Химические взаимодействия при смешении растворов

Упрощая вопрос и заменяя совокупность сил межмолекулярного взаимодействия (молекулярное силовое поле) ее макроскопическим аналогом—внутренним давлением, можно положить, что при отсутствии химического взаимодействия свойства раствора определяются в основном различием во внутренних давлениях компонентов. Можно допустить, что при равенстве внутренних давлений двух смешивающихся жидкостей молекулярные силовые поля не изменяются существенно при смешении и молекулы обоих компонентов испытывают такое же воздействие окружающих молекул, что и в среде себе подобных. В этом случае можно ожидать простых законов для многих свойств растворов, в частности отсутствия теплоты смешения и наличия пропорциональности между давлением насыщенного пара компонента и его мольной долей в растворе. Последнее связано с тем, что возможность для отдельной молекулы растворителя перейти из жидкой фазы в пар остается в растворе (в рассматриваемом простейшем случае) той же, что и в чистой жидкости число же молекул, испаряющихся в единицу времени, уменьшается пропорционально мольной доле. [c.168]

Из других смешанных растворителей довольно подробно изучены водные растворы диоксана. На диаграммах состав — свойство при концентрациях диоксана 0,1—0,3 мол. долей проявляются экстремальные значения свойств. При этом при смешении воды и диоксана происходит сильное сжатие, свидетельствующее о значительном химическом взаимодействии компонентов раствора. По данным работы [439], в этих смесях без нарушения связей между молекулами воды образуются кластеры, состоящие из молекулы диоксана и нескольких молекул воды, которые либо сохранили водородные связи, либо образовали их вновь. Несмотря на то, что изучению водно-диоксановых смесей посвящено более 40 работ, полученные [c.172]

В методах химической конденсации вещество коллоида получается с помощью той или иной химической реакции и выделяется ири этом в коллоидном состоянии. Эти методы основаны большей частью на таких взаимодействиях в растворах, которые приводят к образованию вещества в условиях, когда оно нерастворимо. Образуясь первоначально в молекулярно-дисперсной форме, оно стремится выделиться из раствора в осадок. Необходимо так подобрать условия проведения реакции (концентрация реагирующих веществ, pH среды, последовательность операций, температура, перемешивание и пр.), чтобы процесс агрегации, т. е. соединения молекул в более крупные частицы, прекращался на определенной стадии во избежание слипания частиц. Обычно этому способствует применение растворов достаточно низкой концентрации и медленное смешение их. [c.530]

Способность портландцемента образовывать при смешении с водой пластичную массу, затвердевающую со временем, обусловливается специфическим химическим взаимодействием минералов клинкера с водой. Для понимания природы явлений, происходящих при схватывании и твердении портландцементных растворов, необходимо знать особенности протекания этого взаимодействия, состав и свойства получающихся продуктов. [c.92]

Все химические превращения осуществляются через соответствующие химические реакции. Одни реакции протекают очень быстро, даже со взрывом, другие — очень медленно. Например, реакция взаимодействия натрия с водой протекает со взрывом, кальций с водой реагирует медленно. Хлор с водородом взаимодействует весьма энергично, в то время как реакция взаимодействия иода с водородом даже при нагревании протекает относительно медленно. Чрезвычайно быстро, практически мгновенно, идут реакции нейтрализации при смешении растворов кислот и щелочей и, наоборот, очень медленно протекают реакции, обусловливающие твердение цемента (нужны часы, дни, а для полного схватывания — недели). Из рассмотренных примеров видно, что различные по химической природе вещества взаимодействуют друг с другом с различными скоростями. [c.110]

Если система однородна, т. е. в пределах ее не происходит каких-либо скачкообразных изменений свойств, и в то же время состоит из нескольких различных типов частиц, то она называется раствором. В широком смысле этого слова растворы могут иметь любое агрегатное состояние — газовое, жидкое или твердое. Газы могут смешиваться при не слишком высоких давлениях в любых соотношениях и независимо от их химической природы. Смешение происходит в результате свойственной всем макроскопическим системам тенденции к переходу в более хаотичное состояние. Этот вопрос подробнее рассматривается в следующей главе. Здесь отметим лишь, что так как межмолекулярные взаимодействия в газе невелики, этой тенденции ничто не противодействует, что и приводит к неограниченной смешиваемости газов. Существуют растворы и в твердом состоянии, например многие сплавы металлов, однако возможности их образования ограничены. Как нетрудно понять из предыдущего параграфа, твердый раствор может образоваться лишь, если два сорта молекул атомов или ионов могут заменять друг друга в элементарной ячейке кристалла. В дальнейшем в этом курсе речь будет идти только о жидких [c.120]

Химические взаимодействия при смешении растворов [c.82]

Смешение двух водных растворов, содержащих разные вещества А и В (число молей и Ид), часто сопровождается химическим взаимодействием с образованием нового вещества С (число молей п ). Такое взаимодействие может не только изменять состав конечного раствора, но и приводить к выделению вещества С или его соединений с исходными веществами (кристаллогидратов, двойных солей ИТ. д.) в какую-либо фазу. [c.82]

В некотором отношении растворы сходны с химическими соединениями. Так, например, при растворении веществ и при химическом взаимодействии всегда имеют место тепловые эффекты, тогда как при простом смешении тепловых эффектов не наблюдается. [c.204]

Так как величины х всегда меньше единицы, то АО всегда отрицательно, т.е. совершенный раствор образуется самопроизвольно при любых концентрациях. Из приведенного вывода следует, что уравнение (У.ЗО) справедливо и для случая смешения двух идеальных газов. Иногда полагают, что образование растворов возможно лишь благодаря химическому взаимодействию между компонентами. Этому утверждению противоречат факты смешения идеальных газов во всех отношениях, а также образования растворов близких к совершенным без изменения внутренней энергии [c.126]

Смешение компонентов раствора не является механическим процессом. Так, если смешать 100 мл безводной фосфорной кислоты и 100 мл воды, то образуется не 200 мл, а 195 мл раствора. Это явление также указывает на химическое взаимодействие растворителя с растворенным веществом. [c.70]

Физическое, или как его нередко называют, термодинамическое направление в теории растворов в конце XIX века получило весьма прочный теоретический фундамент благодаря тому, что в 1893 г. Нернст и Томсон заменили понятие диссоциирующая сила растворителя , неопределенность которого вызывала справедливую критику представителями химической теории растворов, понятием диэлектрическая проницаемость . С другой стороны, химическая теория растворов быстро накопляла факты, свидетельствующие о химическом взаимодействии между растворенным веществом и растворителем. Именно в это время были выполнены классические работы Д. П. Коновалова, установившего факт (который на несколько десятилетий стал краеугольным камнем химической теории растворов) образования электролитного раствора при смешении не проводящих в индивидуальном состоянии ток компонентов. Тогда же В. Ф. Тимофеев нашел, что между растворимостью и химическими свойствами растворителя существует тесная связь. [c.173]

Очистка прямогонных нефтяных дистиллятов раствором щелочи (щелочная очистка) позволяет удалить из них кислые органические соединения (нафтеновые кислоты, фенолы), легкие сернистые соединения (сероводород, низшие меркаптаны), а также остатки серной кислоты, если перед этим дистиллят подвергался кислотной очистке. Очистка осуществляется смешением нефтепродукта с 15-20%-м водным раствором гидроксида натрия (едкого натра), за счет химического взаимодействия которого с указанными выше нежелательными примесями последние нейтрализуются [c.434]

Растворение — это процесс образования раствора (прозрачная гомогенная жидкость) в результате смешения какого-либо вещества (газ, жидкость, твердое тело) с другой жидкостью, называемой растворителем. Основным условием этого процесса является отсутствие химического взаимодействия между растворяемым веществом и растворителем, следовательно, после удаления растворителя, исходное вещество должно остаться неизменным. [c.35]

Расчет процессов экстракции основывается на совместном решении рассмотренных ранее уравнений материального баланса и фазового равновесия. Тепловые эффекты перехода вещества из одной жидкой фазы в другую, если такой переход не сопровождается химическим взаимодействием, обычно невелики. Поэтому изменение температуры растворов в процессе экстракции приходится учитывать только в особых случаях. Обычно же считают, что процесс протекает в изотермических условиях. Для расчета процессов, в которых между двумя несмешивающимися фазами распределяется один компонент, а также для расчета процессов разделения бинарных смесей широко применяются графические методы. На рис. V. 40 дан графический расчет процесса одноступенчатой экстракции, заключающегося во взаимодействии исходной смеси, состав которой изображается на треугольной диаграмме точкой Р, с экстрагентом (точка 5). При их смешении получаются смеси, составы которых отвечают точкам, лежащим на прямой fS. Если исходная смесь и экстрагент взяты в таком соотноше.чии 8М РМ, что в результате получается смесь валового состава М, то после установления равновесия и расслаивания эта смесь разделяется на экстракт Е и рафинат К. составы которых отвечают граничным точкам на иоде ЕН (нода — линия, соединяющая точки составов равновесных жидких фаз). При этом распределяемый [c.570]

Такой переход системы есть не что иное, как процесс образования раствора из чистых компонентов, взятых в реальных состояниях, путем их полного смешения без изменения чисел молей п ,. .., при постоянных Г и р. Он может быть реализован в действительности лишь в тех случаях, когда все компоненты раствора обладают способностью существовать в виде чистых веществ и при их смешении не вступают в химическое взаимодействие или вступают в него, но химический процесс развивается настолько медленно, что смешение компонентов завершается до того, как изменения их чисел молей превзойдут допустимые значения. Во всех остальных случаях такой переход носит гипотетический характер. [c.145]

Согласно правилу Здановского многие свойства, в том числе и растворимость солей, изменяются аддитивно при смешении изопиестических растворов солей (без химического взаимодействия). Отсюда [c.53]

Строгий метод расчетного определения плотности смешанных растворов электролитов предложен Микулиным [49, 50]. В основе этого метода лежит подтверждаемое опытом положение, что при смешении двух растворов с равными парциальными мольными объемами воды объем получившегося раствора равен сумме объемов исходных бинарных растворов при условии отсутствия между растворенными солями химического взаимодействия (нейтрализации, образования осадка, комплексного соединения и т. д.). [c.136]

В первом приближении полезно рассмотреть образование раствора в результате простого физического смешения компонентов, не сопровождающегося тепловым эффектом и изменением объема. При этом процесс растворения не сопровождается химическим взаимодействием. Такой раствор, образование которого не сопровождается изменением объема и тепловым эффектом (Д1/раств=0, АЯраств = 0), называется идеальным раствором. Это понятие имеет бол1)Шое теоретическое и практическое значение. Хотя большинство растворов и не обладает в полной мере свойствами идеальных, однако поведение многих из них достаточно удовлетворительно может быть описано при помощи этой модели. [c.246]

Смешение анилина с нитробензолом вызывает появление красно-коричн.евого окрашивания, интенсивность которого при различных соотношениях веществ неодинакова. Возникновение такого окрашивания и непостоянство его при изменении состава можно объяснить химическим взаимодействием компонентов раствора. [c.788]

Хотя современные методы исследования позволяют зафиксировать весьма слабые химические взаимодействия с энергией порядка десятой доли ккал1моль, в подавляющем больщинстве случаев в растворах они не могут быть с уверенностью обнаружены. Дело в том, что энергетические эффекты смешения соизмеримы, а зачастую значительно превышают указанную величину. Вот почему слабая энергетика химического взаимодействия в растворах не может быть выделена на фоне значительных тепловых эффектов смешения, а также теплового движения молекул. [c.112]

В сотрудничестве с Герцфельдом Гайтлер выполнил теоретическую работу, посвященную изучению давления паров и теплот смешения в бинарных жидких системах по методу Ван-дер-Ваальса. Его диссертация была посвящена теории концентрированных растворов. В ней он предложил рассматривать жидкие бинарные системы неэлектролит— растворитель как пространственную решетку кубической симметрии. На осрове своей модели Гайтлер рассчитал методами статистической физики наиболее вероятное расположение молекул растворителя около молекулы растворенного вещества. Допуская, что теплота смешения ие зависит от температуры и что все парциальные моляльные теплоты примерно одинаковы, он получил уравнение состояния системы, по которому можно было определить некоторые ее свойства. Сопоставление с экспериментом показало, что теория дает вполне удовлетворительные результаты. По-видимому, исследование растворов неэлектролитов методами статистической термодинамики привело Гайтлера (не без влияния Герцфельда) к вопросу о природе химических взаимодействий в них. [c.154]

Для более правильного понимания механизма химического взаимодействия между частицами коллоидов, которое может происходить при, взаимной коагуляции их, необходимо учесть следующее. Если два вещества, способные химически реагировать между собой, находятся в коллоидном состоянии, то соприкосновение частиц, возникающее при смешении золей и при взаимной коагуляции их, еще недостаточно для возникновения химической реакции, так как сольватные оболочки разделяют частицы. В таких случаях химические реакции между коллоидами происходят через образование истинного раствора. Так, указанная выше реакция между золями кремнезема и глинозема протекает при растворении SiOa. [c.523]

Предварительный расчет свойств многокомпонентных растворов по свойствам простых (бинарных) растворов электролитов позволяет в значительной мере восполнить недостаток экспериментальных данных, особенно в тех случаях, когда степень отклонения вычисленных и проверочных экспериментальных значений сопоставима с допустимым уровнем точности применения рассчитанных величин. При проведении таких расчетов в первую очередь устанавливают соответствие связи концентрации в бинарных (т ) и многокомпонентных (т ) растворах и искомых свойств по правилу Зданов-ского [70] при одинаковых температуре и давлении и, что очень важно, при одинаковой активности воды в бинарных растворах ив их смесях. В смешанном растворе отсутствуют химические взаимодействия компонентов бинарных растворов. Понятие смешанный может относиться как к раствору, получаемому непосредственным смешением бинарных растворов, так и к многокомпонентному раствору, для расчета свойств которого применяют данные о свойствах бинарных растворов. При этом численное значение свойства смешанного раствора равно сумме произведений численных значений того же свойства бинарных растворов на их относительную массовую долю в смеси. [c.113]

Процессы смешения жидкостей. Тепловой э( 1>ект растворения характеризует химическое взаимодействие молекул растворителя с растворенным веществом, он зависит от количества и природы растворителя, в котором растворяют 1 моль данного вещества. Так, растворение 1 моль H2SO4 в различных количествах воды сопровождается следующими тепловыми эффектами [c.47]

В противоположность рассмотренным реакциям смешения растворов Na l и KNO3 к химическому взаимодействию практически не приводит [c.227]

Хорио [111] определял коагулирующую способность катионов по их минимальной концентрации, способной вызывать коагуляцию ксаитогената из разбавленного раствора (0,03%) в течение 20 мин при 18°С. Раствор ксаитогената был нейтральным и коагулирующая способность его в этом случае зависела от десольва-тирующей способности или химического взаимодействия с ксантогенатом. В зависимости от коагулирующей способности катионы разделяются на 3 группы. К первой относятся щелочные и щелочноземельные металлы. Нижний порог их концентраций, при которых происходит коагуляция, находится в пределах до 1 моль/л. Ко второй группе принадлежат катионы, вызывающие коагуляцию при очень низких концентрациях, порядка 0,005 моль/л. К ним относятся, в частности, Zn + и Ре -ь. Третью группу составляют вещества с промежуточной коагуляционной способностью — 0,1 моль/л. Это ионы Fe + и А1 +. Коагулирующая способность катионов первой группы обладает свойством аддитивности и при их смешении суммируется. Смесь катионов первой и третьей группы обладает свойством антагонизма, т. е. взаимного подавления коа- [c.214]

Приготовление пасты. С целью получения однородной тестообразной пасты, пригодной к прессованию и грануляции, смешение молотого торфа с раствором сернистого калия производрггся в специальном аппарате — смесителе. Смеситель состоит из поворотной корзины, установленной на станине. Корзина снабжена паровой рубашкой для подогрева пасты с целью улучшения химического взаимодействия раствора сернистого калия с торфом. [c.539]

Другой особенностью химии растворов силикатов является то обстоятельство, что результат взаимодействия реагентов зависит не только от их химической природы, но и от целого ряда нехимических факторов порядка смешения реагентов, их начальной концентрации, скорости перемешивания при смешении и т. п. Общая причина этой группы явлений — гелеобразование на границе раздела взаимодействующих или смешиваемых фаз. Это приводит к осложнениям при гомогенизации реакционной системы и к возрастанию роли диффузионных процессов, предшествующих химическому взаимодействию реагентов. Поэтому различные технологические приемы, используемые при обеспечении взаимодействия реагентов, могут играть решающую роль в создании систем с заданными свойствами. Такими технологическими приемами, помимо перемешивания, могут быть предварительное растворение твердых реагентов в том же самом растворителе (например, в воде) их диспергирование проведение гетерогенной реакции при непрерывном обновлении поверхности (например, в шаровой мельнице) растворение различных исходных реагентов в двух несмешиваю-щихся растворителях с последующим эмульгированием и т. п. Описание результатов реакции и использования тех или иных технологий проведения этих реакций оказывается громоздким, сводится, в конечном итоге, к бесконечному множеству примеров. Ниже будут изложены только основные закономерности и главные итоги взаимодействия растворов силикатов с различными реагентами. [c.55]

При образовании твердых растворов обычно происходит деформационное искажение кристаллической решетки, обусловленное различием в размерах атомов растворителя и растворенного вещества. Это должно приводить к возрастанию внутренней энергии системы U (или энтальпии Н — I/ + pV), т.е. процесс образования твердых растворов должен быть эндотермическим (ДЯдеформ > 0). С другой стороны, перекрывание электронных орбиталей компонентов при образовании твердых растворов приводит к возникновению химических связей между ними, что связано с уменьшением энтальпии (А Ясв < 0). В результате суммарное изменение энтальпии при образовании твердых растворов АН = - А Нсв + А Ядеформ может быть как положительным, так и отрицательным. Термодинамически образование твердого раствора будет возможно, если изменение свободной энергии AG = АН - TAS будет отрицательным. Если ДЯ < О, т.е. энергия химического взаимодействия преобладает над энергией деформации решетки, то всегда AG < О (так как А S при образовании всегда положительно вследствие возрастания неупорядоченности в системе). При ДЯ > О, (преобладание деформационного эффекта над химическим) возможность образования твердых растворов будет определяться соотношением между ДЯ и TAS. Изменение свободной энергии здесь будет отрицательным только тогда, когда TAS > АН. Вблизи чистых компонентов А и Б наблюдается очень резкое возрастание энтропии смешения ( А О, рис. 104). Таким образом, при малой концентрации растворенного вещества образование твердого раствора всегда термодинамически выгодно, поскольку в этих условиях TAS А Я независимо от абсолютной величины А Я. Отсюда следует, что абсолютно нерастворимых в твердом состоянии веществ в природе не существует, и возникновение ограниченных твердых растворов является общим случаем взаимодействия твердых тел. [c.201]

Гаркинс и Флоренс [116] исследовали смешанные пленки спиртов, кислот и аминов. Они нашли, что обычно раствор двух пленок /--типа дает смешанную пленку того же типа. При смешении с пленкой 5-типа пленка Ь становится более конденсированной. При добавлении спирта в пленку кислоты плогцадь пленки сокращается больше чем при введении кислоты с цепью такой же длины. Это указывает на наличие специфических сил притяжения между молекулами или на начало химического взаимодействия между этими двумя соединениями с образованием нового соединения, хотя Гэйнс [1, стр. 290] считает, что ни растворение монослоев, ни испарение через монослои не согласуются с какими-либо количественными теориями. [c.125]

Отрицательно к теории Аррениуса относился и другой крупнейший русский ученый Коновалов. Исследуя электропроводность смесей уксусной кислоты с анилином и других подобных систем, он установил, что электропроводность растворов становится тем больше, чем сильнее химическое взаимодействие между компонентами раствора. Он пишет по поводу теории Аррениуса, что она является лишь механической схемой явления гальваноправодности, а не их теорией . На основан,ИИ своих исследований Коновалов пришел к выводу, что не диссоциация, а, наоборот, ассоциация является причиной возникновения электропроводности. Этот вывод Коновалов подтвердил термохимическими исследованиями и показал, что наибольшей электропроводности соответствует наибольшая теплота смешения. Он пишет Нельзя не заметить — что электропроводность тем сильнее, чем сильнее признаки химической реакции между растворенным веществом и растворителем. Например, хорошо проводят ток водные растворы тех кислот, при смешении которых с 1В0Д0Й проявляется химическое взаимодействие, например, — серной . [c.32]