн ординат. [c.83] Парциальные мольные величины компонентов раствора взаимосвязаны. Так, если известна зависимость давления пара одного из компонентов бинарного раствора от его концентрации, то можно вычислить давление пара другого компонента. Это позволяет существенно сократить число экспериментальных определений, необходимых для термодинамической характеристики растворов. [c.83] Величина dg есть приращение свойства при добавлении к раствору молей компонентов 1,2 и т. д. в количествах соответственно йп , йп2,. . . [c.84] Таким образом, любое экстенсивное свойство может быть найдено из свойств компонентов для любого раствора путем аддитивного сложения, если использовать не молярные, а парциальные мольные величины. [c.84] Производная йр йМ есть тангенс угла наклона касательной к кривой р2 — Л 2 в некоторой точке А, отвечающей раствору состава N 2, отношение же Ра/Л а есть наклон прямой, соединяющей точку А с началом координат. То же самое справедливо и для кривой Р1 — NI. Поэтому, если, например, касательная к кривой Рз — Л/2 проходит через начало координат, т. е. йр2/йЫ2 = = р /М то для раствора этого состава касательная к кривой ру— также должна проходить через начало координат, как это следует из уравнения (У. 11). Зависимости парциальных мольных величин от концентрации могут иметь сложный характер, как это показано на рис. У.2 для мольных объемов жидкого сплава кадмия с магнием. Изменение этих величин для одного моля сплава описывается кривой с максимумом и минимумом. [c.85] Цель термодинамической теории растворов состоит в том, чтобы связать различные свойства растворов и найти способы предсказания свойств растворов, исходя из свойств чистых компонентов. Ввиду очень сложного характера взаимодействия компонентов в растворах решение этой задачи в общем виде невозможно. Поэтому целесообразно сначала рассмотреть идеализированные случаи, в которых можно отделить главные черты явления от второстепенных. В связи с этим в теории растворов рассматриваются два основных типа идеальных растворов бесконечно разбавленные (или для краткости разбавленные) растворы и совершенные растворы. [c.86] Вообще между веществами в состоянии бесконечно разбавленного раствора и в состоянии идеального газа существует аналогия, на которую впервые указал Вант-Гофф. Растворенное вещество имеет тенденцию самопроизвольно распространяться в объеме растворителя подобно тому, как газ расширяется в пустоту. Естественно поэтому сопоставить термодинамические свойства идеального газа и разбавленных растворов. [c.86] Поскольку (дР дУ)т = —р, то р = к МАТЬ. Последнее выражение представляет собой уравнение Клапейрона, если к равно постоянной Больцмана, т. е. ри == ЯТ. [c.87] Тенденция газа к расширению, мерой которого является давление, описываемое уравнением Клапейрона, определяется, следовательно, только увеличением энтропии при расширении, так как внутреняя энергия газа при этом остается постоянной. Подобно этому тенденция растворенного вещества распространяться в объеме раствора также обусловливается лишь увеличением энтропии, поскольку в разбавленном растворе молекулы растворенного вещества не взаимодействуют друг с другом. [c.87] На какую величину изменяется энтропия разбавленного раствора при добавлении одной молекулы растворенного вещества Это изменение обусловлено двумя факторами. Во-первых, это энтропия положения . Определенной величиной энтропии такого вида обладают, например, молекулы в чистых конденсированных веществах. Энтропия положения обусловлена характеристиками движения (частота колебания и т. п.) и в разбавленном растворе не зависит от концентрации из-за отсутствия взаимодействия между молекулами растворенного вещества. [c.88] Во-вторых, кроме энтропии положения, молекула растворенного вещества будет иметь энтропию, связанную с возможностью ее перемещения в объеме раствора. [c.88] Вернуться к основной статье