Основные свойства идеальных растворов

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]

До изложения основных свойств идеальных растворов дадим определение функции смешения. Пусть А—молярное значение некоторой аддитивной термодинамической функции (С/, Н, Р, О, 5, К и т. д.). Молярную функцию смешения обозначим символом А . По определению [c.304]

Предельно разбавленные растворы имеют исключительно важное значение в развитии теории растворов. Основные закономерности идеальных растворов были открыты при работе с предельно разбавленными растворами. Предельно разбавленные растворы обладают коллигативными свойствами, которые широко используются в практике. [c.78]

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]

Основные уравнения, описывающие свойства идеальных растворов неэлектролитов, в случае идеальных растворов электролитов принимают вид [c.9]

Одна из молекулярных моделей идеального раствора и статистический вывод соотношений (Х1У.7)—(Х1У.П) будут рассмотрены в 4. Здесь мы выскажем некоторые общие соображения о молекулярных свойствах идеального раствора. Основное требование состоит в следующем потенциалы межмолекулярного взаимодействия должны [c.401]

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]

Теперь можно определить 7 — разность между энергией данного раствора и энергией идеального раствора. Эта величина представляет основно интерес, так ка1< именно она обусловливает отличие свойств данного раствора от свойств идеального раствора (при выборе в качестве стандартного состояния бесконечно разведенного раствора неэлектролита в электролите). Прежде чем определить заметим, что [c.446]

Одна из молекулярных моделей идеального раствора и статистический вывод соотношений (Х1У.7) — (XIV. И) будут рассмотрены в 3. Здесь мы выскажем некоторые общие соображения о молекулярных свойствах идеального раствора. Основное требование состоит в следующем потенциалы межмолекулярного взаимодействия должны быть практически одинаковы для всех сортов молекул в растворе. Так, в случае раствора компонентов АиВ должны совпадать потенциалы парного взаимодействия А — А, В — В иА — В (одна и та же форма функциональной зависимости, одинаковые параметры потенциала). Это подразумевает равенство размеров молекул АиВ (одинаковую интенсивность сил отталкивания при заданном относительном положении молекул А — А, В — В иА — В) и одинаковую интенсивность сил притяжения для пар всех возможных типов. Каждой конфигурации чистой жидкости из N молекул (А или В) отвечает в случае раствора конфигураций, отличающихся только [c.435]

Гидроксиды галлия и индия амфотерны. Оа(ОН)з— идеальный амфотерный электролит константы диссоциации его по основному и по кислотному типу практически одинаковы. Его кислотные свойства выражены сильнее, чем у гидроксида алюминия. Кислотные свойства 1п(ОН)з выражены слабо. Гидроксид таллия обладает основными свойствами. В кислотах растворяются все гидроксиды, в щелочах — только гидроксиды галлия и индия, образуя гидроксогаллаты и гидрок-соиндаты, например [c.185]

Основными причинами отклонения свойств реальных растворов от свойств идеальных являются различного рода взаимодействия [c.361]

Особо следует остановиться на теории разбавленных растворов. В них частицы растворенного вещества настолько отделены друг от друга молекулами растворителя, что взаимодействие между ними выражено очень слабо. Поэтому природа растворенного вещества практически не оказывает влияния на свойства разбавленного раствора. В этом случае разбавленные растворы ведут себя как газы (опыты 14 и 15) и подчиняются основным законам идеальных газов. [c.37]

Пользуясь основным исходным выражением для определения идеального раствора (XII.5), можно вывести все другие свойства, которыми должен обладать идеальный раствор. На основании (XII.5) и (XII.13) можно записать [c.305]

Приведенные в гл. V соотношения для идеальных растворов не могут быть непосредственно использованы для вычислений равновесий, в которых участвуют реальные растворы. В частности, один из основных законов химии — закон действующих масс — не выполняется в реальных растворах, так как константа равновесия оказывается непостоянной величиной и зависит от концентрации. Построение общей теории реальных растворов невозможно ввиду их разнообразия и сложности. Мы видели, однако, что в случае идеальных растворов из измерений одного из свойств (например давления пара) предсказываются другие свойства. Важно найти способ сохранить такую возможность и для реальных растворов. [c.108]

Характеристические гидроксиды Э(ОН)з — почти нерастворимые в воде вещества. Так, для Са(ОН)з и 1п(ОН)з рПР 37, а для Т1(0Н)з рПР 45. Гидроксид галлия растворяется в сильных кислотах и основаниях. Он является редким примером идеального амфолита, для которого кислотные и основные свойства выражены практически в равной мере. Ниже приводим первые, вторые и третьи константы электролитической ионизации по кислотному и основному типам [c.160]

Приведенные в гл. V соотношения для идеальных растворов не могут быть непосредственно использованы для вычислений равновесий, в которых участвуют реальные растворы. В частности, один из основных законов химии — закон действующих масс — не выполняется в реальных растворах. При подстановке в выражение для константы равновесия концентраций реагирующих веществ оно оказывается зависящим от концентрации, т.е. не является постоянным. Построение общей теории реальных растворов невозможно ввиду их разнообразия и сложности. Мы видели, однако, что в случае идеальных растворов нз изменений одного из свойств (например, давление пара) предсказывают другие свойства. Важно найти способ сохранить такую возможность и для реальных растворов. В связи с этим в теории возникла задача разработать метод, который позволил бы связать различные свойства реальных растворов. [c.133]

Аррениус предполагал, что распределение ионов в растворе остается хаотичным, как в смесях идеальных газов, допускал, что основные свойства растворов меняются пропорционально числу ионов (или общему числу частиц растворенного вещества). Например, электропроводность раствора, согласно Аррениусу, пропорциональна числу ионов и может служить мерой степени диссоциации. Однако при значительных концентрациях ионов в растворе скорость движения ионов в электрическом поле при данном градиенте потенциала уменьшается с ростом концентрации вследствие взаимодействия с ионами противоположных знаков, поэтому электропроводность не может служить мерой степени диссоциации. Опыт показал далее, что константы диссоциации резко изменяются с концентрацией, т. е. не являются константами. Степень диссоциации, вычисленная из электропроводности, существенно отличается от найденной для концентрированных электролитов по изотоническому коэффициенту. Имеются и другие факты, указывающие на то, что степень диссоциации сильных электролитов значительно выше вычисленной по Аррениусу. Так, каталитическое действие ионов Н3О+ в сильных электролитах изменяется пропорционально общей концентрации растворенного вещества, что указывает на независимость степени диссоциации от концентрации. [c.61]

Допустим, что система, где происходит химическое превращение, является разбавленным раствором, близким по своим свойствам к идеальному раствору. Тогда в соответствии с основным постулатом химической кинетики [54] [c.217]

Основные допущения теории. Приведенные в 1 этой главы выводы и обзор экспериментальных данных указывают на то, что идеальные растворы образуются чаще всего при смешении веществ, близких по физическим и химическим свойствам. Сходство в свойствах веществ, как правило есть следствие подобия в свойствах частиц, составляющих эти вещества. Поэтому в основе статистической теории идеальных растворов лежит предположение об идентичности силовых полей, в результате чего замена какой-либо из молекул одного компонента на молекулу другого компонента не изменяет ни энергии, ни объема раствора. [c.235]

Как показано выше, разделение низкокипящих углеводородных смесей фракционной перегонкой во многом подобно ректификации любых других групп соединений и в некоторых отношениях протекает легче, так как углеводороды по своим свойствам близки к идеальным растворам и образуют мало азеотропов. Хотя некоторые компоненты смеси приходится удалять каталитическим или другими путями, основные стадии процесса представляют собой простую ректификацию, и специфика разделения заключается только в применении температур ниже температуры воды, употребляемой обычно для охлаждения ректификационных колонн. Найдено, что путем применения умеренных давлений эту специфическую сторону ректификации углеводородных газов можно упростить так, что для всех стадий разделения, кроме первой, достаточно простого однократного охлаждения обычными хладоагентами. Как было показано выше, именно деметанизатором отличается один процесс от другого. [c.37]

В развитии хроматографии вслед за периодом, когда основные ее достижения, были связаны в первую очередь с созданием и совершенствованием аппаратуры, наступило время, когда столь же серьезные усилия стали направлять и на создание высокоэффективных материалов — сорбентов, носителей, неподвижных жидких фаз и т. д. — которые, собственно, и определяют качество хроматографического разделения веществ. Совершенствуются, порой весьма значительно, традиционные хроматографические материалы повышается их химическая однородность, чистота, улучшаются механические свойства. Выдающиеся результаты достигаются при использовании в колоночной жидкостной хроматографии микро-зернистых сорбентов. Наряду с этим появляются и классы совершенно новых хроматографических материалов с особыми свойствами, идеально соответствующими их назначению. Примерами таких материалов являются биоспецифические и поверхностно-пористые сорбенты для жидкостной хроматографии. Промышленность выпускает все больше материалов в максимально удобной для непосредственного применения форме, например готовые к применению пластины со слоем сорбента для тонкослойной хроматографии, растворы и смеси реактивов для предварительной обработки проб перед анализом или для проявления хроматограмм и т. д. [c.4]

Основные методы измерения среднечислового молекулярного веса Ми используют хорошо известные свойства разбавленных растворов. Осмотическое давление, повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания (т. е. коллигативные свойства растворов) пропорциональны числу молекул растворенного вещества в данном растворе и могут быть применены для определения М . За исключением особых условий, которые будут рассмотрены ниже, растворы полимеров применяемых концентраций не подчиняются термодинамическим законам идеальных растворов поэтому результаты измерений необходимо экстраполировать на бесконечное разбавление. Осмометрия (гл. 3) в течение ряда лет была излюбленным методом определения молекулярного веса полимеров, так как остальные два коллигативных свойства мало чувствительны к различиям молекулярных весов полимера, если последние превышают 20 ООО. Главная проблема при осмометрических [c.14]

Растворы — системы различной сложности, зависящей от природы и взаимоотношения их компонентов. В теории растворов важное значение имеет понятие об идеальных растворах ( 38). Основная ценность этого понятия заключается в том, что оно позволяет теоретически установить количественные закономерности, связывающие свойства раствора с его концентрацией. Подавляющее большинство реальных растворов отклоняется от идеального поведения. И только разбавленные растворы хорошо описываются простыми законами идеальных растворов. [c.256]

Основные типы диаграмм давление пара—состав раствора были приведены в главе VI. В идеальных растворах парциальное давление насыщенного пара является линейной функцией состава, выражениого в молярных дробях. В случае положительных отклонеиий от идеальности наблюдаются положительные отклонения парциального давления пара от аддитивности. И наоборот, при отрицательных отклонениях свойств раствора от свойств идеального раствора имеют место отрицательные отклонения парциального давления пара от аддитивности. [c.476]

Осмотическая теория э.д.с. Нернста основана на классической теории электролитической диссоциации, поэтому она сохраняет основной недостаток теории Аррениуса — отождествление свойств растворов электролитов со свойствами идеальных систем. Развитие теории э.д.с. и электродного потсчщиала повторило ход развития теории растворов электролитов. Так, введение понятий о коэффи-цисн1е активности (как о величине, связанной с межионным взаимодействием) и об активности (как эффективной концентрации), явившееся крупным шагом вперед в развитии теории растворов, позволило получить на основе теории Нернста качественно верную зависимость электродного потенциала от состава раствора. Учет взаимодействия между растворенным веществом и растворителем, на необходимости которого настаивал Д. И. Менделеев, и в особенности учет возможности образования в растворах гидратированных или сольватированных ионов (А. И. Каблуков) были важными вехами в развитии теории раство зов электролитов. Они позволили найти причину диссоциации электролитов на ионы. Ионная сольватация должна играть существенную роль и в процессе установления равновесия между электродо и раствором. [c.220]

С >Н5)зРО оказалось практически идеальным веществом для определения акцепторного числа. Оно обладает лищь одним основным центром в стереохимически фиксированном положении. Центральный атом Р прикрыт инертными этильными группами. Сильно основные свойства соединения позволяют также обнаружить взаимодействие со слабоэлектрофильными частицами. Для практического применения важно также, что соединение с этильными группами растворимо почти во всех растворителях и очень устойчиво к сольволитическому расщеплению даже в сильнокислых растворах. [c.446]

Термодинамические функции смешения. Основные свойства и заионы идеальных растворов [c.304]

При анализе основных свойств неконтактных ячеек они считались идеальными и при этом пренебрегалось погрешностями, возникающими от наличия индуктивностей в емкостной ячейке и ем костей в индуктивной ячейке, полагая, что эти эффекты малы. Например, для трубчатой С-ячейки при большом расстоянии между электродами необходимо учитывать индуктивность столбика электролита, а в -ячейке необходимо учитывать электростатичеокую емкость провода индуктивности относительно раствора через стенки сосуда. Таким образом, реальные неконтактные ячейки являются комбинированными С-ячейками с преобладанием свойств одного или другого типа. При этих условиях кривые, изображенные на рис. 67, могут принимать более сложный вид в зависимости от величины эффекта. Например, кривая на рис. 67, б может превратиться в кривую с двумя максимумами, а на кривой рис. 67, в появляются дополнительные максимумы и минимумы.. [c.119]

Рассматриваемую форму взаимодействий в растворах часто называют гомомолекулярной ассоциацией, т, е. соединением одинаковых молекул. Процесс гомомолекулярной ассоциации относят к числу основных причин, обусловливающих неидеаль-ность раствора, т. е. отступление от законов, которыми описываются идеальные растворы, образованные не взаимодействующими друг с другом и к тому же неассоциированными компонентами. Не приходится говорить, что идеальный раствор — всего лишь модель, которая позволяет рассматривать свойства раствора в первом приближении. [c.25]

В табл. 17, данные для которой в основном взяты из сводки Эберта и Чамлера [7], приведены свойства некоторых идеальных систем. К идеальным растворам второй группы, повидимому, относятся также сплавы Си —Ni и такие смеси расплавленных солей, как Na l — K l ). [c.233]

Возможно, что в некоторых системах изменение коэффициента D с ростом температуры будет определяться, в основном, изменением Во всяком случае, теоретически агожно показать, что с ростом температуры 1 и твердый раствор все более и более приближается по своим свойствам к идеальным растворам. [c.48]

Следующий вопрос, с которым мы сталкиваемся, — это вопрос о том, какое именно физическое свойство может наиболее достоверно характеризовать основность. Измерение констант равновесия включает по крайней мере три или четыре соединения основание и сопряженную ему кислоту, кислоту и сопряженное ей основание, не говоря уже о сольватированных соединениях. Хорошо известно, что порядок измерения основности в некотором ряду веществ может измениться даже на обратный, если для координации использовать кислоты с различными стерическими требованиями [50]. Аналогичная инверсия может наблюдаться и при более слабых взаимодействиях оснований с донорами водородной связи [30]. Поэтому можно было бы попытаться использовать некоторые свойства свободной молекулы в газовой фазе, такие, как дипольный момент или ионизационный потенциал, чтобы получить идеальный или внутренний фактор основности, который дает значение электронной плотности в точке основности молекулы. Хотя такие измерения лучше коррелируются с идеализированной моделью (контролируемой, например, с помощью индукционного эффекта), они далеки от реальности химического эксперимента. Поскольку химик обычно имеет дело с реакциями, которые происходят между молекулами в растворе, для него очень важны эмпирические данные о системах в условиях эксперимента. Поэтому измерение термодинамических констант кислотно-основных реакций представляется наиболее реальцым путем оценки основных свойств веществ. [c.198]

В книге Глесстона изложены основные сведения по теории электрохимии, освещающие почти все главные разделы этой науки. Содержание книги можно разделить на следующие четыре части. Первая часть (гл. I—IV) относится к проблеме прохожде-Нйя тока через раствор. Во второй части (гл. V— 1П) рассжср " трены вопросы электрохимического равновесия и теории активности здесь же изложена теория сильных электролитов, дающая физическое объяснение причин отклонения свойств растворов электролитов от законов идеальных растворов. Третья часть, (гл. IX—XII) содержит описание применений законов электрохи- мического равновесия к кислотно-щелочным равновесиям, имеющим большое значение в аналитической химии, биологии и других науках. Наконец, четвертая часть посвящена кинетике электрохимических процессов (гл. XIII—XV) и электрокинети-ческим явлениям (гл. XVI), т. е. движению дисперсных частиц и раствора в электрическом поле. [c.17]

Большое сродство щелочных металлов к ртути, приводящее к энергичному межатомному взаимодействию, протекаю- щему с образованием в этих системах прочных интерметалли-ч ческих соединений, приводит к сильному отклонению свойств, амальгамных систем от законов идеальных растворов. Актив-Ьюсть щелочных металлов и ртути в амальгамах изучалась, ч в основном, методом электродвижущих сил целым рядом ав-. торов [61,65,66]. Пересчет этих данных позволяет получить зависимость активности щелочных металлов от концентрации последних для комнатных температур (рис. 8). [c.17]

Расчет жидкофазно,го равновесия в процессе экстракции связан с общей теорией растворов. Современное состояние теории растворов позволяет предсказывать свойства только некоторых ТИЛОВ растворов. В основном же свойства растворов изучаются с помощью экспериментальных методов с целью получения эмпирических зависимостей. Определение свойств растворов, необходимых для расчета равновесия, в частности, составов растворов, выполняется в форме различных корреляций коэффициентов активностей от физических свойств системы. Коэффициенты активности вводятся для хдрактеристики отклонения свойств данного реального раствора от идеального, подчиняющегося закону Рауля. Только очень разбавленные растворы приближаются по свойствам к идеальным растворам. В более концентрированных растворах наблюдаются отклонения, которые тем больше, чем выше концентрация. Причины отклонений от законов идеальных растворов хорошо понятны только для одной группы соединений — сильных электролитов. Теория сильных электролитов позволяет вычислить активность из основных свойств ионов. Для остальных соединений активности определяются эмпирически путем измерения давления пара или осмотического давления растворов. Необходимо отметить, что изменение распределения извлекаемого вещества (веществ) при установлении общего равновесия в жидкофазной системе вызывается изменением коэффициентов активности экстрагирующего соединения или соединений в обеих фазах. Существенное изменение коэффициентов активности, однако, может быть вызвано и. химическим взаимодействием компонентов. Весьма часто системы, которые необходимо разделять, представляют собой либо соли, либо основания, а сам процесс разделения является процессом хемосорбции, протекающим в диффузионной области. Таким образом, при расчете равновесия в двухфазной системе жидкость — жидкость необходимо [c.149]

Заканчивая вывод основных уравнений, особо слёдует подчеркнуть, что при этом не было сделано никаких допущений о природе растворенных веществ. Понижение температуры плавления растворителя не зависит от природы растворенных веществ в условиях действия законов идеальных растворов, а определяется содержанием растворенных веществ и свойствами самого растворителя. [c.16]

Для соблюдения первого условия необходимо углеводород подвергнуть такой системе очистки (разгонке на ректификационной колонке, очистке перекристаллизацией и хроматографическим методом), в результате которой в качестве примесей окажутся только те вещества, которые по своим свойствам очень похожи на основной компонент. Это главным образом близкокипящие изомеры, которые наиболее легко образуют с исследуемым соединением практически идеальный раствор. Кроме того, примесями могут быть другие вещества с близкой температурой кипения и температурой плавления. Но малые количества примеси дадут достаточно разбавленный раствор. Так как исследуемые нами ве-шества подвергались разгонке на ректификационной колонке, очищались хроматографическим способом, а некоторые, кроме того, еще были нерекристаллизованы, то мы считаем первое условие выполненным. [c.63]

Одной из основных задач теории растворов является нахождение зависимости свойств раствора от его состава и свойств чистых компонентов раствора. Поэтому в качестве первого идеального приближения была выдвинута модель раствора, обладающего аддитивными свойствами и получивщего название идеального раствора. Со структурной точки зрения идеальный раствор является полностью неупорядоченной смесью, в котором равенство силовых полей молекул компонентов полностью устраняет возможность какой-либо их ориентации в пространстве. Первоначально признаком идеальности раствора считалось подчинение раствора закону Рауля [28] [c.24]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология