Кинетическая теория газов растворов

Законы осмотического давления. Осмометрия. Осмос играет важную регулирующую роль в жизнедеятельности растительных и животных организмов. Клеточные соки имеют низкую концентрацию солей, поэтому вначале огромное число измерений осмотического давления относилось к разбавленным водным растворам неэлектролитов. В 1887 г., применив для обобщения результатов измерений термодинамику и молекулярно-кинетическую теорию, Вант-Гофф пришел к выводу, что между состоянием вещества в очень сильно разбавленном растворе и газовым состоянием того же вещества имеется формальное количественное сходство, несмотря на то что характер движения молекул растворенного вещества в жидкости отличается от движения молекул газа. В частности, Вант-Гофф показал, что 1) при постоянной температуре осмотическое давление прямо пропорционально концентрации или обратно пропорционально молярному объему растворенного вещества (аналогия с законом Бойля) 2) при данной концентрации осмотическое давление пропорционально абсолютной температуре (аналогия с законом Гей-Люссака) 3) при одинаковой температуре [c.203]

Напомним, что в молекулярно-кинетической теории газов показано, что коэффициент вязкого трения идеальных газов пропорционален произведению средней скорости теплового движения молекул и средней длины свободного пробега молекул. Однако для капельных жидкостей и неидеальных газов значения коэффициентов вязкого трения не могут быть получены из теоретических соображений и их значения определяют по опытным данным. Экспериментальные измерения показывают, что большинство капельных жидкостей типа воды, не слишком концентрированных водных растворов, органических растворителей и т. п. при комнатных температурах имеют значения вязкостей примерно в 50 раз большие, чем вязкости большинства газов и паров. У капельных жидкостей вязкости уменьшаются по мере повышения температуры, а у газов и паров, наоборот, значения коэффициентов вязкого трения с ростом температуры увеличиваются. [c.34]

Пфеффер измерял при различных температурах осмотическое давление водных растворов сахара, содержащих 1 г сахара на 100 см раствора (С=0,02906). Он нашел, что П равно 0,664 атм нрп 6,8° С и 0,684 атм при 15,5° С. По формуле Вант-Гоффа получается соответственно 0,665 и 0,686 атм. Первые формулы Вант-Гоффа, как и первые положения кинетической теории газов, не были вполне точными. Однако редко случалось, чтобы столь простые уравнения оказывались до такой степени правильными. [c.18]

Результаты измерения осмотического давления растворов различной концентрации тростникового сахара и некоторых других веществ, полученные в свое время Пфеффером и де Фризом, позволили Вант-Гоффу (1887) установить законы осмотического давления, применив для обобщения результатов измерений осмотического давления законы термодинамики и молекулярно-кинетическую теорию газов. Вант-Гофф установил, что осмотическое давление сильно разбавленных растворов подчиняется законам идеальных газов. Он показал, что при постоянной температуре осмотическое давление прямо пропорционально концентрации или обратно пропорционально молярному объему растворенного вещества (аналогия с законом Бойля) — = —. [c.98]

Открытие М. В. Ломоносовым закона сохранения материи и энергии, разработанное нм учение о существовании абсолютного нуля и невозможности его практического достижения, кинетическая теория газов, ряд работ по исследованию растворов явились основой зарождающейся физической химии, способствовали оформлению ее в самостоятельную науку. Период выделения в отдельную науку длился более 100 лет. Курс физической химии за это время никем из ученых не читался. [c.8]

Во втором издании учтены замечания и пожелания преподавателей физической и коллоидной химии техникумов пищевой промышленности, сделанные на читательской конференции в марте 1986 г. Введен дополнительный параграф Молекулярно-кинетическая теория газов , изменена последовательность изложения материала главы Поверхностные явления . С более современных позиций изложены классификация дисперсных систем, свойства растворов коллоидных поверхностно-активных веществ, растворов и студней высокомолекулярных соединений. Внесены некоторые изменения и уточнения и в другие главы учебника. Приведен ряд новых примеров из технологий пищевых производств и решений типовых задач. [c.8]

Согласно кинетической теории газов, все газы способны свободно смешиваться друг с другом или взаимно растворяться в любых пропорциях. Поскольку газы состоят из молекул, разделенных относительно большими расстояниями, ничто не препятствует молекулам одного сорта проникать в пространство между молекулами другого сорта. Способность молекул газа диффундировать между молекулами другого газа легко обнаружи- [c.162]

Из трех обычных агрегатных состояний полимеры не могут существовать только в газообразном — хотя можно представить себе коллоидный аэрозоль, состоящий из макромолекул, свернувшихся в глобулы. Аналогом газообразного состояния полимеров являются их растворы, хотя, как мы подчеркивали в гл. IV, эта аналогия ограниченна принципы кинетической теории газов к растворам полимеров неприложимы. [c.320]

Они не представляют, однако, особого интереса для теории ва лентности, хотя могут быть важны при изучении растворов и межмолекулярных сил в кинетической теории газов. [c.369]

Здесь невозможно охарактеризовать весь этот вклад подобная характеристика выходит, кроме того, за рамки задач настоящей книги. Обратим внимание, однако, на то, что именно в связи с привлечением кинетической теории газов к изучению химической кинетики, а также в связи с рассмотрением каталитических реакций гидролиза эфиров в растворах в конце прошлого столетия появились важнейшие в химии идеи и положения об энергии активации химических реакций, которые принадлежат крупнейшему шведскому физико-химику Аррениусу. [c.85]

Вант-Гофф предположил, что это так называемое осмотическое давление по природе и свойствам подобно давлению газов. Поэтому он попытался использовать кинетическую теорию газов для объяснения осмотического давления. При этом весьма полезными оказались результаты, полученные французским ученым Ф. Раулем. Рауль провел многочисленные измерения понижения температур замерзания и повышения температур кипения водных и неводных растворов и в 1884 г. пришел к выводу количества различных веществ, которые вызывают одинаковое (по сравнению с чистым растворителем) понижение температуры замерзания или повышение температуры кипения, зависят от их молекулярных масс. Таким образом, стало возможным, сравнивая давление пара над раствором и над чистым растворителем, рассчитывать молекулярные массы растворенных веществ. [c.90]

Изучение броуновского движения позволило распространить кинетическую теорию газов не только на молекулярные растворы (в теории Вант-Гоффа), но и на коллоидные растворы (золи) и даже на более грубые взвеси, т. е. изучение броуновского движения установило диалектическое единство дисперсных систем. [c.38]

Для определения числа Авогадро, называемого иногда также числом Лошмидта (по фамилии физика, который впервые измерил его в 1865 г.), можно использовать различные методы, в основу которых положены 1) кинетическая теория газов (внутреннее трение, теплопроводность) 2) скорость седиментации взвешенных коллоидных частиц в жидкости 3) законы излучения абсолютно черного тела 4) соотношение, установленное между элементарным электрическим зарядом и числом Фарадея 5) рассеяние света в атмосфере — явление, благодаря которому небо имеет голубой цвет 6) некоторые спектральные линии 7) различные радиоактивные явления 8) межатомное расстояние в кристаллах, измененное с помощью дифракции рентгеновских лучей 9) поверхностное натяжение мыльного раствора. [c.39]

Изучая растворы, М. В. Ломоносов установил, что температура замерзания раствора ниже температуры замерзания чистого растворителя и что повышение концентрации раствора вызывает понижение температуры его замерзания. Исходя из атомистического учения, М. В. Ломоносов высказал основные положения кинетической теории газов. С именем М. В. Ломоносова связано развитие производства цветных стекол, фарфора, красок и выплавки металлов из [c.7]

Особняком стоят работы Н. А. Колосовского [403], пытавшегося построить теорию теплоемкостей электролитных растворов на основе приложений кинетической теории газов с учетом работы внутреннего трения. В некоторой своей части эти работы имеют только исторический интерес, но все же они незаслуженно забыты и достойны пересмотра в свете новых представлений и данных. Служить отправной точкой для построения теории теплоемкостей они, конечно, не могут, так как автор делает слишком много допущений и упрощений. [c.234]

Открытие М. В. Ломоносовым закона сохранения материи и энергии, разработанное им учение о существовании абсолютного нуля и невозможности его практического достижения, ряд работ по исследованию растворов, кинетическая теория газов и другие исследования легли в основу зарождающейся науки и способствовали оформлению физической химии в самостоятельную науку. Период выделения в отдельную науку продолжался более 100 лет. Курс физической химии за это время ни кем не читался. И лишь в 1865 г. его начал читать в Харьковском университете Н. Н. Бекетов, где им в 1864 г. было организовано физико-химическое отделение. [c.5]

Реакции в газовой фазе можно в значительной мере рассматривать в рамках кинетической теории газов как происходящие при изолированных столкновениях отдельных молекул. Жидкости не так просты, как твердые тела или газы, и соответственно теория реакций в растворах значительно сложнее. Понимание этих реакций тем не менее чрезвычайно важно, даже если оно основано на эмпирических зависимостях, так как в растворах происходит большинство важнейших химических реакций. [c.122]

Кинетическая теория газов, применяемая во многих отношениях к разбавленным растворам веществ, дает уравнение переноса массы или другой физической величины А молекулами [c.21]

Название науки — физическая химия — отражает как историю возникновения ее на стыке двух наук — физики и химии, так и в значительно большей мере то, что она широко использует теоретические и экспериментальные методы физики при исследовании химических явлений. Два теоретических метода физики давно и широко используются при решении основных задач физической химии. Термодинамический метод применяется для решения проблемы направленности процессов химического и фазового равновесия. Метод молекулярно-кинетической теории — при определении свойств систем, состоящих из множества частиц, таких, как газы, кристаллы или растворы. [c.6]

Надо отметить, что с этих позиций различные научные теории, количественно описывающие физические явления, представляют собой математические модели природы. Примерами таких теорий являются кинематическая теория газов, кинетическая теория высокоэластичности резин, модель атома Бора, молекулярные теории полимерных растворов и каждое из уравнений переноса, рассмотренное в этой главе. Все они, как и всякая математическая модель, содержат упрощающие предположения. Например, в уравнениях переноса содержится допущение о сплошности среды и, что еще более неточно, необратимые процессы считаются локально равновесными. Важнейшим различием между математическим моделированием природных явлений и математическим описанием технологических процессов являются требуемый уровень точности и, конечно, уровень общности явлений, описываемых в том и другом случаях. [c.113]

Опыты со слабо выраженным внешним эффектом или протекающие в замедленном темпе, а также опыты, демонстрация которых становится опасной при применении больших количеств реагирующих веществ и поэтому обычно демонстрируемых в микро- и полумикроколичествах. Примерами такого рода могут служить опыты, иллюстрирующие молекулярно-кинетическую теорию, а также многие из свойств веществ, объясняемые на ее основе диффузию, осмос, рост н растворение кристаллов, электролитическую диссоциацию, движение ионов или коллоидных частиц в растворах или газах под действием электрического поля, устойчивость и условия коагуляции дисперсных систем, выделение и растворение газов в жидкостях, кинетические явления в растворах, действие катализаторов, набухание, флотация, демонстрация окраски растворов и ее изменения под действием различных факторов, свойства едких, токсичных и взрывоопасных веществ. [c.152]

Молекулярно-кинетическая теория, первоначально разработанная для газов, а затем распространенная на молекулярные или ионные растворы, применима к коллоидным системам и растворам высокомолекулярных соединений. [c.135]

Таким образом, ряд интересных реакций, по-видимому, может быть изучен количественно над расплавленными солевыми катализаторами, хотя можно было бы извлечь большую пользу, если бы были известны физические данные но структуре и свойствам этих катализаторов. Реакция между газами и жидкостями обычно обсуждается с учетом абсорбции и физической растворимости газа с последующей гомогенной реакцией между растворенными компонентами. Возможности непосредственной реакции между газом и ионами на поверхности расплава уделяется мало внимания. В водных системах растворимость реагирующего газа обычно значительна по сравнению с относительно низкой концентрацией ионов в растворе. С другой стороны, в расплавленных солях растворимость газов очень низка (10 молъ/г), а ионные концентрации высоки. Следовательно, могут происходить и непосредственно поверхностные реакции. Элементарный расчет по кинетической теории газов частоты столкновений молекул газа с поверхностью расплава дает для стерического фактора величину 0,02 в случае реакции отщепления хлористого водорода от алкилгалогенидов. [c.430]

Кинетическая теория. Молекулы газов и жидкостей находятся в состоянии непрерывного беспорядочного движения. Это движение проявляется в давлении газов, осмотическом давлении растворов, явлении диффузии и других свойствах молекул, количественно описываемых кинетической теорией идеальных газов. Для реальных газов, жидкостей и растворов положения кинетической теории применимы лишь условно. [c.333]

Если 13 см азота (при СТД) растворено в 1,00 дм воды при комнатной температуре и 1 атм, то какова растворимость азота при той же температуре и 60 атм Приведите закон, которым Вы воспользовались для ответа, и объясните, как он соотносится с кинетической теорией. Приведите примеры газов, поведение которых отклоняется от этого закона, [c.167]

Теория диффузии в жидкостях. При наличии точного объяснения механизма молекулярной диффузии можно было бы рассчитывать коэффициенты диффузии, исходя из других свойств растворов такой расчет необходим при отсутствии опытных данных о величинах коэффициентов диффузии. Кинетическая теория оказалась чрезвычайно полезной для расчета коэффициентов диффузии и других характеристик переноса в газах. Однако теория диффузии в жидкостях до сих пор разработана недостаточно, что затрудняет точный расчет коэффициентов этого процесса. [c.172]

Вальтер Гайтлер родился в 1904 г. в Карлсруэ, учился в университетах Карлсруэ, Берлина и Мюнхена. В Мюнхене он получает степень доктора философии (1926 г.) за работу по теории растворов, в>1-полненн-ую под руководством К. Ф. Герцфельда и А. Зоммерфельда. Непосредственным научным руководителем был Герцфельд— эрудированный и разносторонний исследователь, в творчестве которого физико-химическая проблематика занимала ведущее место. В 1920-х гг. в центре внимания Герцфельда были вопросы химической термодинамики, кинетической теории газов, спектроскопии, молекулярной рефракции и коллоидной химии. [c.154]

Смеси газов и растворы имеют ряд общих свойств и в области явлений диффузии. Частицы тех и других способны самопроизвольно равномерно распределяться по всему объему. Особенно это свойство характерио для сильно разбавленных растворов. Поведение молекул неэлектролита в таком растворе аналогично поведению идеального газа. Применив для обобщения результатов измерений осмотического давления законы термодинамики и молекулярио-кинетическую теорию газов, Вант-Гофф впервые установил, что между состоянием вещества в очень разбавленном растворе и газообразным состоянием имеется полное качественное и количественное сходство (опыт 18). Другими словами, осмотическое давление сильно разбавленных растворов подчиняется законам идеальных газов. [c.38]

Растворитель нельзя рассматривать как макроскопическую непрерывную фазу, которая характеризуется только физическими свойствами, например плотностью, диэлектрической проницаемостью, показателем преломления и т. п. напротив, растворитель следует считать дискретной фазой, состоящей из множества индивидуальных, взаимодействующих друг с другом молекул. Степень этого взаимодействия может меняться в широких пределах для одних растворителей (например, воды) характерна очень глубокая внутренняя структура, а для других (например, углеводородов)—незначительные межмолекулярные взаимодействия. Взаимодействия между молекулами в растворителях (и в растворах), с одной стороны, слишком сильны, чтобы их можно было оценить только с помощью законов кинетической теории газов, а с другой — слишком слабы, чтобы к ним можно было бы применить теорию физики твердого тела. Таким образом, растворитель — это не та инертная среда, в которой диффундирующие растворенные вещества диффундируют и распределяются равномерно и беспорядочно, но в то же время и не высокоупорядоченная структура типа кристаллической решетки. Тем не менее упорядоченность удаленных элементов структуры в кристалле отчасти напоминает локальную упоря- [c.24]

Первые исследователи броуновского движения, желавшие связать его с кинетической теорией газов и растворов, встретились с большими трудностями определения траектории и скорости движения коллоидной частицы. В 1900 г. Эксйер пытался непосредственно определить путь движущейся частицы эмульсии гуммигута в воде. Следя за перемещением частицы поперечником в 0,4 л, он нашел для скорости движения частицы величину, равную 0,0004 см в секунду. Пользуясь формулой [c.89]

Коэфициент Вант-Гоффа. Применяя законы кинетической теории газов к растворам, Вант-Гофф нашеи, что осмотическое давление растворенного вещества Р пропорционально его молекулярной концентрации с и может быть вычислено по формуле [c.22]

Наконец, что касается знака температурного коэфициента, то следует отметить, что, в противоположность проводникам первого рода, для растворов он бывает большей частью положительным и только в редких, случаях — отрицательным, т. е. электропроводность почти никогда не падает с повышением температуры. Электропроводность раствора зависит от подвижности ионов и их количества. Подвижность же в свою очередь-зависит от величины сопротивления трения, которое ионы испытывают со стороны воды. О 1нако мы только что установили тесную связь между подвижностью ионов и внутренним трением, а так как последнее с возрастанием температуры сильно уменьшается, то следовало бы ожидать,, что если на электроп, оводность оказывает влияние только внутреннее трение, то с повышением температуры йна должна непрерывно расти. Уменьщение электропроводности, следовательно, мыслимо лишь в том случае, если количество ионов настолько сокращается или, другими словами, диссоциация при повышении температуры настолько уменьшается, что влияние уменьшаемого трения компенсируется с избытком. Исходя из кинетической теории газов, можно было бы ожидать, что диссоциация всегда должна расти с ростом температуры. Однако с точки зрения энергетики это отнюдь не обязательно можно, напротив, предвидеть, что в определенных случаях с повышением температуры будет связано уменьшение степенн диссоциации. [c.111]

Молекулярная теория газов развита, как известно, намного лучше теории жидкостей и твердых тел, а поэтому кинетике газовых реакций уделено больше внимания, чем кинетике реакций в растворах и твердой фазе. Обстоятельное обсуждение в гл. XIII механизма сложных реакций в газовой фазе является, вероятно, слишком пространным, что объясняется научными интересами автора. Однако известным оправданием этому может служить важность рассматриваемого механизма для трактовки кинетических данных. Одним из очень важных аспектов кинетического изучения любой реакции является вычисление констант скоростей элементарных стадий из определяемой па опыте скорости процесса. Недостаток адекватного рассмотрения механизма был одним из основных причин застоя в развитии теории кинетики в период с 1929 года до первых лет после второй мировой войны. [c.9]

Эйнштейн и Смолуховский, постулируя единство природы броуновского и молекулярно-кинетического движения, установили количественную связь между средним сдвигом частицы (называемым иногда амплитудой смещения) и коэффициентом диффузии О. Выведенное ими соотношение между этими величинами получило название закона Эйнштейна — Смо.духовского. При выводе этого соотношения авторы исходили нз следующего положения. Если броуновское движение является следствием теплового движения молекул среды, то можно говорить о тепловом движении частиц дисперсной фазы. Это означает, что дисперсная фаза, представляющая собой совокупность числа частиц, должна подчинят11Ся тем же статистическим законам молекулярно-кинетической теории, что и газы или растворы. Из этих законов был выбран закон диффузии, согласно которому хаотичность броуновского движения дол- [c.204]

Теоретические и экспериментальные доказательства тепловой природы броуновского двпжения коллоидных частиц привели к фундаментальному выводу о том, что ультрамикрогетерогенные системы должны подчиняться тем же законам молекулярно-кинетической теории, каким следуют молекулярные системы (газы и растворы). Например, по уравнению (IV.28) можно рассчитать средние скорости движения и энергию коллоидной частицы любого размера, если она принимает участие в тепловом движении. [c.208]

Практически все экспериментальные исследования термической диффу- зии до 1939 г. были посвящены выделению неорганических растворенных веществ из водных растворов или разделению смесей газов различного молекулярного веса [26, 34]. Операции разделения этого тина, но-видимому, протекают в соответствии с кинетической теорией [4], которая утверждает, что крупные и тяжелые молекулы уносятся от горячей стенки в большей мере, чем мелкие и легкие молекулы поэтому тяжелые молекулы должны копцептрироваться у холодной стенки. В литературе опубликован обзор [30] процессов разделения газообразных изотопов, протекающих в соответствии с этой теорией [4]. При работах с неорганическими водными растворами [23] удалось осуществить разделение изотопов цинка различной массы оказалось, что отношение цинк-64 цинк-68 в верху и в низу конвекционной колонны после термодиффузионного разделения равно соответ- ственно 3,2 и 2,7. Следовательно, тяжелый изотоп в этом случае концентрировался внизу. Одновременно было показано, что при разделении смесей тяжелой и обычной воды тяжелая вода (окись дейтерия DgO) также концентрируется в низу колонны. Опубликованы [22] результаты разделения смесей гексадейтерированного и обычного бензолов в жидкой фазе и в этом случае дейтерированный бензол концентрировался внизу. При этом разделение дейтерированного и обычного бензолов осуществлялось в 10 раз легче, чем разделение тяжелой и обычной воды. [c.29]

Интересно, что константы скорости тушения кислородом и двуокисью серы можно также определить в газовой фазе [30]. Было найдено, что они того же порядка, что и число столкновений, рассчитанное из кинетической теории доля эффективных столкновений в газе колеблется от /г до /е- Константы скорости в растворе в 10—20 раз меньше, чем в газовой фазе. Имеются числовые значения параметров уравнения Аррениуса для случая тушения флуоресценции Р-пафтиламина четыреххлористым углеродом [32] в изооктане константа скорости равна (2,0-10 ) ехр (—1100/ДГ) и в циклогексане (4,5-10 )х X ехр (—2470/7 Г) л-молъ -сек . Здесь А несколько больше, чем константа скорости, найденная для газовой фазы, которая не зависит от температуры и равна 5,9-10 л-молъ -сек . Таким образом, диаметр столкновений в растворе, по-видимому, несколько больше, чем для газовой фазы. Возможное объяснение этого заключается в том, что, когда две молекулы сближаются на расстояние, сравнимое с. размерами молекул, окружающие молекулы растворителя толкают их друг к другу, так же как и при клеточном эффекте (стр. 282). [c.163]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология