Коллигативные свойства ионных растворов

Диссоциация электролита приводит к тому, что общее число частиц растворенного вещества (молекул и ионов) в растворе возрастает по сравнению с раствором неэлектролита той же молярной концентрации. Поэтому свойства, зависящие от общего числа находящихся в растворе частиц растворенного вещества (коллигативные свойства), такие, как осмотическое давление, понижение давления пара, повышение температуры кипения, понижение температуры замерзания, проявляются в растворах электролитов в большей [c.127]

Коллигативные свойства ионных растворов [c.218]

Соли, кислоты и основания-при растворении в воде и неко-i торых других полярных растворителях частично или полностью распадаются (диссоциируют) на ионы. Эти ионы существуют в растворе независимо от того, проходит через раствор электрический ток или нет. Вследствие этого число независимо движущихся частиц растворенного вещества больше, чем при отсутствии диссоциации понижение температуры затвердевания, o -i мотическое давление и величины других коллигативных свойств растворов (см. т. I, стр. 247) возрастают прямо пропорционально числу частиц. При уменьшении концентрации диссоциация на ионы (электролитическая диссоциация) по закону действия масс приближается к предельной, т. е. становится практически полной, и коэффициент Вант-Гоффа приближается к простому целому числу (2, 3, 4 — в зависимости от числа ионов, образующихся при растворении молекулы вещества [c.389]

Растворы ПАВ молекулярно-дисперсны вплоть до ККМ, что четко подтверждается результатами измерений осмотического коэффициента [И]. Коллигативные свойства растворов ПАВ также вплоть до ККМ отклоняются от свойств идеальных одноодновалентных электролитов не более чем на 5% [12]. Но, как показали измерения эквивалентной электропроводности [11, 13], некоторые ПАВ образуют димеры. Процесс димеризации, не очень распространенный в растворах ПАВ, сильно зависит от их молекулярной структуры. Если углеводородная цепь достаточно длинна, свободная энергия системы в результате димеризации уменьшается. Для того чтобы уравновесить электрическое отталкивание при сближении двух ионных групп и уменьшение энтропии поступательного движения примерно на 20 э. е., необходима большая площадь контакта между двумя углеводородными цепями и достаточная концентрация молекулярно-диспергированного вещества. Поэтому димеризация облегчается с ростом длины углеводородной цепи. Содержание димера возрастает с увеличением объемной концентрации вплоть до ККМ, оставаясь при дальнейшем росте концентрации почти неизменным. Димериза-цию не следует рассматривать как начало мицеллообразования, так как образование димера из мономера является результатом образования водородных связей аналогично тому, что имеет место для уксусной кислоты в газовой фазе. Когда пар становится насыщенным, начинает выделяться жидкая уксусная кислота, находящаяся в равновесии с мономером и димером. Образование мицелл можно рассматривать подобно этому процессу разделения фаз [14], за исключением того, что в мицеллах объединяется конечное, а не бесконечно большое число частиц. На такой модели основываются многие теории мицеллообразования, причем в соответствии с таким представлением активность ПАВ выше ККМ должна быть практически постоянной. Это подтверждает зависимость поверхностного натяжения от концентрации, ясно показывающая, что выше ККМ активность ПАВ действительно постоянна. При этом в уравнении изотермы адсорбции Гиббса [c.15]

При подготовке пятого издания в него внесены дополнения и изменения и сделаны некоторые сокращения. Введены два новых раздела "Классы неорганических соединений" и "Периодический закон и свойства соединений". Раздел 5 назван "Термохимия и химическое равновесие", в нем собраны задачи и упражнения по расчету изменения энтальпии, энтропии, свободной энергии Гиббса, по их применению для описания химических реакций и по расчету концентраций в равновесных системах. Главы "Равновесие в растворах электролитов" и "Направление обменных химических реакций в растворах электролитов" объединены в один раздел "Ионные реакции в растворах". Этот раздел существенно переработан. В раздел, посвященный химии отдельных элементов, включены упражнения по составлению уравнений реакций, отражающих важнейшие свойства их соединений. Несколько сокращена глава "Физико-химические свойства разбавленных растворов" и ей дано другое, более конкретное, название "Коллигативные свойства растворов", отражающее то, что в данном разделе рассматриваются свойства растворов, зависящие от концентрации частиц. Исключена глава "Радиоактивность. Ядерные реакции", так как обсуждаемые в ней вопросы фактически являются содержанием физики. Все изменения имели своей целью приблизить содержание задач и упражнений к химической практике. При переработке пособия мы стремились сохранить содержание, поэтому задачи и упражнения, имевшиеся в четвертом [c.3]

Из-за диссоциации и увеличения общего числа частиц в растворе возрастают значения параметров коллигативных свойств. Эти значения пропорциональны общей концентрации с,, частиц в растворе (ионов и недиссоциированных молекул), которая для бинарного электролита равна [1-+-а(т —Г)]сд. Изо-тонический коэффициент i ранен отношению к концентрации i /., которая наблюдалась бы в отсутствие диссоциации [c.163]

В 1882 г. Аррениус первым выдвинул гипотезу, что электролит, растворенный в воде, частично или полностью диссоциирует на ионы. Теория Аррениуса вскоре была подтверждена результатами исследований коллигативных (т. е. зависящих от числа частиц) свойств разбавленных растворов, проведенных Вант-Гоффом. В этих исследованиях было найдено, что такие соли, как КаС1 и СаС1г, влияют на упругость пара и другие свойства растворителя соответственно почти в два и три раза сильнее, чем обычные (недиссоциированные) растворенные вещества. [c.191]

Для растворов электролитов величина осмотического давления, понижение температуры замерзания и другие коллигативные свойства определяются суммарной концентрацией частиц — ионов и недиссоциированных молекул. С. Аррениус показал, что степень диссоциации электролита можно связать с изотоническим коэффициентом i. Если до диссоциации в растворе находилось N молекул электролита и степень диссоциации его равна а, то число диссоциированных молекул равно aN, а число недиссоциированных молекул будет N — aN = = N — а). В общем случае, когда каждая молекула способна распадаться на V ионов, число всех частиц (молекул и ионов) будет [c.216]

Для определения молекулярных масс белков используется только одно коллигативное свойство их растворов — осмотическое давление. При определении осмотического давления можно путем подбора подходящих условий избежать эффекта влияния примесей небольших молекул и ионов, ассоциированных с белком, и получить достоверные результаты в тех случаях, когда изменение температуры замерзания раствора нельзя зафиксировать с помощью даже самых чувствительных приборов (из-за низкой концентрации растворов), а определение температуры кипения невозможно из-за деструкции биологических молекул. [c.79]

Диссоциация электролита приводит к тому, что общее число частиц растворенного вещества (молекул и ионов) в растворе возрастает по сравнению с раствором неэлектролита той же молярной концентрации. Поэтому свойства, зависящие от общего числа находящихся в растворе частиц растворенного вещества (коллигативные свойства), такие, как осмотическое давление, понижение давления пара, повышение температуры кипения, понижение температуры замерзания, проявляются в растворах электролитов в большей степени, чем в равных по концентрации растворах неэлектролитов. Если в результате диссоциации общее число частиц в растворе электролита возросло в г раз по сравнению с числом его молекул, то это должно быть учтено при расчете осмотического давления и других коллигативных свойств. Формула для вычисления понижения давления Др пара растворителя приобретает в этом случае следующий вид [c.129]

Активности и коэффициенты активности веществ в растворах определяют, измеряя коллигативные свойства растворов (понижение упругости насыщенного пара над раствором по сравнению с упругостью насыщенного пара чистого растворителя, понижение температуры замерзания, повышение температуры кипения раствора по сравнению с чистым растворителем, осмотическое давление раствора), а также электродвижущую силу и электродные потенциалы обратимо работающих гальванических элементов. Можно, например, определить активность хлорида калия в растворе, поскольку можно приготовить такой раствор и измерить его коллигативные свойства. Однако в настоящее время неизвестны методы, с помощью которых можно было бы приготовить заряженные растворы, т. е. содержащие только катионы или только анионы, и измерить их коллигативные свойства, поскольку растворы электронейтральны и содержат эквивалентные количества как катионов, так и анионов. Следовательно, невозможно экспериментально определить активности и коэффициенты активности индивидуальных ионов (катионов или аниогюв) в растворе. [c.59]

Коэффициент а называется степенью ионизации (диссоциации) и определяется как отношение числа молекул, распавшихся на ионы, к общему числу молекул электролита. Отсюда видно, что растворы электролитов должны обладать аномальными коллигативными свойствами. [c.176]

Обнаружение указанной особенности коллигативных свойств ионных растворов привело [c.218]

Изучение коллигативных свойств растворов комплексных солей подтверждает эти выводы. Ниже представлены результаты измерения понижения температуры замерзания 0,01 моляльных растворов комплексных солей хрома и установленные на их основе координационные формулы соединений (п — чис/ю, на которое диссоциирует молекула , пс --число хлорид-ионов [c.337]

Влияние нелетучего растворенного вешества на свойства растворителя в разбавленшэхх растворах проявляется в их коллигативных свойствах. К ним относятся четыре следующих явления понижение давления пара, по-вьпиение температуры кипения, понижение температуры плавления (замерзания) и осмотическое давление. Величина эффекта в каждом из этих случаев пропорциональна числу молекул или ионов растворенного вещества в единице объема раствора и не зависит от природы этих частиц. Коллигативные свойства очень удобны для демонстрации явления ионизации в растворе и для определения молекулярных масс. [c.149]

Гидратированный ион Li" (aq) существует как в растворе, так и в некоторых гидратированных солях. Несмотря на то что нельзя точно определить число молекул воды, прочно связанных в водном растворе с Li , все же очевидно, что ион с очень малы.м кристаллографическим радиусом имеет очень большой радиус в гидратированном состоянии, так как он эффективно связывает полярные молекулы воды. Так, Li "(aq)-noH в воде, вероятно, имеет больший эффективный радиус, чем s" (aq) [3,40 А по сравнению с 2,28 А (вычислено)]. Несмотря на сильную сольватацию в растворе, кристаллогидраты редко содержат более четырех дюлекул воды на один нон Li , а исключения, весьма вероятно, обусловлены гидратацией анионов. Растворы солей лития обычно не подчиняются законам идеальных растворов, давая растворы с аномальными коллигативными свойствами, т. е. с очень низким давлением пара, низкой температурой замерзания и т. д. [c.63]

Эти свойства называются коллигативными (что означает коллективными) потому, что они зависят от количества имеющихся молекул или ионов растворенного вещества, а не от природы растворенных частиц (до тех пор, пока они остаются нелетучими и появляются только в жидкой фазе). Коллигативные свойства играли важную роль для химиков прошлого века, поскольку они позволяли судить о числе частиц имеющегося в наличии растворенного вещества, а следовательно, о его молекулярной массе и степени ионизации в растворе. Коллигативные свойства позволили Аррениусу показать, что в растворе содержится больше частиц, чем имелось в наличии молекул растворенного вещества, а следовательно, что молекулы растворенного вещества в растворе разрываются на ионы. В настоящее время коллигативные свойства использ ются главным образом для определения молекулярных масс неизвестных веществ по способу, который будет описан ниже. [c.138]

Период количественных исследований в химии выражался не только в установлении в начале этого периода количественных соотношений при образовании химических соединений, в установлении понятия об атомном весе элементов и понятия об эквиваленте, но и в том, что впоследствии химики стали применять численные величины, полученные в результате тех или иных измерений для характеристики химических свойств. Так, для сравнения силы различных кислот и щелочей служит степень электролитической диссоциации в растворах этих веществ, определяемая путем измерения электропроводности растворов или путем измерения коллигативных свойств. Для характеристики кислотности или щелочности среды служит концентрация водородных ионов, определяемая путем измерения электродвижущей силы водородной концентрационной цепи. Но еще чаще химик пользуется измерением физических свойств для характеристики полученных им простых тел или химических соединений. Вновь выделенное им вещество химик характеризует теми или иными физическими константами плотностью, температурами плавления и кипения, электропроводностью, температурным коэфициентом сопротивления, данными гониометрических измерений кристаллов или численными значениями других свойств. Так проникли измерения в область химии, так завоевали они еще одну обширную область своего применения. [c.66]

Все перечисленные явления изменение температуры кипения или замерзания раствора, давление насыщенного пара над раствором, осмотическое давление раствора — зависят только от числа молекул растворенного вещества, но не зависят от природы этих молекул. Они получили название коллигативных свойств растворов. Указанные свойства можно использовать и для характеристики растворов электролитов с внесением соответствующей поправки. В результате диссоциации молекул на ионы число частиц в растворе электролита увеличивается и поэтому понижение давления пара и температуры замерзания, повышение температуры кипения и осмотическое давление [c.86]

До Аррениуса полагали, что электролиты проводят ток в результате диссоциации молекул на ионы под действием электрического поля. Однако Аррениус обнаружил тесную связь между электрической проводимостью растворов электролитов и отклонением свойств этих растворов от законов Рауля— Вант-Гоффа. Рассчитанные Аррениусом по электрической проводимости растворов значения коэффициента i хорошо совпадали с экспериментальными значениями этого коэффициента, найденными по коллигативным свойствам. Отсюда следует, что растворы солей, кислот и оснований ведут себя аналогично и при пропускании электрического тока и в его отсутствии. На основании этого Аррениус пришел к выводу, что диссоциация молекул электролитов на ионы происходит уже в процессе растворения. [c.81]

Если ветдептво в растворе диссоциирует или образует ассоциа-ты, все уравнения, связывающие осмотическое давление с концентрацией вещества в растворе, необходимо изменить, тогда как уравнения, связывающие осмотическое давление с активностью растворителя, давлением паров или с другими коллигативными свойствами, остаются справедливыми. Если при растворении молекулы электролита образуется и ионов, осмотическое давление ее раствора П будет выше осмотического давления раствора неэлектролита с такой же мольной концентрацией. Величина отношения П /П будет находиться между 1 и (для не слишком концентрированных [c.118]

Теория растворов сильных электролитов. С. Аррениус считал, что и в растворах сильных электролитов происходит обратимая диссоциация на ионы, так ка найденные опытным путем значения электрической проводимости, изотонического коэффициента, степени диссоциации, коллигативных свойств для сильных электролитов оказываются меньше, чем следовало бы ожидать при 100 %-ной диссоциации. [c.89]

По мере того как концентрация диссоциированного растворенного вещества увеличивается, число, определяющее, во сколько раз величины его коллигативных свойств больше, чем соответствующие величины для недиссоциированного вещества, уменьшается. Первоначально Аррениус полагал, что изменение свойств с концентрацией связано с изменением степени диссоциации соли. Однако в настоящее время известно, что это явление вызывается значительным электростатическим взаимодействием ионов в растворе таким образом, только бесконечно разбавлен- [c.206]

Следует отметить, что понижение температуры замерзания, так же как и ряд других свойств растворов (например, повышение температуры кипения, осмотическое давление и др.), зависит только от числа частиц растворенного вещества в данном объеме растворителя, но не зависит от свойств частиц или от их вида (атомы, молекулы, ионы). Такие свойства растворов называются коллигативными. [c.108]

Поэтому на температуру замерзания 1 Мл раствора Na l оказывают воздействие не 2-6,02-10 иона, так как притяжение между соседними ионами Na и I препятствует их полностью независимому действию. Аномальное воздействие ионных веществ на коллигативные свойства растворов становится все более и более выраженным при больших ионных зарядах и высоких концентрациях растворенного вещества в растворе. [c.219]

Для изучения коллигативных свойств растворов поли-электролитов Лифсон и Качальский [24] предложили ячеечную модель полиэлектролитов. В их расчетах единица объема раствора, в которой содержится Ир полимерных ионов, состоит из Пр ячеек, причем объем каждой из них равен V и, следовательно, ПрУ 1. Предполагается, что каждая ячейка электронейтральна число противоионов в ней равно V. Макроион, расположенный в центре ячейки или на незначительном удалении от центра, создает центральный электростатический потенциал, от кото- [c.15]

Осмотическое давление, подобно газовому давлению, как известно из курса физической химии, является коллигативным свойством растворов, т. е. зависящим только от числа свободю движущихся частиц—молекул и ионов. В коллоидных растворах оно зависит от числа коллоидных частиц (мицелл) и не зависит от природы и их размера. Поэтому для всех разбавленных высокодисперсных систем, т. е. тех, в которых еще заметно броуновское движение частиц и в которых можно пренебречь силами взаимодействия между частицами, осмотическое давление Р должно быть величиной, прямо пропорциональной молярной (или частичной, мицеллярной) концентрации с, и определяться известными уравнениями [c.45]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология