Ван-дер-Ваальса из жидких растворов

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]

Основная задача молекулярной теории растворов состоит в нахождении связи между функцией ai2, с одной стороны, и функциями Сц и 022, С другой стороны (или в решении аналогичной задачи в других терминах). Эта задача может решаться на базе уравнений (III, 5а) установлением связи между коэффициентами Кц, К22 и 12, которые пропорциональны величинам и, й22 и 12, если уравнение Ван-дер-Ваальса записано для жидкого раствора, и имеют тот же физический смысл. [c.41]

Уравнение Клапейрона — Клаузиуса для раствора постоянного состава. Запишем уравнение Ван-дер-Ваальса для жидкого-раствора ( ) в равновесии с паром (") в короткой форме [c.109]

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 своему характеру к силам химической связи. В качестве другого крайнего случая можно указать на растворы веществ типа аргона и неона (или других элементов нулевой группы), когда проявляется действие сил только физической природы — относительно слабых сил Ван-дер-Ваальса. [c.285]

Установленные в настоящем исследовании изменения частот колебания молекулы при сверхвысоком давлении газовой среды пе превышают 0.5% и обусловлены, очевидно, как и в случае жидких растворов, когезионными силами Ван-дер-Ваальса. Однако замечателен сам по себе факт смещения и расширения спектральных пОлос неполярными посторонними газами, для которых силы межмолекулярного взаимодействия имеют значительно меньшую величину, чем в случае полярных органических растворителей. [c.15]

Уравнение Ван-дер-Ваальса, выведенное в 1 гл. И, позволяет найти связь между параметрами состояния в случае равновесия жидкий раствор — твердое тело, подобно тому как это было сделано для других случаев гетерогенного равновесия в предыдущих разделах. На примере равновесия жидкость — твердое тело мы рассмотрим методы, позволяющие определить такие величины, как молекулярный вес растворенного вещества, его активность и коэффициент активности и т. п. Эти методы основаны на измерении понижения температуры замерзания раствора по сравнению с температурой замерзания чистого растворителя и носят название криоскопических [c.143]

Однако, несмотря на большое внимание к изучению растворов, и сейчас вопрос об их природе все еще не решен. Это является следствием многообразия типов растворов, а также отсутствия в достаточной степени совершенной теории жидкого состояния. При растворении между компонентами происходит химическое взаимодействие, взаимодействие за счет сил Ван-дер-Ваальса и т. д. Поэтому исследование растворов представляет сложную задачу. [c.9]

Основная трудность в расчете равновесий газ - жидкость состоит в определении коэффициента активности в жидкой фазе у,- и коэффициента фугитивности в газовой фазе Ф,-. Методы оценки коэффициентов активности в растворах неэлектролитов уже были рассмотрены. Оценка же коэффициента фугитивности в газовой фазе может быть выполнена на основании уравнения состояния (Ван-дер-Ваальса, вириального и др.). Однако часто растворимость газа в жидкости очень мала и в этих условиях жидкая фаза стремится к идеальной. Кроме того, при умеренных давлениях не-идеальность газовой фазы незначительна. Тогда стремление того или иного компонента улетучиваться из жидкой фазы в газовую не зависит от присутствия других компонентов и система соответствует идеальной, для которой справедлив закон Генри [c.234]

Количественное описание взаимодействия дисперсных частиц принципиально возможно па основе современного учения о поверхностных силах и сводится к определению потенциальной энергии частиц или, иначе, к установлению баланса действующих между ними сил. Эта задача на основе общей концепции расклинивающего давления тонких жидких слоев была сформулирована в 1937 г. Б. В. Дерягиным. Им был разработан метод расчета свободной энергии и сил, действующих между двумя заряженными поверхностями в растворах сильного электролита, и показано, что при определенных условиях возможно появление на кривой потенциальной энергии взаимодействия второй энергетической ямы на относительно далеком расстоянии от поверхности [1]. При учете молекулярных сил притяжения Ван-дер-Ваальса— Лондона и ионно-электростатических сил отталкивания установлены общие закономерности взаимодействия в низкоконцентрированных растворах электролитов двух пластин и с некоторыми ограничениями двух одинаковых шаров, и на этой основе разработана теория устойчивости и коагуляции коллоидов [1—6]. Последняя была распространена на взаимодействие трех плоских частиц [c.130]

Можно было бы допустить, что спонтанное образование новой жидкой фазы в парах и газообразной фазы в жидкостях и растворах находится в связи с кривой Ван дер Ваальса. Как известно, такое предположение делалось и раньше, причем границы метастабильности связывались с точками перегиба кривой. Про- [c.82]

В последующих параграфах этой главы мы наиболее подробно рассмотрим экспериментальный и теоретический материал, относящийся к силам Ван-дер-Ваальса, отталкивательным силам и отчасти к ионному взаимодействию. Такое ограничение объясняется тем, что в настоящее время наиболее изучены свойства жидких диэлектриков и растворов электролитов и неэлектролитов, в которых главное значение имеют именно эти виды взаимодействия. [c.55]

Металлы в жидком виде хотя и смешиваются между собой в любых количественных соотношениях, но твердого раствора при остывании не образуют. При затвердевании подобных сплавов получается масса, состоящая из микроскопически малых кристаллов каждого из компонентов сплава. Эти кристаллики соединены друг с другом силами Ван-дер-Ваальса. Подобные системы характерны для таких пар метал- [c.333]

Хроматография принадлежит к группе методов разделения, основанных на различных процессах распределения веществ между двумя фазами. Одной фазой является анализируемая жидкость, например какой-нибудь раствор или газ (смесь газов), другой фазой—твердый поглотитель (сорбент). При контакте этих двух фаз происходит химическое взаимодействие, например ионный обмен, или поглощение за счет сил Ван-дер-Ваальса, в результате чего вещества распределяются так, что концентрация анализируемых элементов в жидкости (или газе) уменьшается, происходит поглощение—сорбция анализируемых элементов твердым поглотителем. При соответствующем изменении условий, например при обработке поглотителя кислотой, другими растворителями или при нагревании, происходит обратный процесс—десорбция поглощенные вещества переходят в жидкую или газообразную фазу, т. е. извлекаются из поглотителя. [c.290]

Очень интересен цикл исследований равновесий в газовых смесях при высоких давлениях и переменных температурах, проводимый в Государственном научно-исследовательском и проектном институте азотной промышленности и продуктов органического синтеза (ГИАП) под руководством И. Р. Кричевского. Эти исследования привели к открытию существования гетерогенных равновесий в газах, т. е. самопроизвольного разделения газовых смесей на два газовых раствора различного состава с поверхностью раздела между ними (И. Р. Кричевский, П. Е. Большаков, Д. С. Циклис, 1940 г.). Хотя это явление и было предсказано еще И. Ван-дер-Ваальсом, но общепринятым было убеждение, что газы, в отличие от жидких и твердых веществ, смешиваются всегда и во всех отношениях. Указанные исследователи нашли, что смеси азота с аммиаком выше критической температуры аммиака разделяются на два слоя разного состава с различными плотностями, причем область несмешиваемости с увеличением давления расширяется. Имеется нижний критический предел растворения при давлении, [c.285]

С и — 10,2 С с водой не смешиваются и очень плохо в ней растворяются, а также имеют незначительные силы Ван-дер-Ваальса. Таким образом, указанные жидкости отвечают всем требованиям, необходимым для гидратообразования. Действительно, пропан и изобутан как в газообразном, так и в жидком состоянии, что было проверено нами экспериментально, образуют твердые гидраты. Однако в жидком состоянии эти углеводороды образуют гидраты значительно труднее, чем в газообразном. [c.113]

Жидкий нормальный бутан также является летучей жидкостью с точкой кипения — 0,5°С он не смешивается с водой и растворяется в ней плохо имеет малые силы Ван-дер-Ваальса, но размеры его молекул превышают 6,9 А, составляя 7,78 А. Возникает вопрос образует ли нормальный бутан гидраты [c.113]

Жидкий раствор, как и твердый, является однофазной двух- или многокомпонентной системой переменного состава. В отличие от твердого в жидком растворе легче достигается термодинамическое равновесие с минимумом свободной энергии О в итоге взаимодействия всех составляющих его частиц. Это взаимодействие часто бывает близким к химическому (Н2304 + НаО) и сопровождается большим тепловым эффектом. Иногда оно приближается к простому смешиванию за счет сил Ван-дер-Ваальса (смеси предельных углеводородов). [c.148]

Стокс также предположил, что размеры иона в газовой и в жидкой фазах неодинаковы. В то время как для ионов в газовой фазе справедливы значения радиусов Ван-дер-Ваальса в растворе радиусы ионов приблизительно совпадают с кристаллографи- [c.42]

При изучении изотермического равновесия гидрат—газовая фаза в системе СзНе Н-НгЗ-Ь НгО Платтеу и Ван-дер-Ваальс [32], исследуя экспериментально составы равновесных фаз при t=—3,0° С, установили, что при общем давлении над смешанным гидратом Р = 0,48 атм составы гидрата и газовой фазы совпадают (75% НаЗ и 25% СзНе). Обнаруженное явление аналогично хорошо известному эффекту азеотропизма в жидких растворах, когда совпадают составы жидкой и паровой фазы. Полученные Платтеу и Ван-дер-Ваальсом экспериментальные данные представлены на диаграмме Р—л (рис. 46). Одновременно ими были определены составы равновесных фаз расчетным путем с помощью уравнений [c.109]

В сотрудничестве с Герцфельдом Гайтлер выполнил теоретическую работу, посвященную изучению давления паров и теплот смешения в бинарных жидких системах по методу Ван-дер-Ваальса. Его диссертация была посвящена теории концентрированных растворов. В ней он предложил рассматривать жидкие бинарные системы неэлектролит— растворитель как пространственную решетку кубической симметрии. На осрове своей модели Гайтлер рассчитал методами статистической физики наиболее вероятное расположение молекул растворителя около молекулы растворенного вещества. Допуская, что теплота смешения ие зависит от температуры и что все парциальные моляльные теплоты примерно одинаковы, он получил уравнение состояния системы, по которому можно было определить некоторые ее свойства. Сопоставление с экспериментом показало, что теория дает вполне удовлетворительные результаты. По-видимому, исследование растворов неэлектролитов методами статистической термодинамики привело Гайтлера (не без влияния Герцфельда) к вопросу о природе химических взаимодействий в них. [c.154]

Коксообразование идет по реакции второго порядка по концентрации асфальтенов в растворе. Энергия активации в этом случае близка нулю, так как является, по существу, константой скорости диффузии ( 1 5 ккал/моль), — константа скорости выделения ассоциатов из раствора —очень мало зависит от температуры ( 2 0), а энергия активации Е- распада ассоциатов асфальтенов на дискретные молекулы, определяемая силами Ван-дер-Ваальса между молекулами асфальтенов (точнее, разностью энергий взанмодействня молекул асфальтенов между собой и молекулами растворителя), также невелика (видимо, 2—5 ккал/моль). Прн дальнейшем повышении температуры растворяющая способность растворителя по отношению к асфальтенам понижается настолько, что асфальтены с большой скоростью выделяются из раствора в виде микрокапель второй жидкой фазы и образование кокса происходит в основном в результате закоксрвывания этих [c.121]

Второй путь образования двойного слоя заключается в том, что поверхностные молекулы частиц твердой фазы диссоциируют в жидкости на ионы. Например, метакремниевая кислота НгЗЮз отдает в раствор ион водорода, в результате на поверхности остаются потенциалообразующие ионы с отрицательным зарядом. Из ионов водорода на твердой поверхности возникает адсорбционный слой, который имеет положительный заряд. Наконец, возможна специфическая адсорбция из жидкой фазы на электрически нейтральных поверхностях некоторых минералов [43]. Она обусловлена дисперсионными силами Ван-дер-Ваальса или Лондона, которые зависят от электрической поляризации атомов твердой поверхности пор ионами жидкости и поляризации самих ионов. При этом адсорбируются в первую очередь многозарядные ионы. Этот механизм возможен, например, в известняках. Вообще же примеры таких схем мало изучены. Независимо от пути образования двойной электрический слой имеет одну и ту же структуру. [c.112]

Металлы в жидком виде хотя и смешиваются между собой в любых количественных соотношениях, но твердого раствора при остывании не образуют. При затвердевании подобных сплавов плу-чается масса, состоящая из микроскопически малых кристалолов каждого из компонентов сплава. Эти кристаллики соединены друг с другом силами Ван-дер-Ваальса. Подобные системы характерны для таких пар металлов, как РЬ —5п, В1 —Сё, Ag —РЬ и др Так, например, при исследовании под микроскопом сплава свинца и олова можно различать отдельные кристаллики чистого свинца и чистого олова. [c.307]

ТсЧ<же отсутствия в достаточной степени совершенной теории жидкого состояния. При растворении между компонентами растворов происходит химическое взаимодействие, взаимо-цействие за счет сил вая-дер-Ваальса и т. д. Поэтому исследование растворов представляет сложную задачу. [c.8]

Теория растворов неэлектролитов возникла и развилась как теория растворов, состоящих из электрически нейтральных частиц, взаимодействующих друг с другом при помощи сил Ван-дер-Ваальса. Классическими объектами теории растворов неэлектролитов являются растворы полярных и неполярных органических веществ, например углеводородов, спиртов, эфиров и т. п. Сюда же относятся и растворы неорганических неэлектролитов, например вода, сера, иод, фосфор, аргон, и т. д. Однако с течением времени выяснилось, что жидкие сплавы солей и жидкие сплавы металлов, т. е. системы, состоящие из заряженных частиц, зачастую подчиняются тем же законам, как и растворы неэлектролитов. Вследствие этого первоначальное название теперь имеет отчасти условный характер. В действительности теория растворов неэлектролитов относится ко всем тем случаям, когда растворы являются гомеодинамнылщ, т. е. 1чогда частицы всех компонентов раствора взаимодействуют между собой при помощи сил одного и того же вида (см. гл. VII, стр. 221). [c.311]

Концентрации жидких гидратов не являются произвольными. Их можно определить на основе термодинамического принципа равновесия из условия минимума свободной энтальпии раствора нри заданных Р, Т, N и NQ. Соответствующий метод был впервые указан в книге Ван-дер-Ваальса и Констамма [19, стр. 286] и развит Де Донде [23]. Условие минимума свободной энтальпии дает для кяждого гидрата уравнение [c.51]

Как ун е указывалось, число объектов, относящихся к классу псевдобинарных растворов, в настоящее время достаточно велико. Имеющиеся же работы фактически только наметили основные подходы к решению задач описания поведения таких систем. Смите [1] и Ван-дер-Ваальс [7] ограничились чисто качественным анализом смещения фазовых равновесий в случае протекания в жидкой фазе химических реакций. В [2] с помощью модели регулярных растворов было проведено количественное описание изоструктурного фазового перехода в псевдо-бинарпо " системе. В цитировавшихся работах [3, 4] авторы ограничивались только исследованием устойчивости фазы. Влияние же внешних физических факторов, папример света, на фазовые переходы в системах с химическими превращениями вообще до последнего времени не рассматривалось. Исключением являются лишь работы [5, 6, 8—Ц], показавшие, что моделью псевдобинарных растворов хорошо описываются как эффект смещения границ фазовых равновесий под действием света в фото-активных системах, так и фотоиндуцироваипые фазовые переходы [Ц]. [c.126]

При использовании пленкообразующих веществ непревращае-мого типа в процессе формирования покрытия молекулы пленкообразующего вещества не вступают в какие-либо химические реакции, а их сцепление происходит за счет физических сил взаимодействия (силы Ван-дер-Ваальса, электростатические силы, водородные связи) при удалении жидкого носителя (в случае растворов, дисперсий, эмульсий) или оплавления (в случае порошковых [c.26]

Эти эффекты возникают вследствие того, что по своей природе поверхность вызывает нарушение непрерывности многих измеряемых свойств системы. В то время как молекула или ион в жидкой или твердой фазе подвергаются совокупности в среднем сферически симметричных воздействий со стороны других веществ, в случае нахождения их на поверхности этого уже не происходит. Такое изменение является следствием поверхностноэнергетических эффектов на любой границе раздела. Вот почему в суспензиях кристаллов, содержащихся в насыщенных растворах, небольшие кристаллы постепенно растворяются, а крупные растут за их счет. Важна также топография поверхности — в отношении смачивания ее растворителем, адсорбции веществ из раствора (включая химическое взаимодействие), предоставления активных мест для химических реакций. Кроме ионных и ковалентных связей, часть адсорбционных эффектов на твердых поверхностях может быть обусловлена силами Ван-дер-Ваальса, которые являются результатом взаимодействия наведенных диполей крупных молекул, если последние расположены рядом. [c.153]

В первую очередь здесь должны быть названы классические работы Дж. Гиббса. Созданный Гиббсом фундамент современной химической термодинамики оказал решающее влияние на физическую химию в целом и физическую химию растворов в особенности. Гиббс является основателем статистической термодинамики, на базе которой развивается теория растворов. В начале нашего века Бозе сформулировал первую теорию теплот смешения и теплопроводности двойных жидких смесей. Существенный вклад в общую теорию растворов, в том числе и неводных, был сделан М. Планком. Развитый им метод учета влияния физических свойств растворителя на свойства растворов впоследствии лег в основу большого раздела физики жидкого состояния. Наконец, существенный вклад в термодинамику растворов, в особенности концентрированных, был сделан Ван-дер-Ваальсом и Ван-Лааром, работы которых в области растворов значительно способствовали развитию химической термодинамики. [c.8]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология