Растворы химическая и физическая теории

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]

Материал учебника несколько шире рамок действующей программы. В него вошли такие разделы физической химии, как основы учения о строении вещества и химической связи, теория спектральных методов исследования. Несколько более широко, чем в обычных курсах физической химии, даны такие разделы, как свойства электролитов, электрохимия, экстракция, перегонка с водяным паром, адсорбция, катализ, получение и стабилизация золей и эмульсий, мицеллообразование и солюбилизация в растворах поверхностноактивных веществ (ПАВ), применение ПАВ в фармации. Рассмотрено влияние дисперсности на свойства порошков. Принимая во внимание аналитическую направленность специальности Фармация и важное значение методов молекулярной спектроскопии для исследования и анализа лекарственных веществ, авторы уделили большое внимание изложению теории физико-химических методов анализа (рефрактометрия, поляриметрия, фотометрия, спектрофо-тометрия, кондуктометрия, потенциометрия, полярография, хроматография, электрофорез и др.). [c.3]

Для объяснения свойств растворов на разных этапах развития науки были предложены различные теории растворов. Вначале самостоятельно развивались химическая и физическая теории растворов. Первая основывалась на изучении закономерностей химических процессов, протекающих в растворах, вторая — на исследовании физических свойств растворов на базе общих законов термодинамики. Химическая точка зрения наиболее последовательно развивалась Д. И. Менделеевым, физическая — Я. X. Вант-Гоффом, С. Аррениусом и др. В дальнейшем, в результате работ И. А. Каблукова, В. А. Кистяковского и других ученых успешно стала развиваться физико-химическая теория растворов, впитавшая в себя достижения химической и физической теории растворов. [c.208]

У1еханизм и причины электролитической диссоциации. В 1887 г. С Аррениус выдвинул гипотезу о том, что электролиты в воде диссоциируют (распадаются) на положительно и отрицательно заряженные частицы — ионы. Увеличение числа частиц в растворе вследствие электролитической диссоциации обусловливает отклонение от законов Рауля и Вант-Гоффа. Изотонический коэффициент показывает, во сколько раз увеличивается общее число частиц в растворе вследствие диссоциации электролита. Согласно Аррениусу диссоциирует лишь часть молекул, причем процесс имеет обратимый характер. Процесс электролитической диссоциации электролита КА на ионы и А , по Аррениусу, имеет вид КАч=ь + А". Как было установлено позднее, это уравнение можно написать лишь для так называемых слабых электролитов. Аррениус исходил из физической теории растворов. Эта теория рассматривала растворы как механическую смесь молекул и ионов растворенного вещества с молекулами растворителя, между которыми нет никаких видов взаимодействия. На основании физической теории трудно объяснить разрыв прочных химических связей диссоциирующих молекул. [c.152]

Физическая теория растворов получила особенное развитие после 80-х годов прошлого века в связи с успехами в изучении разбавленных растворов (Вант-Гофф, Аррениус, Оствальд). Была создана первая количественная теория растворов, связанная с представлением о растворенном веществе как о газе, распространяющемся в инертном растворителе. Однако вскоре было обнаружено, что количественная теория Вант-Гоффа—Аррениуса справедлива только для очень разбавленных растворов. Многие факты указывали на взаимодействие компонентов раствора. Все попытки рассмотреть с единой точки зрения растворы любых кон-центраций приводили к необходимости учета химического фактора и подтверждали правильность многих мыслей Д. И. Менделеева, критиковавшего физическую теорию. [c.167]

Сторонники физической теории растворов трактовали образование раствора как суммарный результат молекулярного движения и взаимного сцепления частиц, т. е. полагали, что при растворении доминируют физические процессы смешения веществ друг с другом. Наоборот, приверженцы химической теории подчеркивали преобладающую роль взаимодействия между различными частицами в растворе, полагая, что силы, действующие в растворах, чисто химические, только менее интенсивные. Эти крайние точки зрения дополняют друг друга. Поэтому правильнее было бы не противопоставлять их, а объединять, подчеркивая при этом, что в зависимости от природы компонентов растворов и условий их образования (соотношение между веществами, температура, давление) влияние физических и химических факторов может быть различным. Основу современной теории растворов и составляет синтез этих точек зрения. Единое представление о растворах бьию дано Д. И. Менделеевым. Рассматривая растворы как смеси непрочных химических соединений определенного состава, находящихся в состоянии частичной диссоциации, он подчеркивал необходимость создания общей теории растворов, способной объяснить с единой точки зрения все наблюдаемые факты. [c.133]

Ни физическая теория Вольта, ни химическая теория Нернста не могли дать непротиворечивого описания возникновения разности потенциалов на концах электрохимической цепи. В результате этого в электрохимии возникли две проблемы проблема Вольта и проблема абсолютного скачка потенциала. Прежде чем перейти к рассмотрению этих двух проблем, коротко остановимся на некоторых общих соотношениях и на методах определения вольта-потенциалов, а также работ выхода электронов ( ) и ионов ( Х< или из различных фаз. Работа выхода иона из раствора в воздух представляет собой реальную энергию сольватации. Она отличается от химического потенциала иона на работу преодоления поверхностного потенциала [c.96]

Рассматривая развитие физической химии, можно заметить, что познание некоторых явлений начиналось на основе чисто физических теорий, отражающих влияние физических факторов, но в дальнейшем возникла необходимость учитывать влияние химических закономерностей и особенностей. Примером этого может служить развитие теории электролитической диссоциации, теории кинетики гомогенных химических реакций, теории растворов неэлектролитов и др. [c.20]

Современная теория растворов, объединяя физическую и химическую точки зрения, рассматривает процесс растворения как взаимодействие между частицами разной полярности. Полярность молекул выражается в том, что в силу неравномерного распределения электрических зарядов в одной части молекулы могут преобладать положительные заряды, а в другой — отрицательные. Полярность молекулы количественно характеризуют электрическим моментом диполя (см. 15.1). [c.70]

Пособие соответствует программе по физической и коллоидной химии для фармацевтических вузов и фармацевтических факультетов медицинских институтов. Изложены основы химической термодинамики, теория растворов, фазовые равновесия, электрохимия, химическая кинетика, гомогенный и гетерогенный катализ, молекулярная спектроскопия, физикохимия поверхностных явлений, свойства коллоидных систем. аэ юзоли и порошки, суспензии и эмульсии, поверхностно-активные и высокомолекулярные вещества. Показано значение физической и коллоидной хнмии для фармации. [c.2]

Таким образом, растворы не могут быть отнесены к химическим соединениям. Но, с другой стороны, они не могут быть, причислены и к простым механическим смесям. Занимая промежуточное положение, растворы представляют жидкие диссоциационные системы, образованные частицами растворителя, растворенного тела и тех определенных нестойких, но экзотермических соединений, которые между ними происходят, одного или нескольких, смотря по природе составляющих начал . В приведенных словах Д. И. Менделеева (1887 г.) заключена основная сущность развитой им химической теории растворов. Последняя принципиально отличается от физической теории, которая рассматривает растворитель лишь как инертную среду и отвергает наличие сольватов в растворах (т. е. по существу приравнивает их к простым механическим смесям). В настоящее время точка зрения Менделеева на природу растворов является общепризнанной. [c.155]

В книге рассмотрены свойства и методы изучения заряженных межфазных границ. Излагаются закономерности электрохимической кинетики, связанные с подводом реагирующего вещества к поверхности электрода. Показана роль явлений массопереноса при конструировании хемотронных приборов и новых источников тока. Обсуждены закономерности перехода заряженных частиц через границу электрод/раствор. Излагаются физические основы современной квантовомеханической теории элементарного акта электрохимической реакции, особенности химических стадий в электродном процессе, механизм электрокристаллизации, многостадийные и параллельные процессы, роль явлений пассивности и адсорбции органических веществ в электрохимической кинетике, [c.2]

Изучению свойств водных растворов посвящено много работ, результатом которых явилась разработка основных теорий растворов (химической, физической и физико-химической) [73, 114, 222, 224, 299—306]. Современная теория растворов представляет собой синтез и дальнейшее развитие достижений химической и физической теории растворов XIX в. на основе достижений физики и теоретической химии XX в. [299]. [c.156]

Обширные исследования свойств растворов, предпринятые около 100 лет назад, привели к созданию так называемой физической теории растворов. В основу ее была положена аналогия между растворами и смесями газов. Иначе говоря, допускалось, что молекулы растворенного вещества и растворителя в известной мере индифферентны (безразличны) по отношению друг к другу. Такая ситуация возможна, если энергия взаимодействия разнородных частиц в растворе мала и равна энергии взаимодействия однородных частиц. Физическая теория растворов является как бы антиподом химической теории Д. И. М е н-д е л е е в а. И хотя, как мы знаем, химическим взаимодействием молекул растворителя и растворенного вещества пренебрегать нельзя, количественные закономерности, лежащие в основе физической теории, сыграли важную роль в химии растворов. Разработанная физическая теория хорошо описывала поведение растворов неэлектролитов — веществ, растворы которых не проводили электрический ток. Однако все попытки применения найденных количественных закономерностей для оценки поведения растворов электролитов — веществ, растворы которых проводят электрический ток, не увенчались успехом. [c.67]

После выделения теории растворов в относительно самостоятельный раздел химии в теории растворов сложилось два направления химическая теория растворов и физическая теория растворов. [c.23]

Настоящий курс физической химии написан с учетом возрастания требований к теоретической подготовке студентов. Перед коллективом авторов стояла задача написать книгу, отвечающую программе для химико-технологических институтов и в то же время такую, которая не устарела бы сразу по выходе из печати, учитывая неуклонное развитие науки о веществе и его превращениях. Этим определены особенности данного курса, в нем рассмотрены основные разделы физической химии — учение о строении вещества и химической связи, теория спектральных методов исследования молекул, химическая термодинамика (феноменологическая и статистическая), учение о фазовых равновесиях и растворах, электрохимия, химическая кинетика и катализ. Исключение материала, традиционно включаемого в учебники, но не имеющего прямого отношения к программе (учение о газах, жидкостях и т. п.), позволило уделить больше места основному содержанию физической химии. Материал пособия несколько выходит за рамки действующей программы, но тем самым предоставляются возможности использовать его при неизбежных ее изменениях и, что не менее важно, это делает его полезным для аспирантов и научных сотрудников, специализирующихся в области физической химии. Материал, который может быть опущен студентом при первом прочтении, выделен петитом. [c.3]

ЛОМ между двумя разнородными металлами, либо гальвани-потен-циалами на стыке металлов и раствора, либо всеми тремя скачками потенциала. Иными словами, в одним случаях реализуется механизм образования э. д. с., постулированный физической теорией, в других — химической, в третьих — все скачки потенциала вносят свой вклад в величину э. д. с., т. е. в какой-то мере каждая из двух теорий отражает истинные соотношения. В этом состоит одно из решений так называемой проблемы Вольты, данное А. Н. Фрумкиным и основанное на концепции потенциалов нулевого заряда. [c.214]

Менделеев, будучи сторонником химической теории растворов, не отрицал полностью физической теории, считая, что со временем обе теории в их единстве обеспечат разгадку сложной природы растворов и жидкого состояния, которое до сих пор остается неизученным полностью. [c.158]

В конце XIX и начале XX в. параллельно с химическими теориями растворов развивались теории, названные физическими (Вант-Гофф, Аррениус, Нернст). Состояние веществ в растворе уподоблялось их состоянию в газовой смеси, специфические взаимодействия из рассмотрения полностью исключались. Физические теории успению объясняли свойства разбавленных растворов, но оказались непригодными для интерпретации свойств концентрированных растворов, в особенности, если это системы с химическими взаимодействиями. Современные теории растворов, базируясь на достигнутых к настоящему времени знаниях о межмолекулярных взаимодействиях, синтезируют взгляды физической и химической теорий растворов. [c.398]

В XIX в. развивались две крайние теории растворов химическая, в которой все свойства растворов пытались объяснить образованием в них различных химических соединений (Д. И. Менделеев и др.), и физическая, в которой растворенное вещество рас- [c.203]

Как химическая, так и физическая теории растворов не лишены некоторых недостатков и каждая из них в ряде случаев находится в противоречии с опытом, однако из той и другой теории неизбежно следует вывод, что растворы качественно отличаются от химических соединений и от механических смесей молекул и свойства растворов не могут быть сведены ни к чисто химическим закономерностям, ни к законам газовых смесей. Современная теория растворов строится на синтезе химической и физической точек зрения. [c.135]

В физической теории, целиком опирающейся на гипотезу полной диссоциации молекул в растворах на ионы, учитывали главным образом физический характер взаимодействия заряженных частиц между собой. Эту теорию для сильных электролитов развивали Бьеррум, Гош, Дебай, Гюккель и др. Интересное толкование эта теория нашла в работах В. К. Семенченко, которые привели ее к сближению с химической теорией. [c.91]

Отличительной особенностью их, как было отмечено ранее, является межмолекулярное взаимодействие частиц растворенного вещества и молекул растворителя. В связи с этим для таких растворов резкое отличие в поведении частиц растворенного вещества и растворителя отсутствует. Образование растворов неэлектролитов, как правило, не сопровождается существенными химическими изменениями. Поэтому изучение их свойств Послужило основой для создания физической теории растворов, в которой главную роль играла не природа растворенных частиц, а их количество. [c.213]

Обобщение свойств растворов электролитов проводят на основе учета различного типа и характера взаимодействий в растворах. При этом в первых теориях- растворов обращалось основное внимание либо на число частиц в растворе (физическая теория), либо на химическое взаимодействие их с молекулами растворителя (химическая теория). [c.226]

Б 80—90-х годах XIX в. сложилась интересная ситуация многие химики пользовались практическими следствиями физической теории растворов, хотя к самой теории они относились равнодушно или даже отрицательно. Однако использование новых физико-химических методов и формул переносило ученых из области описательной химии в область физической химии, где математическое объяснение явлений приобретало все большее значение. [c.308]

Вначале казалось, что химическая и физическая теории растворов непримиримы, что они исключают друг друга. В истории науки имеется немало примеров, когда в первоначальный момент развития два учения кажутся совершенно противоположными. Но с течением времени оказывается, что противоречия вовсе не являются такими непримиримыми, как думали вначале, что каждая из двух теорий представляет лишь крайнее и одностороннее решение проблемы. Все это выяснилось в результате непрерывной борьбы между сторонниками той и другой теории. [c.319]

Физико-химический анализ широко использует диаграммы состояния, которые показывают зависимости физических сво11ств от состава систем в состоянии равновесия. Физико-химический анализ такл<е широко использует сопоставление одно1 о с другим различных физико-химических свойств сложных систем. Физико-химический анализ как отрасль химической науки зародился в России во второй половине XIX в. и связан с работами Д. И. Менделеева по изучению зависимости плотности от состава различных вОлТ-иых растворов. Построенные Менделеевым диаграммы зависимости плотности от состава для различных водных растворов показали, что производная плотности по составу на определенных участках концентраций непрерывно изменяется с изменением состава раствора и претерпевает разрыв в точках, соответствующих составу образующихся в растворе определенных химических соедииений. Анализ этих диаграмм дал Менделееву основание для развития химической (сольватной) теории растворов, предусматривающей образование в растворах определенных химических соеди-нени . [c.166]

Как правило, ионные и полярные вещества растворяются в полярных растворителях, а неполярные вещества — в неполярных растворителях. Ионные соединения обычно легче растворяются в растворителях с высокой диэлектрической проницаемостью, так как при этом требуется меньше энергии для отделения иона от кристалла. Необходимо, однако, сказать, Что до сих пор не создано общей теории, устанавливающей количественные соотношения между свойствами чистых компонентов и свойствами и составом раствора. На пути создания такой теории возникает много трудностей. Прежде всего не удается полностью расшифровать того, что именно происходит в системе и какие формы частиц и структур в ней образуются. Это может быть достигнуто только с помощью использования самых разнообразных химических, физических и физико-химических методов. Достаточно строгие законы пока удается сформулировать только для разбавленных жидких растворов. [c.150]

Химическая и физическая теории растворов [c.144]

Д. И. Менделеев придавал также большое значение и физической теории растворов. В 1906 г. в Основах химии он писал Две указанные стороны растворения и гипотезы, до сих пор приложенные к рассмотрению растворов, хотя имеют отчасти различные исходные точки, но без всякою сомнения со временем, по всей вероятности, приведут к общей теории растворов, потому что одни общие законы управляют как физическими, так и химическими явлениями . [c.146]

Химические явления в процессе растворения впервые были отмечены Д. И. Менделеевым. Химическое взаимодействие молекул растворителя с частицами растворенного вещества называется сольватацией, а получающиеся при этом соединения —сольватами. Частный случай взаимодействия частиц растворенного вещества с растворителем — водой был назван гидратацией, а продукты взаимодействия (например, H2S04 H20) — гидратами. Гидратная теория растворов объяснила целый ряд явлений, наблюдавшихся при растворении и противоречащих физической теории растворов. Считая растворение дроблением вещества, сопровождающимся увеличением объема последнего, физическая теория могла лишь объяснить поглощение тепла при растворении.точки зрения гидратной теории закономерно и выделение теплоты, так как образование гидратов — обычно экзотермический процесс. Получило объяснение и скачкообразное изменение некоторых свойств растворов (например, плотности р или ее производной по концентрации dp/d ) при непрерывном изменении содержания растворенного вещества. Скачкообразное изменение свойств отвечает изменению состава продукта взаимодействия растворителя с растворенным веществом — гидрата-при увеличении (или уменьшении) содержания растворенного вещества в растворе. [c.146]

Во второй половине XIX в. физическая теория растворов, исходя из бесконечно разбавленных, идеальных растворов, представляющих предельный случай, сумела применить законы газообразного состояния к разбавленным растворам. Химическая же теория исходила из онцентриро-ванных растворов и искала аналогию в твердых гидратах и молекулярных соедине )иях. Главный упор она делала на качественные исследования, не игнорируя при этом и их количественного многообразия. Но каждая из этих теорий отражала лишь одну сторону объекта и отвлекалась от другой, ей противоположной. Сближение этих двух теорий произошло по мере изучения химических свойств растворов, молекулярных соединений, образования сольватов и комплексных соединений. Явления химической ассоциации и диссоциации приобретали все большее значение. Таким образом, создавались условия для единой теории растворов. Попытки согласовать полученные данные с обеими теориями — физической и химической — дали возможность перейти от идеальных, чрезвычайно разбаз-.пенных растворов к растворам концентрированным. Благодаря этому произошло сближение физической теории растворов с гидратной (химической) теорией, взаимное дополнение и преобразование обеих. Между тем до этого времени между данными теориями существовали резкая грань и непримиримые противоречия. [c.260]

Авторами предлагались различные теории коагуляции электролитами. Сюда относятся химическая теория коагуляции (Дюкло), адсорбционная теория (Фрейндлих), электростатическая теория (Мюллер, А. И. Рабинович, В. А. Каргин). Однако все они по тем или иным причинам утратили свое значение и представляют сейчас только исторический интерес. В настоящее время общепризнанной является физич Ская.-теория коагуляции электролитами, базирующаяся на о5щих принципах статистической физики, теории растворов и теории действия молекулярных сил. Физическая теория [c.289]

Заметим, что в аналитической химии практически всегда используется такое понятие активности, какое было охарактеризовано выше, а при расчете коэффициента активности концентрации выражаются в моль/л. Определенная подобным образом активность называется молярной активностью. Так поступают в основном в теории растворов. В физической химии используют также безразмерные абсолютную и относительную активности вещества. Абсо потная активность А. выражается через химический потенциал ц и определягтся как X = ехр[ц/(ЛГ)], где К — универсальная газовая постоянная, Т — абсолютная температура. Относительная активность определяетс я как число, равное отношению абсолютной активности в заданном состоянии к абсолютной активности в стандартном состоянии при той же температуре. [c.66]