Осмотическая теория Вант-Гоффа

Жидкие растворы по своей природе, свойствам, характеру взаимодействий между частицами очень разнообразны, в связи с чем трудно создать единую количественную теорию, описывающую поведение различных растворов в широкой области концентраций. Наука о растворах —одна из наиболее старых областей естествознания, в развитие которой сделан вклад многими исследователями. В ходе развития учения о растворах были высказаны две точки зрения на природу растворов —физическая и химическая. Физическая теория растворов, возникшая главным образом на основе трудов Вант-Гоффа, Аррениуса и Оствальда, опиралась на экспериментальное изучение коллигативных свойств разбавленных растворов (осмотическое давление, новышение температуры кипения, понижение температуры замерзания раствора и т. п.), зависящих главным образом от концентрации растворенного вещества, а не от его природы. Количественные законы (законы Вант-Гоффа, Рауля) были открыты в предположении, что в разбавленных растворах молекулы растворенного вещества подобны молекулам идеального газа. Отступления от этих законов, наблюдаемые для растворов электролитов, были объяснены на основе теории электролитической диссоциации Аррениуса. Простота представлений физической теории и успешное применение ее как для объяснения свойств растворов электролитов, так и для количественного изучения электрической проводимости растворов обеспечили быстрый успех этой теории. Химическая теория растворов, созданная преимущественно Менделеевым и его последователями, рассматривала процесс образования раствора как разновидность химического процесса, характеризующегося взаимодействием частиц смешивающихся компонентов. Менделеев рассматривал растворы как системы, образованные частицами растворителя, растворенного вещества и неустойчивых химических соединений, которые образуются между ними и находятся в состоянии частичной диссоциации. В классических трудах Менделеева четко сформулированы основные положения теории растворов. Менделеев указывал на необходимость использования всей суммы химических и физических сведений о свойствах частиц, [c.344]

Законы осмотического давления. Осмометрия. Осмос играет важную регулирующую роль в жизнедеятельности растительных и животных организмов. Клеточные соки имеют низкую концентрацию солей, поэтому вначале огромное число измерений осмотического давления относилось к разбавленным водным растворам неэлектролитов. В 1887 г., применив для обобщения результатов измерений термодинамику и молекулярно-кинетическую теорию, Вант-Гофф пришел к выводу, что между состоянием вещества в очень сильно разбавленном растворе и газовым состоянием того же вещества имеется формальное количественное сходство, несмотря на то что характер движения молекул растворенного вещества в жидкости отличается от движения молекул газа. В частности, Вант-Гофф показал, что 1) при постоянной температуре осмотическое давление прямо пропорционально концентрации или обратно пропорционально молярному объему растворенного вещества (аналогия с законом Бойля) 2) при данной концентрации осмотическое давление пропорционально абсолютной температуре (аналогия с законом Гей-Люссака) 3) при одинаковой температуре [c.203]

Термин мембранао используется вот уже более 100 лет для обозначения клеточной границы, служащей, с одной стороны, барьером между содержимым клеткн н внешней средой, а с другой — полупроницаемой перегородкой, через которую могут проходить вода и некоторые из растворенных в ней веществ. В 1851 г. немецким физиолог X. фон Моль описал плазмолиз клеток растений, предположив, что клеточные стенки функционируют как мембраны. В 1855 г. ботаник К. фон Негели наблюдал различия в проникновении пигментов в поврежденные н неповрежденные растительные клетки и исследовал клеточную границу, которой он дал название плазматическая мембрана. Он предположил, что клеточная граница ответственна за осмотические свойства клеток. В 1877 г. немецкий ботаник В. Пфеффер опубликовал свой труд Исследование осмоса , где постулировал существование клеточных мембран, основываясь на сходстве между клетками и осмометрами, имевэщими искусственные полупроницаемые мембраны. В 80-х годах прошлого столетия датский ботаник X. де Фриз продолжил осмометрические исследования растительных клеток, предположив, что неповрежденный слой протоплазмы между плазмалеммой и тонопластом функционирует как мембрана. Его исследования послужили фундаментом при создании физико-химических теорий осмотического давления и электролитической диссоциации голландцем Я. Вант-Гоффом и шведским ученым С. Аррениусом. В 1890 г. немецкий физикохимик и философ В. Оствальд обратил внимание на возможную роль мембран в биоэлектрических процессах. Между 1895 и 1902 годами Э. Овертон измерил проницаемость клеточной мембраны для большого числа соединений и наглядно показал зависимость между растворимостью этих соединений в липидах и способностью их проникать через мембраны. Он предположил, что мембрана имеет липидную природу и содержит холестерин и другие липиды. Современные представления о строении мембран как подвижных липопротеиновых ансамблей были сформулированы в начале 70-х годов нашего столетня. [c.549]

Согласно закону действия масс, скорость химической реакции пропорциональна активным массам реагентов. Этот закон был впервые установлен на основании результатов экспериментальных наблюдений Гульдбергом и Вааге в 1864—1867 гг. (см., например, литературу ), а затем теоретически обоснован на базе теории молекулярных столкновений в жидкостях и газах. В первоначальной трактовке под активной массой понимали концентрацию в единицах массы на единицу объема, но время от времени высказывались и другие интерпретации данного термина. Так, например, Аррениус предполагал, что осмотическое давление, а Вант-Гофф считал, что растворимость, так же как и концентрация, связаны с активной массой. [c.22]

Основы теории электролитической диссоциации. В 1887 г-Вант-Гофф установил, что определенное экспериментально осмотическое давление в растворах солей, кислот и оснований превышает вычисленное по уравнению (2.59). Подобные отклонения измеренных величин от вычисленных по соответствуюш,им уравнениям наб.5юдаются в сторону повышения для температуры кипения и в сторону понижения для температуры отвердевания этих растворов. Так, например, молекулярная масса Na l равна 58,5, а на основании криоскопических измерений она оказалась равной при-щ мерно 30. Не зная, чем можно объяснить эти отклонения, но стремясь сделать соответствующие уравнения пригодными для этих растворов, Вант-Гофф ввел в них поправочный множитель i, названный изотоническим коэффициентом . Подставляя коэффициент i в уравнение для расчета осмотического давления и в уравнения законов Рауля, получаем соотношения, пригодные для описания разбавленных растворов всех веществ, в том числе и для растворов солей, кислот и оснований [c.246]

Электролиты отличаются от так называемых идеальных растворов рядом специфических свойств. Осмотическое давление, понижение точки замерзания и повышение точки кипения электролитов гораздо больше зависят от концентрации, чем этого следовало ожидать по законам Рауля — Вант-Гоффа. Эти отклонения получили объяснение только после того, как в 1887 г. Сванте Аррениус высказал гипотезу об электролитической диссоциации. Основные положения теории электролитической диссоциации сводятся к следующему [c.33]

Статья начинается с изложения осмотической теории Вант-Гоффа. Далее Аррениус, пользуясь коэффициентом активности , обозначенным им через а, указывает на возможность рассчитать значение изотонического коэффициента из данных по электропроводности. Если,— пишет он,— тп представляет собой число неактивных иге — активных молекул ж К — число ионов, на которые распадаются активные молекулы (для КС1 — К = 2, для ВаСЬ — 3 и т. д.), то мы имеем [c.424]

ОСМОТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ВАНТ-ГОФФА [c.305]

Вскоре после опубликования в 1877 г. результатов измерений осмотического давления Вант-Гофф использовал их в качестве основы при разработке теории растворов. Развитие термодинамики (в большой мере благодаря работам Гиббса) в течение этого же периода времени обеспечило прочные теоретические основы для изучения осмоса в растворах и связанных с ним явлений. Было показано, что так называемые коллигативные свойства представляют собой проявления по существу одного и того же свойства растворов и что, таким образом, одинаковую термодинамическую информацию можно получить на основе любого из свойств. Так как осмотическое давление поддается исследованию труднее, чем другие свойства, после 19 20 г. было выполнено очень небольшое число измерений осмотического давления. Новый интерес появился благодаря его применению в качестве метода исследования растворов полимеров и использованию обратного осмоса в процессах разделения. [c.116]

