Равновесие и растворенные вещества

В последующем изложении подробно рассмотрены характерные особенности фазового равновесия и процессов перегонки и ректификации неидеальных растворов, обладающих экстремальными точками на кривых кипения и конденсации, и растворов веществ, частично растворимых друг в друге. [c.13]

Все явления в растворах, рассмотренные ранее в этом разделе, относились к равновесным состояниям каждой гомогенной фазы переменного состава (раствора) и к равновесиям раствора с другими фазами (пар, твердое вещество). Равновесие осуществляется при обязательном равенстве температур и давлений во всех частях всех фаз, составляющих систему, и при постоянстве состава во всех участках одной фазы. При наличии же разностей химических потенциалов компонентов между участками одной фазы или между разными фазами эти компоненты диффундируют в направлении падения своего химического потенциала до тех пор, пока различие в величинах химических потенциалов в разных частях системы не ликвидируется, т. е. пока не будет достигнут одинаковый состав во всех участках внутри каждой фазы и равновесное распределение компонентов между фазами. Необходимым условием для достижения такого равновесия является возможность свобод- [c.240]

Растворение большинства твердых тел сопровождается поглощением теплоты. Это объясняется затратой значительного количества энергии на разрушение кристаллической решетки твердого тела, что обычно не полностью компенсируется энергией, выделяющейся при образовании гидратов (сольватов). Прилагая принцип Ле Шателье к равновесию между веществом в кристаллическом СОСТОЯНИЙ и его насыщенным раствором [c.218]

Таким образом, к началу XX века определялись основные направления физической химии как науки, изучающей строение вещества и его свойства в различных агрегатных состояниях, химическую термодинамику, включая термохимию и учение о равновесиях, растворы, в том числе и коллоидные, кинетику химических реакций и электрохимию. [c.18]

Активности чистых (не являющихся растворами) веществ зависят только от температуры, поэтому их также переносят в левую часть равенства (5.10), т. с. включают в константу равновесия. Формально выражение константы через активности (5.10) остается в прежнем виде, однако с учетом сказанного значения активностей всех чистых веществ условно принимают равными единице. [c.132]

Сущность работы. Если раствор известной концентрации привести в контакт с адсорбентом и выждав, пока установится адсорбционное равновесие, измерить концентрацию равновесного раствора, то количество адсорбированного из раствора вещества определится из разности между концентрацией раствора до и После адсорбции. Определяя эту разность для растворов различной концентрации и зная массу адсорбента, получают да н-ные об удельной адсорбции в зависимости от равновесной концентрации. По этим данным строят изотерму адсорбции. [c.154]

Как было показано в разд. 33.3, при растворении вещества при определенной температуре образуется насыщенный раствор, в котором существует равновесие между нерастворившимся веществом, так называемым донным осадком (если растворяют твердое вещество в жидкости), и ионами растворившегося вещества. Скорость растворения определяется преимущественно площадью поверхности вещества и перепадом концентраций. Площадь поверхности увеличивают путем измельчения, а перепад концентраций— перемешиванием или встряхиванием раствора он возрастает при перемещении концентрированного раствора к границе раздела твердое вещество/жидкость. Поскольку скорость реакции увеличивается при повышении температуры, растворение ускоряют нагреванием. [c.486]

Какой вид имеют диаграммы равновесия двух веществ 1) с простой эвтектикой 2) если вещества образуют между собой устойчивое химическое соединение соединение, которое разлагается, не достигнув температуры плавления (на диаграмме скрытый максимум) 3) когда два вещества неограниченно растворяются в твердом [c.244]

Исторически термодинамика возникла при изучении превращений теплоты в механическую работу. Затем объектом изучения стали количественные соотношения между теплотой и различными формами энергии. Химическая термодинамика отличается тем, что она изучает превращения химической энергии в теплоту, работу и другие формы энергии. Объектами исследования химической термодинамики являются тепловые балансы физико-химических процессов, фазовые и химические равновесия, свойства веществ в растворах. [c.18]

И объяснено уменьшение растворимости при добавлении в раствор веществ, имеющих общий ион с Av . Иногда это правило нарушается вследствие образования комплексных соединений. Так, растворимость цианида серебра А СЫ повышается в присутствии избытка цианида калия, так как при этом образуется ион А (СМ) и устанавливается равновесие [c.14]

Привести диаграммы равновесия двух веществ а) с одной эвтектикой, 6) с образованием устойчивого химического соединения, в) с образованием твердых растворов. По диаграммам пояснить сущность термического анализа. Почему диаграмма плавкости не зависит от давления [c.69]

Растворы можно различать по агрегатному состоянию — твердые, жидкие и даже говорят о газообразных растворах, имея в виду газовые смеси. Последним, точнее идеально-газовым смесям, было уделено некоторое внимание в гл, V в связи с химическим равновесием. О твердых растворах, являющихся предметом изучения, главным образом физики твердого тела и металловедения, будет более подробно упомянуто в следующей главе. В этой же главе будут обсуждаться лишь жидкие растворы — системы, весьма разнообразные по своей природе и характеру межмолекулярного взаимодействия. Так, при растворении серной кислоты в воде наблюдается выделение большого количества теплоты, отмечается образование ряда гидратов определенного состава. Отчасти на основании этих наблюдений Д. И. Менделеев развивал свою химическую теорию растворов. Несомненно, что силы, действующие в упомянутых гидратах серной кислоты, приближаются по св ему характеру к силам химической связи. В качестве другого крайнего случая можно указать на растворы веществ типа аргона и неона (илн других элементов нулевой группы), когда проявляется действие сил только физической природы — относительно слабых сил Ван-дер-Ваальса. [c.262]

Насыщенный раствор вещества А может существовать только в присутствии кристаллов того же вещества, т. е. в виде гетерогенной системы, равновесие в которой можно представить уравнением [c.236]

При равновесии активность вещества в твердой фазе равна его активности в жидкой фазе. Чем ниже температура превращения, тем ниже активность твердой фазы. Твердая фаза воды (лед) находится в равновесии с чистой водой при температуре О °С. Если лед граничит с раствором, в котором активность растворителя меньше, то равновесие в этом случае наступит при какой-то более низкой температуре. При температуре замерзания чистого растворителя из этого раствора не выпадает твердая фаза она выпадает при более низкой температуре, соответствующей более низкой активности твердой фазы. Вот почему температура выпадения твердой фазы может быть мерилом активности жидкой воды в растворе. [c.42]

Следует подчеркнуть, что соотношение между стандартным изменением энергии Гиббса процесса и константой его равновесия является универсальным. Оно применимо к любому равновесию — и к диссоциации электролита в растворе (см. раздел IV, гл. IV), и к равновесию между кипящей жидкостью и сухим насыщенным паром К — давление пара при данной температуре), и к равновесию растворенное вещество — насыщенный раствор (К = С с)-Сочетание уравнений (11.20) и (П.15) позволяет найти константу равновесия и в электрохимическом процессе. [c.76]

Соотношение (2.30) между стандартным изменением энергии Гиббса процесса и константой его равновесия является универсальным. Оно применимо к любому равновесию - к диссоциации электролита в растворе (см разд. 6.5), к равновесию между кипящей жидкостью и сухим насыщенным паром (в этом случае величина К равна давлению пара прн данной температуре), к равновесию растворенное вещество - насыщенный раствор (величина К равна концентрации вещества в насыщенном растворе, т. е. растворимости). Сочетание уравнений (2,30) и (2.27) позволяет найти константу равновесия окислительно-восстановительной реакции по эдс гальванического элемента, действие которого основано на этой реакции. Из (2.30) следует, что АС <0 отвечает К>. Это означает, что в равновесной смеси преобладают продукты реакции и при больших положительных значениях К реакция идет практически до конца. Наоборот, если АС >0, то в равновесной смеси преобладают исходные вещества (/С<1), т. е. реакция практически не идет. Если же АС - О, то ЛГ - I и реакция одинаково проходит как в прямом, так и в обратном направлении. Например, при 25 С для реакции [c.210]

Если рассматривать раствор в интервале от iVi = 1 до = 1, необходимо иметь в виду, что при одних концентрациях он оказывается насыщенным первым компонентом, а при других — вторым. Для того чтобы построить кривые равновесия раствор — чистый компонент для обоих веществ (диаграмму плавкости) (рис. 81), следует воспользоваться уравнением (IX, 3) для каждого вещества [c.255]

Точка 2. Система выше точки Г двухвариантна, т. е. для характеристики подобной системы необходимо фиксировать температуру и состав. В точке Г начинается кристаллизация вещества А. Выделение теплоты кристаллизации замедляет охлаждение системы. По мере увеличения количества твердого вещества А расплав обогащается веществом В, вследствие чего температура кристаллизации непрерывно понижается. Соотношение между количествами твердой и жидкой фаз определяется по правилу рычага. Поскольку с момента образования твердой фазы система стала одновариантной, то между температурой и составом насыщенных растворов будет существовать зависимость, которая, и выражается кривой АЕ. Следовательно, отмечая температуру начала кристаллизации, тем самым устанавливают состав наоборот, каждому составу отвечает единственная температура равновесия твердое вещество А — расплав. По достижении температуры эвтектики расплав будет насыщен обоими веществами появляется новая фаза — твердое вещество В, и система становится инвариантной. При температуре эвтектики оба вещества выпадают в соотношении, отвечающем составу оставшейся жидкости, поэтому жидкость кристаллизуется без изменения состава. Кристаллизация эвтектического расплава изменяет состав твердой массы, так как последняя пополняется не только веществом А, но и веществом В. При исчезновении последней капли жидкости состав твердой массы совпадает с составом исходного расплава. После этого температура начинает падать, так как с исчезновением жидкости система становится одновариантной. Для точки 2 показаны процесс охлаждения, по линии ликвидуса — изменение состава жидкой фазы, по линии солидуса — изменение состава твердой массы. Твердая масса состоит из двух фаз компонента А и компонента В. Для смеси 7 показан процесс нагревания. [c.229]

От состава раствора. На реакцию гидролиза можно также влиять добавлением в раствор веществ, способных сместить равновесие реакции гидролиза в нужную сторону. Так как в состав продуктов гидролиза всегда входят ионы водорода и гидроксид-ионы, то на процесс гидролиза большое влияние оказывает pH раствора. Изменить pH раствора можно путем введения в раствор кислоты, щелочи или гидролизующегося электролита. [c.44]

Частицы, перешедшие в раствор, вследствие диффу- зии распределяются по всему объему растворителя. С другой стороны, по мере увеличения концентрации частицы (ионы, молекулы), находящиеся в непрерывном движении, при столкновении с твердой поверхностью еще не растворившегося вещества могут задерживаться на ней, т. е. растворение всегда сопровождается обратным явлением — кристаллизацией. Может наступить та-< кой момент, когда одновременно выделяется из раствора столько частиц (ионов, молекул), сколько их пере ходит в раствор — наступает равновесие. [c.146]

В области, прилежащей к значениям коэффициента активности насыщенного раствора около 1 или 1п у1 - -О, могут располагаться величины у1 растворенных соединений первой группы взаимодействий, которые в молекулярной и ионной формах не образуют каких-либо устойчивых структур с компонентами раствора (кривая 1). Для соединений этой группы значение коэффициента активности практически постоянно во всем диапазоне концентраций раствора. Остальные группы соединений характеризуются более существенной связью между значениями коэффициента активности и концентрации часто наблюдается плавный перелом хода изменения градиента коэффициента активности (А 1п у /Атг) вблизи зоны концентраций, где в соответствии с константами устойчивости степень связывания исходных веществ становится весьма высокой. В области со значениями коэффициента активности 0,2—0,8 могут быть ионные пары — второй тип взаимодействий, отражаемый кривой 2. Для комплексных соединений (кривая 3) — третьего типа взаимодействий — значения коэффициента активности даже при небольшой степени достижения равновесия составляют менее 0,2. Ионные пары и комплексы характеризуются значительной устойчивостью, и содержание в растворе первичных форм молекул и ионов, образующихся при диссоциации,становится заметно меньшим, чем содержание растворившегося вещества в пересчете на исходную его молекулярную форму. [c.75]

При равновесии раствора с твердым компонентом разность молярных объемов твердого т и растворенного У вещества (АУ = = У , т — У ) может быть представлена равенством (4.36) при введении в него дополнительной характеристики — объема переохлажденного жидкого чистого компонента У , [c.97]

Наиболее важна методика получения осадка, который затем превращают в весовую форму-. Между выделившимся осадком и маточным раствором устанавливается динамическое равновесие. Раствор над осадком насыщен тем же веществом, что и в осадке. Для этого равновесия соблюдается закон действия масс. [c.292]

Если твердое вещество приходит в соприкосновение с жидким, оно в больщей или в меньшей степени переходит в жидкую фазу и образуется раствор. После наступления равновесия раствор называется насыщенным. [c.109]

Большое значение в аналитической химии имеют равновесные методы разделения. В них используются равновесия, возникающие между веществами двух фаз. Для применения равновесных методов анализируемый раствор необходимо превратить в двухфазную систему. Новую фазу выбирают с таким расчетом, чтобы после установления равновесий одни вещества находились в одной, а другие — в другой фазе. Разделение завершают отделением фаз друг от друга. [c.247]

Для превращения однофазной системы в двухфазную пользуются различными способами. Иногда при повышении температуры отделяемые вещества образуют газообразную фазу и их отделяют путем отгонки. К анализируемому раствору можно добавить жидкое вещество, образующее вторую фазу, в которую переходят отделяемые вещества. Такой метод разделения называют экстракцией. Вторую фазу можно создавать введением в раствор сорбентов, на которых адсорбируются отделяемые вещества. То же самое происходит, если в раствор вносят иониты, обменивающие свои подвижные ионы на те ионы, которые подлежат выделению из раствора. Можно также использовать химические взаимодействия, в результате которых отделяемые вещества образуют новую фазу — осадок. Это разделение путем осаждения. Разделение фаз осуществляют после установления равновесий разделяемых веществ. Это значит, что разделение не может быть полным— всегда какое-то равновесное количество остается в другой фазе. Если вещество 84 после наступления равновесия находится в основном в I фазе, молярная доля его в этой фазе [c.247]

При процессе комплексообразования важное значение имеет также и длительность контакта реагирующих веществ. Большинство авторов считает для этого достаточным 30—40 мин. Но в отдельных вариантах процесса длительность контакта приходится удлинять до 2—2,5 часа. Для ускорения комплексообразования К. В. Гопалан рекомендует вводить в реагирующую смесь некоторое количество ранее приготовленного кристаллического комплекса [32]. Это облегчает и ускоряет выкристаллизовыва-ние вновь образующегося комплекса, что снижает его концентрацию в растворе и способствует смещению равновесия взаимодействующих веществ в сторону образования комплекса. [c.146]

Когда адсорбент приходит в соприкосновение с жидким (или газовым) раствором двух или более компонентов, некоторые молекулы оказываются прикрепленными к его поверхности. Эти молекулы некрепко связаны и происходит непрерывный обмен между молекулами в поверхностном слое и молекулами в глубине раствора. Разные молекулы отличаются силой своей связи с поверхностью и, когда устанавливается равновесие, состав вещества поверхностного слоя будет отличаться от состава окружающего раствора. Вещество в поверхностном слое относят к адсорбционной фазе, так как оно отличается от вещества жидкой фазы. Так же как и в других двухфазных процессах разделения, существует различие в составе фаз, которое позволяет разделить компоненты смеси. Мэйр, Вестхавер и Россини [13] применили к анализу разделительной адсорбции понятия, общие для других двухфазных разделительных процессов, как например, фракционная дистилляция. Так же как и в случае дистилляции, понятие [c.259]

Отверстия, возникшие вследствие движений в земной коре. Эти движения возникают с особой силой во время горообразующих процессов, но и в другое время тангенциальные силы и силы изостазиса создают в земной коре сильные напряжения, которые время от времени так или иначе разряжаются. Если этим силам подвергаются пеуплотненные осадки, они легко поддаются воздействию этих сил, обнаруживая как бы свойство текучести. Но когда в процессе диагенетического изменения осадок затвердевает и превращается в твердую породу, текучесть может возникнуть лишь при чрезвычайно больших давлениях. Обыкновенно же такая порода на динамическое давление реагирует образованием или складок или разрывов, по которым происходит смещение одной части породы по отношению к другой, или возникновением явлений сбросового характера. Иногда напряжение может разрешиться возникновением передвижек внутри самой породы. При этом в породах неоднородного характера, составленных из кусков разной формы и величины, восстановление нарушенного равновесия может произойти путем взаимного перемещения, взаимной передвижки составных частей. По другому будут реаги-, ровать однородные плотные породы, например известняк или твердые мергели. Под влиянием действующих на них сил давления или растяжения в них возникнут разломы, разрывы и трещины. Подобные разрывы чаще всего ограничиваются пределами одного пласта и известны под именем трещин расслоения. Эти трещины увеличивают пористость породы, но их объем обычно невелик по сравнению с общим объемом породы, которая их содержит. Гораздо большее значение они имеют в том отношении, что вместе с плоскостями наслоений они являются отличными путями для циркулирующей в породе жидкости. Последняя при известных условиях способна растворять вещества, встречающиеся на ее пути, и тем самым увеличивать пористость породы. Так как трещиноватые сланцы составлены из нерастворимого материала, то их пористость от циркулирующих по их трещинам вод не увеличивается, а наоборот, даже может уменьшаться, если произойдет выпадение переотложенного, растворенного в воде вещества. Если трещины расслоения возникают в результате сил скручивания, то образуются две или более системы трещин, расположенные под углом друг к другу. Циркулирующие по таким трещинам воды при известных условиях могут увеличивать объем пустот. [c.153]

Если один из компонентов—твердое вещество, а остальные два— жидкости, то кривые равновесия могут иметь весьма разнообразный характер. Одна из таких возможностей показана на рис. 1-18. Слабые растворы вещества В в жидкостях Л и С, представляемые отрезками AD и СН, создают на диаграмме область ADEK.GH , в которой существует только одна жидкая фаза из трех компонентов. В областях ВОЕ и BGH сосуществуют растворы, состав которых определяется кривыми DE и GH, и твердое вещество [В. Хорды ра- [c.35]

При внесении растворяемого вещества в растворитель процесс )астворения идет самопроизвольно (АО < 0) и раствор остается ненасыщенным. Когда энтальпийный и энтропийный факторы процесса станут, одинаковыми, т. е. АС = О, система окажется в состоянии истинного равновесия. Раствор становится насьго енньш. В такой системе неопределенно долго могут сосуществовать без каких-либо изменений ра створ и избыток растворяемого вещества. Равновесное состояние может быть нарушено только в результате изменения температуры, давления нли введения других веществ. [c.233]

Процесс растворения идет самопроизвольно (АОсО) и раствор остается ненасыщенным. Когда энтальпийный и энтропийный факторы в уравнении (П. 10) станут одинаковыми, т. е. ДО = О, система окажется в состоянии истинного равновесия. Раствор становится насыщенным. В таком растворе неопределенно долго могут сосуществовать без каких-либо изменений раствор и избыток растворяемого вещества. Так как скорость, с которой молекулы, отрываясь от поверхности твердого тела (при наличии его избытка), переходят в раствор, равна скорости осаждения молекул растворенного вещества на той же поверхности, равновесное состояние может быть нарушено только в результате изменения температуры, давления или введения других веществ (см. ниже). Из изложенного следует, что растворимости твердых веществ способствует склонность к возрастанию неупорядоченности, а их кристаллизации — энергетический фактор, т. е. склонность к понижению потенциальной энергии. Равновесие соответствует концентрации, отвечающей уравновешиванию обоих процессов. Наоборот, растворимости газообразных веществ благоприятствует тенденция к уменьшению неупорядоченности. [c.138]

В состоянии ограниченного набухания система состоит из двух фаз, находящихся в равновесии насыщенный раствор растворителя в веществе (ВМС), т. е. гель, и насыщенный раствор вещества (ВМС) в растворителе, как правило, небольшой концентрации. Такое двухфазное равновесие аналогично равновесшо ири ограниченном растворении низкомолекулярных веществ. Неограниченное набухание характерно для линейных полимеров. Сшитые полимеры набухают в растворителях, ио не растворяются. При изменении условий ограниченное набухание может перейти в неограниченное. Нанример, при повышении температуры такой переход наблюдается при набухании желат1шы и агара в воде. [c.313]

Для того чтобы между твердым веществом и его раствором установилось равновесие, раствор должен быть насыщенным и находиться в соприкосновении с нераство-ривщейся частью твердого вещества. В качестве примера рассмотрим насыщенный раствор Ва80 , который находится в контакте с твердым ВаЗО . Химическое уравнение этого равновесия имеет вид [c.124]

Авторы выражают глубокую благодарность рецензентам проф. Б. Н. Афанасьеву (электрохимия), прсф. Л. В. Пучкову (термодинамика, фазовые равновесия, растворы) и особенно проф. А. А. Рав-делю (строение вещества, спектроскопия, химическая кинетика и катализ) за весьма тщательное прочтение рукописи и ценные замечания и предложения, способствовавшие улучшению книги коллективному рецензенту — преподавателям кафедры физической химии Белорусского технологического института (зав. кафедрой проф. [c.4]

Уравнение (5.36) достаточно точно отвечает кривой равновесия раствор — чистый компонент (в координатах температура — состав при р = onst), однако непосредственно оно почти не используется, так как в общем случае зависимость ц,- от Х неизвестна. Из уравнения (5.36) следует, что растворимость твердых веществ зависит от температурь Так как (5м./Щ )р,г>0, знак dXildT)p определяется знаком [c.125]

Растворение вещества происходит до тех пор, пока не установится равновесие между осадком и его ионами в растворе. В момент наступления равновесия раствор становится насыщнным. [c.122]

Простейший вариант ПФА — однократная газовая экстракция летучих веществ из жидкостей или твердых тел — состоит в следующем. В герметично закрывающийся сосуд объемом V помещают исследуемый объект объемом V , содержащий определяемое летучее вещество концентрации с1. Объем газовой фазы при этом оказывается равным Vq = V — Уц. После выдерживания системы при постоянной температуре до установления равновесного распределения летучего вещества газовая фаза вводится в хроматограф и таким образом измеряется абсолютное значение равновесной концентрации определяемого вещества в газовой фазе над исследуемым образцом Сд. Поскольку в процессе установления фазового равновесия некоторая часть содержащегося в исследуемом объекте летучего вещества переходит в газовую фазу, равновесная его концентрация в конденсированной фазе будет меньше исходной с1. Количество вещества, перешедшего в газовую фазу из раствора (сдУс), зависит от соотношения объемов фаз г = Уа)Уь и коэффициента распределения К = j a. Если пренебречь изменением объема жидкости за счет испарения раствора в процессе установления равновесия, концентрацию вещества в исходном растворе можно вычислить по его содержанию в равновесном газе из уравнения [c.233]

Насыщенным называется раствор, находящийся в равновесии с растворяемым веществом в виде отдельной фазы. Между растворенным веществом, уже находящимся в растворе, и еще нераство-ривщимся веществом, находящ-имся в виде отдельной фазы, идет непрерывный обменный процесс. Убедиться в этом можно, положив в насыщенный раствор нарущенный кристаллик растворенного вещества, через некоторое время он будет исправлен , т. е. разру-щенные части перейдут в раствор, а из раствора вещество будет кристаллизоваться, образуя уже правильный кристалл. [c.175]