Уравнение состояния для газов и растворенных веществ

Зависимость величины осмотического давления от объема раствора, количества растворенного вещества и температуры выражается уравнением Вант-Гоффа, аналогичным уравнению состояния газа [c.122]

Эго уравнение по форме совпадает с уравнением состояния идеального газа, что позволило голландскому фнзико-химику Вант-Гоффу (1887 г.), обратившему на это внимание, прийти к выводу, что осмотическое давление равно тому давлению, которое оказывало бы растворенное вещество, если бы оно, находясь в газообразном состоянии при той же температуре, занимало тот же объем, который занимает раствор (принцип Вант-Гоффа). [c.244]

Состояние идеального двухмерного газа адсорбционная пленка имеет прп соблюдении закона распределения Генри. Прн высокой концентрации ПАВ в растворе для описания распределения вещества между объемом и межфазным слоем необходимо пользо ваться уравнением Ленгмюра, а изменение поверхностного натяжения следует уравнению Шишковского (III. 117). Чтобы получить соответствующее уравнение состояния адсорбционной пленки, запишем уравнение Шишковского в следующем виде [c.159]

Как известно, уравнение состояния, которое связывает давление, объем и температуру системы, в простейшем случае (идеальные газы и растворы) имеет характер универсальной зависимости, применимой для любых веществ. При больших концентрациях и при более низких температурах оно перестает быть универсальным, и в нем начинают играть роль специфические для каждого вещества константы, отражающие энергию межмолекулярного взаимодействия. Таким образом, исследование уравнения состоя- [c.126]

Это уравиение называют законом Вант-Гоффа. В него входит молярная (моль/л) концентрация раствора (равновесная ). Осмотическое давление пропорционально количеству частиц в растворе, т. е. это — коллигативное свойство раствора. Если в уравнении (361) вместо с подставить п/У, то оно примет форму уравнения состояния идеального газа. Таким образом, можно сказать, что осмотическое давление равно давлению, при котором находились бы частицы растворенного вещества, если бы сни заполняли весь объем раствора в виде идеального газа. Однако в действительности имеют дело не с идеальным газом, а с реальными молекулами вещества, взаимодействующими с молекулами растворителя. [c.283]

Два раствора различных веществ при одинаковых температуре и молярной концентрации обладают одинаковым осмотическим давлением и называются изотоническими (закон Авогадро). К разбавленным растворам также применимо уравнение состояния идеального газа Клапейрона — Менделеева (1.15) [c.83]

Газовые системы являются наиболее наглядными моделями при изучении законов термодинамики и кинетики. Поведение газов в различных условиях необходимо знать для объяснения свойств веществ в конденсированных состояниях. Так, от свойств идеальных газов можно легко перейти к свойствам идеальных жидких растворов, а затем и к свойствам реальных растворов. Именно поэтому универсальная газовая постоянная входит в уравнение состояния не только идеального газа, но и реальных газов, в уравнения для осмотического давления растворов и для электродвижущей силы гальванических элементов. [c.9]

Анализируя результаты изучения осмотического давления разных растворов, Я. Вант-Гофф (1887) пришёл к выводу, что растворенное вещество в очень разбавленном растворе ведет себя подобно тому, как если бы оно находилось в газообразном состоянии при тех же условиях. Отсюда следует, что к разбавленным растворам применимо уравнение состояния идеальных газов. Применительно к растворам это уравнение имеет вид [c.75]

Реальные растворы не подчиняются закону Рауля, а пар над реальным раствором не подчиняется уравнению состояния идеального газа (вместо мольных долей в расчетах с реальными растворами используются термодинамические активности ai). Активность рассматриваемого вещества в растворе равна отношению давления пара данного компонента pt над раствором к давлению насыщенного пара над чистым веществом при той же температуре рЛ [c.178]

Воображаемый раствор, осмотическое давление которого можно описать уравнением Вант-Гоффа, т. е. уравнением состояния идеального газа, называется идеальным раствором. Чем выше концентрация вещества в растворе, тем в большей степени отличается поведение реального раствора от поведения идеального раствора. [c.110]

Результаты измерения осмотического давления растворов различной концентрации тростникового сахара и некоторых других веществ, полученные биологами В. Пфеффером и де-Фризом, позволили Я- Вант-Гоффу (1886) сделать важные обобщения. Прежде всего было, установлено, что осмотическое давление разбавленного раствора при постоянной температуре пропорционально.его концентрации. Далее было выяснено, что осмотическое давление подчиняется тем же законам, которыми характеризуются свойства идеальных газов закон Бойля — Мариотта, Гей-Люссака, Авогадро. Если объединить эти законы, то получится уравнение состояния для осмотического давления [c.155]

Для разбавленных растворов применим закон Авогадро растворы различных веществ при одинаковых концентрациях и температуре обладают одинаковым осмотическим давлением. Такие растворы называют изотоническими. К разбавленным растворам, так л<е как к идеальным газам, применимо уравнение состояния идеального газа кроме того, газовая постоянная R, вычисленная по величинам осмотического давления прн заданных температурах и концентрациях растворов, имеет то же числовое значение, что и для идеальных газов. [c.214]

Совпадение уравнения (П1.6) по форме с уравнением состояния идеального газа Клапейрона — Менделеева позволило сделать заключение, что осмотическое давление разбавленного раствора равно тому давлению, которое производило бы растворенное вещество, если бы оно в виде газа при той же температуре занимало тот же объем, что и раствор (закон Вант-Гоффа). [c.68]

Справедливость уравнения с сохранением постоянного значения К при постоянной температуре следует из законов термодинамики для случаев, когда исходные реагенты и продукты реакции являются газами, для которых справедливы законы идеальных газов, или веществами, находящимися в растворенном состоянии при сильном разбавлении. Для газов под высоким давлением и концентрированных растворов наблюдаются отклонения от этого уравнения, по порядку величины подобные отклонениям от законов идеальных газов. [c.293]

В конце четвертой главы было указано, что если в жидкости растворено какое-либо вещество, то концентрация его у поверхности раздела жидкость — газ будет иной, нежели во всей жидкости. Аналогичное явление имеет место у поверхности раздела газов и твердых тел. Если ввести газ в сосуд с высокой степенью эвакуации, содержащий нелетучее твердое вещество, то при отсутствии химических взаимодействий и при постоянной температуре измеренное давление газа окажется меньше, чем вычисленное из уравнения состояния и известных размеров сосуда. Это говорит о том, что часть газовых молекул удерживается твердой поверхностью. Представим себе такую поверхность ВС (рис. 1) согласно [c.80]

Принимается, что температура капель (гранул) в процессе сушки равна постоянному значению температуры мокрого термометра плотность раствора пропорциональна массовой доле растворенного вещества состояние сушильного агента описывается уравнением идеального газа теплоотдача от сушильного агента к поверхности капель (гранул) может быть описана соотношением Ки = 2. Дополнительным упрощением является предположение относительно возможности описания изменения температуры сушильного агента по высоте каждого участка линейными соотношениями, что переводит температуру сушильного агента из разряда искомых функций в разряд распределенного задаваемого параметра. [c.363]

Вычислить дипольный момент по уравнению (18) можно, когда исследуемое вещество находится в состоянии газа или разбавленного раствора в неполярном растворителе. (В последнем случае расчет будет менее точен.) Для чистых полярных жидкостей этот способ расчета неприменим, поскольку не учитывается электростатическое взаимодействие полярных молекул, приводящее к их ассоциации. [c.41]

Адсорбцию ионов и незаряженных веществ можно различать по форме изотерм. Адсорбция незаряженных веществ была уже ранее рассмотрена Фрумкиным в его пионерской работе 1926 года, где он предположил, что изотерма Ленгмюра справедлива при постоянном потенциале электрода, если только учесть взаимодействие частиц примерно так, как это делается в уравнении состояния для газов. Теория адсорбции была предложена также Батлером (1929), однако проблема изотермы. адсорбции возникла вновь лишь после 1955 г., когда Парсонс начал свои фундаментальные исследования. Для однозначного решения этой задачи необходимы достаточно точные данные и, как стало ясно теперь, лучшим критерием является зависимость кривых дифференциальной емкости от активности адсорбата в объеме раствора. Интерпретацией таких кривых впервые занялись Фрумкин и Мелик-Гайказян (1952), которые показали, что скорость адсорбции на ртутном электроде контролируется диффузией. [c.11]

В остальных разбавленных растворах, независимо от вида растворителя и от вида растворенного вещества, осмотическое давление выражается ур. (IX, 15) и, таким образом, при данной температуре определяется только одной величиной — концентрацией молекул растворенного вещества (числом их в единице объема раствора), независимо от того, какие это молекулы и в какой среде они находятся. Ур. (IX, 15) по форме вполне совпадает с уравнением состояния идеальных газов (III, 1), так как связь между концентрацией и объемом выражается соотношением с = п1У. [c.300]

Из этих уравнений следует, что в идеальных растворах указанные эффекты зависят не от природы растворенного вещества, а только от его концентрации. В разбавленных растворах неэлектролитов (примерно до 10 М) эти соотношения соблюдаются с большой точностью. Примечательно, что уравнение (10.2) как по виду, так и по количественному значению константы Я полностью совпадает с уравнением состояния идеального газа. Это и привело к перенесению понятия об идеальности системы от газов к растворам. Как и а идеальном газе, в идеальном растворе нет никаких химических или других взаимодействий частиц растворенного вещества между собой. [c.161]

Используя опытные данные различных исследователей, Вант-Гофф выяснил, что между газами и веществами в растворенном состоянии существует не только качественное, но и количественное сходство. В частности, он доказал приложимость к разбавленным растворам уравнения Менделеева, объединяющего основные газовые законы. Если газовое давление (/ ) заменить осмотическим ( к), то уравнение Менделеева выразится [c.135]

Для более крепких растворов слабых электролитов требуется введение в подобные соотношения поправок, связанных с неприменимостью в таких случаях уравнения состояния идеальных газов (или растворенного вещества в идеальном растворе). Концентрации должны быть заменены активностями, давления пара — летучестями (гл. III). Степень диссоциации слабого электролита, определенная для разбавленного раствора различными способами (например по измерению температуры замерзания или электропроводности), дает удовлетворительные совпадения. [c.53]

Термодинамические уравнения, содержащие концентрацию, имеют простой вид, если они получены для идеальных газов или для достаточно разбавленных растворов, в которых растворенное вещество подчиняется уравнению состояния идеального газа. Для того чтобы сохранить простой вид полученных уравнений при применении их к реальным системам, концентрацию нужно заменить такой функцией, которая, отличаясь от нее численно, сделал а бы эти уравнения справедливыми для реальных систем. Эта функция, введенная в термодинамику Дж. Льюисом, носит название термодинамической активности (или просто активности). [c.147]

Аналогично можно представить работу изменения осмотического давления т разбавленного раствора, в котором растворенное вещество подчиняется уравнению состояния идеального газа. Такая работа соответствует изменению концентрации раствора, например его разбавлению [c.147]

Коэффициент активности исправляет концентрацию так, чтобы уравнения, полученные для идеальных систем, были справедливы и для реальных. В очень сильно разбавленных растворах растворенное вещество подчиняется уравнению состояния идеального газа, и уравнения не требуют исправления. Следовательно, в таких растворах активность равна концентрации и коэффициент активности равен единице. Таким образом [c.149]

Полученное уравнение по форме напоминает уравнение состояния идеального газа Клапейрона — Менделеева. Это уравнение позволяет по величине осмотического давления раствора определять мольную массу (а значит, и относительную молекулярную массу) растворенного вещества. [c.226]

Уравнение Вапт-Гоффа внешне похоже на уравнение состояния газа. Однако осмос нельзя отождествлять чисто механически с числом ударов молекул о стенку. Его механизм еиге ие совсем ясен. Также было бы неверным представлять мембрану чисто механически, как набор пор, селективио пропускающих молекулы растворителя и задерживающих молекулы растворенного вещества только вследствие различия в их геометрических размерах. В действительности, взаимодействие гораздо более сложное. Происходит проникновение вещества растворителя в глубь структуры мембраны. В случае растворов макромолекул закон Вант-Гоффа не выполняется. Осмотическое давление растворов полимеров значительно выше, чем это следует пз закона Вант-Гоффа. [c.50]

Диффузия есть движение сольватированных молекул растворенного. веществЗ" ВпгршГ наполнш ой молекулами растворителя. Очевидно, чтобы остановить это движение, нужно приложить к движущимся молекулам силу, равную их живой силе и направленную в противоположную сторону. Йапример, если движущиеся молекулы окружить перепонкой (перегородкой), через которую молекулы воды могли бы проходить совершенно свободно (как будто бы этой перепонки и нет), а для молекул растворенного вещества эта перепонка была бы непроницаема, то последняя испытывала бы давление. Это давление можно косвенными путями измерить. Оно оказалось равным тому давлению, которое молекулы растворенного вещества имели бы в состоянии газа при той же температуре и в том же объеме. Если имеем дело с разбавленным раствором, т. е. когда можно пренебречь величинами а и Ь из уравнения Ван-дер-Ваальса, то это давление, давление рассеяния вещества в среде растворителя, названное (вследствие исторически сложившихся обстоятельств) осмотическим, подчиняется закону Клапейрона, т. е. закону идеальных газов. [c.141]

Смеси идеальных газов представляют собой растворы с наиболее простыми свойствами. Некоторые свойства идеальных газовых растворов представляют исключнтольпый интерес для термодинамики, так как они оказались обп1,имн для растворов в любых агрегатных состояниях (жидком и твердом) и послужили основой для создания термодинамической теории идеальных растворов — предельного тИпа растворов для веществ с одинаковыми межмо-лекулярными взаимодействиями при любом виде уравнения состояния системы. [c.83]

В случае газовых смесей (растворов) за стандартное состояние газообразного вещества при любой температуре принимается состояние гипотетического идеального газа с парцйальным давлениемр = атм (101325 Па). В таком состоянии и его активность (для газов на самом деле применяется термин летучесть ) равна 1. Но состояние газа, как известно, приближается к идеальному при уменьшении давления. Таким образом, и в этом случае при р- -0 а- р и /- -1, т. е. при малых давлениях вместо уравнения (8.6) получаем [c.181]

Уравнение это аналогично известному уравнению состояния идеального газа. Правда, величину я мы пока ввели формально (на основе аналогии), но, вообще говоря, оо—а есть разность энергий (или сил), создающая градиент силового поля и вы ы-вающая переход вещества от одного энергетического уровня к другому . В этом смысле она соответствует давлению и поэтому называется поверхностным давлением. Его можно измерить иа опыте в кювете ПЛАВМ , где раствор и чистый растворитель разделены вертикальной тонкой гофрированной мембраной (уравнивающей разность уровней в объеме). Поверхностное давление смещает поплавок, прикрепленный к верхней части мембраны в сторону растворителя. Величину л можно измерить при помощи тензиометра, прикрепленного к поплавку (подробней см. гл. VII). [c.88]

На рис. 12.1 представлена принципиальная схема прибора, позволяющего определять растворимость газа в жидкости. Определенную навеску вещества-растворителя помещают в сосуд, в котором проводят операцию растворения, а затем в него подают растворяемый газ до достижения требуемого давления и обеспечивают его циркуляцию при помощи высокоскоростного побудителя газа. Любые посторонние газы, которые могли раствориться в растворителе, удаляют посредством предварительного вакуумирования растворителя. В процессе насыщения растворителя газом давление последнего поддерживают постоянным, регулируя его подачу. После заверщения насыщения определяют изменение объема в градуированной трубке и, применяя соответствующее уравнение состояния, рассчитывают количество растворенного газа. Если растворитель по своей природе нелетуч, небольщую пробу насыщенного раствора отсасывают непосредственно в бюретку вакуумным насосом, как это показано на рис. 12.2. После испарения газа из раствора жидкость сливают из бюретки, а оставщийся газ сжимают до атмосферного давления с помощью ртутного столба через уравнительную воронку и фиксируют его объем. [c.542]

Приведенный выше вывод дан в наиболее удобном для расчетов виде, хотя для этого пришлось сделать очень значительные, а иногда и не совсем точные допущения. Тем не менее рассмотрение поверхностного слоя как своеобразного раствора позволяет применить наши знания в области физической химии растворов при оценке ассоциирования, межионного взаимодействия и других эффектов, связанных с неидеаль-ностью поверхностного слоя. По мнению автора, еще одно преимущество этого подхода заключается в том, что в нем подчеркивается роль растворителя как части поверхностного слоя, тогда как при использовании двумерных уравнений состояния подложка рассматривается исключительно как инертная плоская поверхность, на которой свободно движутся молекулы адсорбированного вещества, что, конечно, не совсем верно. В действительности широко используемый Фоуксом [84] подход, основанный на осмотической модели, является не более эмпирическим, чем подход, базирующийся на концепции неидеального двумерного газа. [c.79]

Покажите, что адсорбированный монослой должен подчиняться уравнению состояния двумерного идеального газа, если —ЬС, где С—концентрация раствора поверхностно-актиБного вещества, и у° — поверхностное натяжение раствора и чистого растворителя соответственно. [c.292]

Принимая, что адсорбция ограничена пределами монослоя, разность я = = "растворителя раствора = > 0 интерпретировать как поверхностное давление. Например, если линейная граница на межфазной поверхности жидкость - газ отделяет площадь, занятую чистым растворителем 1, от площади, на которой адсорбировано растворенное вещество 2, то эта граница подвергается действию силы, возникающей из-за бомбардировки ее адсорбированными атомами 2. Это - двухмерный эквивалент давления газа, возникающего вследствие бомбардировки стенок сосуда молекулами газа. Такой двухмерный эквивалент по закону идеального газа равен -пА = RT, где А - площадь, занимаемая одним молем растворенного вещества 2 (или l/r,). С объемной поправкой для закона идеального газа уравнение состояния имеет вид п А - = ЯТ. Получите соотношения мевду активностью второго компонента в объеме и его концентрацией на поверхности 0j = г /гнас, ддя обоих уравнений состояния. Эти уравнения состояния применяются к разбавленным растворам. [c.393]

В уравнении изотермы адсорбции Хилла для этой цели используется коэффициент /Сг, зависящий от ван-дер-ваальсовских констант уравнения состояния адсорбированного вещества в мономолекулярном адсорбционном слое, основанного на аналогии между поведением молекул растворенного вещества в разбавленных растворах и в реальных газах. Пос( ольку значение коэффициента /Сг рассчитать теоретически не удается, уравнения изотерм адсорбции, использующие для учета отклонения от равновесия в стандартных условиях произведения /Сгб, представляет собой лишь эмпирические формулы, описывающие экспериментальные данные в определенном концентрационном интервале. К такому же выводу пришел Беринг еще в 1970 г. [99, е. 40—42] [c.85]

В настоящее время известно, что это совпадение, которое убедило многих ученых в правильности теории Аррениуса, было в значительной мере случайным метод определения степени диссоциации по электропроводности неприменим к растворам солей, и эти растворы во всяком случае не подчиняются уравнению состояния идеальных газов. Тем не менее теория электролитической диссоциации с некоторыми видоизменениями является в настоящее время общепризнанной. Считается, что при растворении вещество, способное образовывать проводящий раствор в данном растворителе, самопроизвольно диссоциирует на ионы. Если растворенное вещество представляет собой соль, сильную кислоту или сильное основание, оно диссоциирует во многих случаях почти нацело при условии, что раствор не является слищком концентрированным ещества, сильно диссоциирующие и дающие с водой хорошо проводящие растворы, называются сильными электролитами Слабые кислоты и основания, например амины, фенолы, большинство органических кислот, некоторые неорганические кислоты и основания, в том числе синильная кислота и гидрат окиси аммония, а также некоторые соли, например хлорная и цианистая ртуть, диссоциированы дри обычных концентрациях лишь в незначительной TeneHH.L9TH вещества представляют собой слабые электролиты = С Соли слабых кислот и сильных оснований или слабых [c.36]