Результаты измерения осмотического давления растворов различной концентрации тростникового сахара и некоторых других веществ, полученные в свое время Пфеффером и де Фризом, позволили Вант-Гоффу (1887) установить законы осмотического давления, применив для обобщения результатов измерений осмотического давления законы термодинамики и молекулярно-кинетическую теорию газов. Вант-Гофф установил, что осмотическое давление сильно разбавленных растворов подчиняется законам идеальных газов. Он показал, что при постоянной температуре осмотическое давление прямо пропорционально концентрации или обратно пропорционально молярному объему растворенного вещества (аналогия с законом Бойля) — = —. [c.98]

Электролиты отличаются от так называемых идеальных растворов рядом специфических свойств. В частности, осмотическое давление, понижение точки замерзания и повышение точки кипения электролитов гораздо больше зависят от концентрации, чем этого следовало ожидать исходя из теории идеальных растворов по законам Рауля — Вант-Гоффа. [c.67]

Затем Вант-Гофф чисто феноменологическим путем попытался распространить теорию идеальных растворов на растворы электролитов. Для этого он ввел в уравнение осмотического давления некий коэффициент г (осмотический коэффициент Вант-Гоффа), физический смысл которого вначале оставался неясным. [c.127]

Оставляя в стороне другие многочисленные выступления ученых различных стран но поводу теории электролитической диссоциации, отметим, что ее появление вызвало значительное оживление исследований в области теории растворов и электрохимии. Несмотря на то, что теория Аррениуса не могла удовлетворительно объяснить некоторые экспериментально установленные факты, например, аномальную проводимость электролитов в неводных растворителях, отступления от теории концентрированных растворов и растворов сильных электролитов и т. д., она все же объясняла некоторые другие факты. Так, теория электролитической диссоциации оказалась сильным аргументом в пользу осмотической теории Вант-Гоффа с ее помощью оказалось возможным объяснить многие явления и экспериментально установленные факты — силу кислот и оснований, каталитические свойства кислот, окраску растворов электролитов, закон термонейтральности и т. д. [c.432]

В 1887 г. в первом номере только что созданного Журнала физической химии Вант-Гофф опубликовал статью Осмотическая теория растворов , в которой показал, что газовые законы применимы к растворам. Эта теория явилась завершением периода накопления экспериментальных данных о свойствах растворов. Созданию теории Вант-Гоффа предшествовали работы Морица Траубе и Вильгельма Пфеффера. [c.89]

Это показывает, что и после появления осмотической теории Вант-Гоффа и теории электролитической диссоциации Аррениуса гидратная теория Д. И. Менделеева не спряталась в кусты , как научная замарашка , как утверждает Вальден а глубоко и всесторонне разрабатывалась крупными учеными. При этом характерной чертой русских химиков было то, что они говорили о единстве химических и физических процессов, происходящих при образовании растворов. [c.78]

Основы физической теории растворов были заложены уже во второй половине XIX в. Сванте Аррениусом и Вант-Гоффом. Согласно этой теории процесс растворения рассматривается как чисто физический процесс равномерного распределения частиц растворяемого вещества по всему объему растворителя, который представляет собой некую индифферентную среду. При этом допускают, что никакого взаимодействия между молекулами растворителя и частицам растворенного вещества не существует. Физическая теория растворов подкреплялась тем, что целый ряд свойств растворов — повышение температуры кипения, понижение температуры замерзания, давление пара, осмотическое давление —действительно зависит только от концентрации растворенного вещества, но не зависит от его природы. Таким образом, растворы, со- [c.80]

Теория Вант-Гоффа, получившая название осмотической теории растворов, приобрела большое значение в развитии учения о растворах и вызвала множество исследований не только в приложении к решению задач собственно химии, но и физиологии, геологии, ботаники и других областей науки. Она была весьма высоко оценена современниками. Д. И. Менделеев писал, в частности ...найденное Вант-Гоффом численное соотношение между [c.419]

Эта дата справедливо считается годом начала физической химии как самостоятельной науки, так как на почве теории Вант-Гоффа возникли те основы, которые заложили фундамент современной физической химии теория электролитической диссоциации Аррениуса (1887) и осмотическая теория гальванического элемента Нернста (1889). [c.240]

В настоящее время теория осмоса для растворов неэлектролитов разработана пока недостаточно. Расчет осмотического давления для бинарных растворов производится по уравнению Вант-Гоффа, модифицированного в соответствии с той или иной теорией растворов, либо по эмпирическим уравнениям, либо по формуле [c.32]

Замечательно, что при любых способах измерения осмотического давления величина i остается одной и той же, что позволяет отнести ее появление в формуле (68) не за счет неточности теории Вант-Гоффа, а за счет побочного влияния, каковым в первую очередь можно предполагать изменение концентрации. Переписав (68) в виде P = RT i ), мы видим, что отклонение можно отнести за счет увеличения концентрации раствора в i раз по сравнению с той, которая была задана при его приготовлении. Такое увеличение концентрации естественно объяснить расщеплением растворенных молекул на составные части. Например для 0,1 Л/КС1 i близко к двум, что указывает на расщепление большинства молекул на две составных части. Продуктами этого расщепления не могут быть свободные атомы К и С1, так как они проявляли бы себя — первый бурной реакцией с водой, второй — запахом образующегося из него lg и пр. [c.291]

Осмотическая теория возникла на почве теорий Вант-Гоффа и Аррениуса. Она явилась важным дополнением к термодинамической теории гальванического элемента, позволив расчленить происходяш,ие в нем процессы на два электродных процесса, что было достигнуто применением учения об идеальных газах. [c.87]

Осмотическое давление определяется свободно двигающимися в растворе частицами. Чтобы рассчитать осмотическое давление, Вант-Гофф принимал во внимание только число молекул, а ведь в растворе электролита находятся не только молекулы, в растворе есть и ионы. И поэтому число частиц в два, в три, в четыре, во столько раз больше числа молекул, во сколько больше ионов получается из молекул при электролитической диссоциации. А это означает, что и осмотическое давление будет во столько же раз выше. Используя теорию электролитической диссоциации, Аррениус дал формулу для вычисления изотонического коэффициента, предложенного Вант-Гоффом. [c.80]

Пфеффер измерял при различных температурах осмотическое давление водных растворов сахара, содержащих 1 г сахара на 100 см раствора (С=0,02906). Он нашел, что П равно 0,664 атм нрп 6,8° С и 0,684 атм при 15,5° С. По формуле Вант-Гоффа получается соответственно 0,665 и 0,686 атм. Первые формулы Вант-Гоффа, как и первые положения кинетической теории газов, не были вполне точными. Однако редко случалось, чтобы столь простые уравнения оказывались до такой степени правильными. [c.18]

Теория Вант-Гоффа прекрасно выполнялась для растворов многих веществ, например для сахарозы, для водного раствора СОг- Но для некоторых веществ осмотическое давление оказывалось больше расчетного, и пе на какие-нибудь 10—15%, а вдвое Погрешность составляла 100%. Вряд ли такую погрешность можно объяснить неточностью измерений. [c.55]

Из своих опытов Пфеффер не вывел заключения, что осмотическое давление равно газовому. Это было сделано голландским ученым Вант-Гоффом (1886). Открытие Вант-Гоффа легло в основу так называемой физической теории растворов, которая рассматривает явление растворения как дезагрегацию растворенного вещества в среде растворителя. [c.143]

Теория электролитической диссоциации. Я. Вант-Гоффу при установлении осмотической теории пришлось ввести в уравнение Клапейрона изотонический коэффициент i. Это отступление можно было объяснить диссоциацией растворенных веществ, подобно тому как аномальная плотность пара при сублимации хлорида аммония была объяснена распадом молекул на аммиак и хлороводород. Однако такое объяснение казалось в 80-х гг. неприемлемым, так как было неясно, что же представляют собой продукты диссоциации. Ответ на этот вопрос был дан в 1887 г. С. Аррениусом , который в результате определения электропроводности водных растворов солей нашел, что между осмотическим давлением и электрическими свойствами растворов существует определенная связь. [c.166]

Как известно из теории растворов, величина осмотического давления в разбавленном растворе неэлектролитов определяется уравнением Вант-Гоффа [c.20]

Теория осмотического давления была разработана Я. Вант-Гоффом [c.165]

В самом деле, осмотическое давление прямо пропорционально концентрации частиц, находящихся в том или ином растворе. Причина осмотического давления—тепловое движение этих частиц, производящих бомбардировку полупроницаемой оболочки. Само собой разумеется, что общий, суммарный эффект, выражающийся в осмотическом давлении, будет зависеть не только от количества недис-социированных молекул, но также и от ионов. Следовательно, при диссоциации увеличивается концентрация частиц в данном растворе и пропорционально это.му увеличению повышается и осмотическое давление раствора электролита. А отсюда следует, что теория Вант-Гоффа, по которой закономерности осмотического давления подчин-яются всем газовым законам, при мен ИМ а ко всем растворам, включая и растворы электролитов. [c.124]

Осмотическая теория растворов Я. Вант-Гоффа по существу представляла собой приложение законов газового состояния к растворам. Я. Вант-Гофф установил, что осмотическое давление раствора пропорционально концентрации растворенного вещества (в моль/л). Такая общность основного закона (формулы Клапейрона) для газов и растворов, естественно, подкупала своей простотой, но приводила к неправильному выводу, что молекулярно-кинетические свойства растворов и газов одинаковы. [c.243]

Разные причины способствовали этому запросы быстро развивавшейся химической промышленности, требовавшей сведений о плавкости металлов, давлении паров растворов, растворимости солей появление новых точных методов измерения температуры, давления и электрического сопротивления создание осмотической теории растворов Вант-Гоффа, теории растворов электролитов Аррениуса и быстрое развитие теории фазовых равновесий на основе работ Гиббса, Коновалова и Розебума и, наконец, потребности других смежных наук. [c.195]

Модель, разработанная Нернстом, базировалась на признании этих последних представлений. Он привлек при разрабртке своей теории высказанную Гельмгольцем мысль (1879) о существовании двойного электрического слоя на границе металл—раствор и осмотическую теорию Вант-Гоффа. [c.434]

Осмотическое давление и его измерение. Уравнение состояния идеальных растворов. Теория разбавленных растворов Вант Гоффа. Понижение упругости пара над раствором. Закон Рауля. Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения, Криомет-рическая постоянная. Эбуллиометрическая постоянная. Их вычислен ние. Определение молекулярного веса по методу криометрии и эбул-лиометрии. [c.31]

Наряду с химической теорией растворов, и как бы в противовес ей, развивалась физическая теория растворов. Сторонники этой теории Вант-Гофф, Аррениус, Нернст и др. считали, что растворы — это однородные смеси молекул, в которых состояние растворенного вещества подобно состоянию газа. В таких смесях растворитель играет лишь роль химически индифферентной среды. Физическая теория подкреплялась тем, что ряд свойств разбавленных растворов (давление пара, повышение температуры кипения, понижение температуры замерзания, осмотическее давление) действительно зависят только от пропорции молекул составных частей (концентрации), но не зависят от их природы колигативные свойства). Одной из основных заслуг Вант-Гоффа и др. сторонников физической теории было введение в теорию растворов термодинамического метода, сыгравшего крупную роль в последующем развитии теории растворов. В последующих работах по теории растворов, выполненных в XX в., было показано, что аналогия между состоянием вещества в растворе и в газе не является полной и не может быть положена в основу не только теории концентрированных растворов, но даже и теории разбавленных растворов. [c.137]

Оствальд привлек к ж фналу лшогих выдающихся ученых, в ТО М числе Д. И. Менделеева, Н. А. Меншуткйна и других. Теория осмотического давления Вант-Гоффа, теория э.лектролитической диссоциации Аррениуса привлекли к себе внимапие многих ученых, среди которых был и И. А. Каблуков. [c.43]

Теория разбавленных растворов была разработана Я. Вант-Гоффом в 1885 г. Имея в виду оценку величины химического сродства в растворах и познакомившись с экспериментальными данными Ф. Пфеффера, Я. Вант-Гофф пришел к выводу, что метод осмотического давления дает возможность определить притяжение растворенного вещества растворителем. В своей широкоизвестной работе Химическое равновесие в системах газов и разведенных растворов (1885) Я. Вант-Гофф рассмотрел с термодинамических позиций использование законов Р. Бойля и Ж. Гей-Люссака к разведенным растворам и показал, что уравнение Клапейрона применимо к расчету осмотического давления [c.165]

Смеси газов и растворы имеют ряд общих свойств и в области явлений диффузии. Частицы тех и других способны самопроизвольно равномерно распределяться по всему объему. Особенно это свойство характерио для сильно разбавленных растворов. Поведение молекул неэлектролита в таком растворе аналогично поведению идеального газа. Применив для обобщения результатов измерений осмотического давления законы термодинамики и молекулярио-кинетическую теорию газов, Вант-Гофф впервые установил, что между состоянием вещества в очень разбавленном растворе и газообразным состоянием имеется полное качественное и количественное сходство (опыт 18). Другими словами, осмотическое давление сильно разбавленных растворов подчиняется законам идеальных газов. [c.38]

Осмотическая теория растворов Я. Вант-Гоффа уже в момент ее возникновения испытывала трудности, которые не сразу уда-.пось преодолеть. Например, наиболее известные тогда классы веществ (соли, кислоты и основания) не подчиня.пись закону рУ = НТ. Это заставило Я. Вант-Гоффа ввести в свою формулу поправочный коэффициент г, который для неэлектролитов равен [c.308]

Часто говорят, что Менделеев был противником физической точки зрения на раствор. Это тоже неверно. Приведем две цитаты из его Основ химии , из которых ясно следует, как Менделеев относился к физической точке зрения на растворы Найденное Вант-Гоффом численное соотношение между образованием паров и переходом в слабые растворы представляет весьма важное научное открытие, долженствующее содействовать пониманию природы растворов, а осмотическое давление составляет отныне весьма важную сторону изучения растворов. В этом отношении необходимо указать на то, что профессор Д. П. Коновалов (1891 год, а затем и другие) нашел зависимость (а может быть и достаточное объяснение) ос-мотичеокого давления от разности упругости паров самой воды и водных растворов . Рассматриваемую очень подробно ныне разрабатываемую сторону растворения можно назвать физической. Другая сторона растворения есть чисто химическая, потому что растворение происходит не со всякою парою тел, требует между ними специального особого притяжения ли сродства . Две указанные стороны растворения и гипотезы, до сих пор приложенные к ра ссмотргнию растворов, хотя и имеют отчасти различные исходные точки, но без всякого СО М-нения со временем по всей вероятности приведут к общей теории растворов. Потому что одни общие законы управляют как фиэичесними, так и химическими явлениями, ибо лишь от свойств и движения атомов, определяющих химическое взаимодействие, зависят свойства и движения частиц, составлен- [c.19]

Количественное подтверждение для разведенных растворов аналогии между осмотическим и газовым давлением (закон Вант-Гоффа) казалось для современников Вахгт-Гоффа неожиданным и поразительным подтверждением справедливости физической теории растворов. Закону Вант-Гоффа придавали исключительное значение. Так, например, Сванте Аррениус в своих лекциях, прочитанных в 1904 г. в Калифорнийском университете, давал закону Вант-Гоффа такую характеристику [c.25]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология