Идеальные растворы химическое взаимодействие

Любой фактор, вызывающий увеличение равновесной концентрации, согласно принципу Ле-Шателье, смещает указанное равновесие слева направо. Истинные растворы делятся на три группы бесконечно разбавленные, идеальные и неидеальные (реальные). Бесконечно разбавленным раствором называется такой раствор, в котором киломольная доля растворителя близка к единице (Л/ о — 1). а киломольная доля растворенного вещества близка к нулю — 0). Раствор, образованный веществами, сходными по химическому составу и по физическим свойствам, называется идеальным. В идеальном растворе силы взаимодействия между однородными и разнородными молекулами одинаковы. Поэтому свойства идеального раствора являются функцией только его состава. Раствор, свойства которого зависят не только от состава, но и от сил взаимодействия между частицами, называется реальным раствором. [c.113]

Отклонение от идеальности, вызываемое химическим взаимодействием, может быть учтено и в самой теории идеальных растворов, если предположить, что образующаяся при реакцни смесь идеальна. Рассмотрим в качестве примера бинарную систему В) — Вг, в которой протекает реакция [c.119]

Первый член скобки представляет собой величину химического потенциала растворителя для идеального раствора. Второй член описывает отклонения от идеальности, обусловленные особенностями структуры полимерных молекул. Величина % является параметром, специфичным для данной системы полимер — растворитель и называется обычно параметром взаимодействия. Этот параметр включает в себя характеристику энергетического взаимодействия полимера с растворителем, определяемую разностью корней квадратных из плотностей энергии когезии полимера б и растворителя 6о, а также специфические для данной системы [c.33]

Расчет изобарного и химических потенциалов для раствора представляет значительно большие трудности, чем для газа, так как в растворе молекулы компонентов взаимодействуют друг с другом гораздо более интенсивно. (Важным частным случаем раствора, для которого можно выразить изобарный и химические потенциалы через параметры состояния, является идеальный раствор. Под последним принято принимать такой раствор, который при всех концентрациях подчиняется закону Рауля, выражаемому уравнением [c.19]

Изложенная схема расчета интеграла состояний системы не содержит ограничений на природу и величину потенциальной энергии межчастичного взаимодействия. Это позволяет определить аксиоматику построения математической модели состояния равновесной системы. Равновесный состав должен удовлетворять 1) уравнениям ЗДМ, описывающим образование молекулярных форм, приводящих к эффективному уменьшению экстремума свободной энергии Гиббса [5] 2) максимальному числу линейно-независимых стехиометрических уравнений закона сохранения вещества и заряда 3) уравнению связи измеряемого свойства системы с равновесными и исходными концентрациями составляющих частиц. Термодинамика не дает априорных оценок предельных концентраций компонентов системы, допускающих указанные приближения структуры жидкости. Состоятельным критерием возможности применения модели идеального раствора для комплексов, по-видимому, может служить постоянство констант химических равновесий при изменении концентраций компонентов системы, если число констант, необходимых для адекватного описания эксперимента, не превышает разумные пределы. [c.18]

Зависимость растворимости газов в жидкостях от давления. Если газ химически не взаимодействует с растворителем, то зависимость растворимости газа в жидкости от давления выражается законом Генри. Для идеальных растворов закон Генри может быть выражен уравнением (128.7). Закон Генри справедлив только тогда, когда растворение газа в жидкости не связано с процессами диссоциации или ассоциации молекул растворяемого газа. Расчет растворимостей газов по уравнению (128.7) при высоких давлениях приводит к ошибкам, если не учитывать зависимость коэффициента Генри от давления. Характер изменения растворимости некоторых газов от давления в воде при 298 К показан на рис. 126. С изменением давления газа растворимость различных газов меняется неодинаково и подчинение закону Генри (128.7) наблюдается лишь в области невысоких давлений. Различие в растворимости газовых смесей и чистых газов в жидкости определяется взаимным влиянием отдельных газов друг на друга в газовой фазе и взаимным влиянием растворенных газов в жидкой фазе. При низких давлениях, когда взаимное влияние отдельных газов невелико, закон Генри справедлив для каждого газа, входящего в газовую смесь, в отдельности. [c.383]

Отклонения от закона Рауля связаны с изменением активности молекул в растворе, обусловленным химическим взаимодействием между ними, диссоциацией, гидратацией (в водных растворах) и др. Степень отклонения свойств реального раствора от свойств идеального раствора определяется величиной коэффициента активности у, равного отношению [c.476]

При изложении раздела Электропроводность растворов необходимо отметить, что законы Вант-Гоффа и Рауля справедливы только для идеальных растворов, в которых не происходит химического взаимодействия между компонентами раствора, а также нет диссоциации или ассоциации молекул растворенного вещества. Опыт показывает, что не все растворы подчиняются этим законам. Установлено, что растворы солей, кислот и оснований, которые способны проводить электрический ток (так называемые электролиты), имеют более высокое, чем это следует по закону Вант-Гоффа, осмотическое давление, кипят при более высокой и замерзают при более низкой температурах, чем это можно ожидать из закона Рауля. В демонстрационном опыте 20 довольно полно рассматриваются явления электропроводности растворов различных органических и неорганических соединений. [c.55]

Наиболее простым закономерностям подчиняются идеальные растворы, образуемые веществами, сходными по химическому составу и физическим свойствам. Отклонения от идеальности вызываются химическими (ассоциация, диссоциация, сольватация и т. п.) и физическими (влияние различия молекулярных объемов и сил взаимодействия молекул) эффектами, Отклонения от идеальности, обусловленные различием химических свойств, как правило, уменьшаются с ростом температуры, а отклонения, вызванные неодинаковыми молекулярными размерами, возрастают. Введенное понятие идеальных растворов имеет не только теоретическое, но и практическое значение. Свойствами идеального раствора ие обладает ни один реальный раствор, за исключением растворов оптически активных и.зомеров и смесей, состоящих из компонентов, различающихся по изотопному составу, однако очень многие растворы практически ведут себя, как идеальные растворы. [c.180]

В идеальном газовом растворе компоненты взаимодействуют между собой в форме упругих молекулярных соударений. Можно предположить, что имеют место конденсированные растворы, обладающие подобным характером взаимодействия. Будем считать, что в таких растворах химический потенциал -го вещества зависит от состава точно таким же образом, как и в смеси идеальных газов. В пользу этого соображения говорят и следующие термодинамические рассуждения. [c.301]

Зависимость растворимости газов в жидкостях от давления. Если газ химически не взаимодействует с растворителем, то зависимость растворимости газа в жидкости от давления выражается законом Генри. Для идеальных растворов закон Генри может быть выражен уравнением (128.7). Закон Генри справедлив только тогда, когда растворение газа в жидкости не связано с процессами диссоциации [c.383]

В любой жидкости имеются силы межмолекулярного взаимодействия. Поэтому идеальным считается такой раствор, в котором одинаковы взаимодействия как между молекулами одного вида, так и между молекулами разных видов, т. е. раствор, в котором Еаа=Еав=Бвв, где Е — энергия взаимодействия между молекулами разного сорта. Отсюда следует, что образования идеального раствора можно ожидать при смешении веществ, мало отличающихся по физико-химическим свойствам, например при смешении веществ, различающихся только изотопным составом или являющихся стереоизомерами. [c.113]

Всю совокупность взаимодействий, возникающих в растворах электролитов, можно формально описать, используя вместо концентраций активности ионов. При этом, как и в растворах неэлектролитов, предполагается, что все термодинамические соотнощения, записанные в форме уравнений для идеальных растворов, но содержащие не концентрации, а активности, строго согласуются с результатами экспериментальных измерений. Таким образом, все виды взаимодействий между частицами раствора (за исключением случаев изменения состава раствора) без учета их физической природы сводятся к отклонению экспериментально найденных активностей от соответствующих концентраций. Этот способ описания взаимодействий применительно к растворам электролитов имеет ряд особенностей. Запишем общее выражение для химического потенциала частицы г [c.29]

Работы Д. И. Менделеева показали роль химических взаимодействий при образовании растворов, а его исследования давления газов привели к выводу уравнения состояния идеального газа. [c.7]

Перейдем к изучению растворов, причем в целях упрощения рассмотрим сначала идеальные растворы. Их, как можно считать, образуют вещества, близкие по своей химической природе и, следовательно, по характеру межмолекулярного взаимодействия, например предельные углеводороды гексан и гептан и т. д. Именно вследствие близости сил взаимодействия между одинаковыми и различными молекулами в растворе образование таких растворов не связано с изменением объема, а также не сопровождается тепловым эффектом. Это можно показать на основе закона Рауля. Он относится к равновесию между раствором и его насыщенным паром [c.269]

Взаимодействие молекул растворителя и молекул растворенного вещества с образованием нового соединения. Энергетический интервал этих взаимодействий очень велик — от слабых взаимодействий, проявляющихся в отклонении от состояния идеального раствора (например, при образовании раствора гелия и неона) до химических взаимодействий (химических реакций). Например, растворение триоксида серы в воде приводит к образованию серной кислоты [c.121]

Следовательно, определение активностей и коэффициентов активности реального раствора как меры отклонения свойств этого раствора от бесконечно разбавленного раствора, принятого за стандартное состояние, т. е. стандартизация этих величин через бесконечно разбавленный раствор, подчиняющийся законам идеального состояния, не содержит произвола. Идеальное состояние является мерой реального состояния. Коэффициент активности является результатом изменений свободной энергии систем, а она изменяется как в связи с физическими процессами, протекающими в растворах, так и в связи с химическими взаимодействиями в растворах. [c.21]

Идеальные растворы образуются веществами, сходными по химическому составу и по физическим свойствам. Отклонения от идеальности являются следствием как химических эффектов (ассоциации, диссоциации, сольватации и т. д.), так и физич-еских (влияния различия мольных объемов и сил взаимодействия молекул). Первые, как правило, уменьшаются с ростом температуры, а отклонения, вызванные неодинаковыми молекулярными размерами, возрастают. [c.245]

Курс состоит из двух частей. В первой части рассматривается строение вещества. Здесь проводится подход к химической системе как системе из взаимодействующих электронов и ядер, из которых формируются атомы, многоатомные частицы, а затем и макроскопические вещества. В неразрывной связи со строением описывается состояние соответствующих систем. С этой целью авторы отказались от традиционной компоновки материала. В частности, понятия внутренней энергии и энтропии вводятся в первой части курса в связи с изложением вопросов строения и состояния макроскопических систем. Это же касается некоторых понятий теории растворов, как представления о предельно разбавленном и идеальном растворе, которое связано именно с особенностями строения растворов, природой взаимодействия между частицами раствора. Вторая часть посвящена теории химического процесса. В ней рассматриваются термодинамика и кинетика химических реакций. [c.3]

По мере возрастания концентрации растворенного вещества простые закономерности, характерные для предельно разбавленных растворов, начинают искажаться, так как появляется новый тип взаимодействия — начинает сказываться взаимодействие между частицами растворенного вещества. Однако не всегда эти взаимодействия резко отличаются от тех, которые существовали при низких концентрациях. Это, в частности, относится к растворам, образованным частицами, не сильно отличающимися по размеру и химической природе, например к раствору, образованному двумя гомологами— углеводородами или спиртами. В таком случае закономерности, свойственные предельно разбавленным растворам, сохраняются вплоть, до больших концентраций растворенного вещества. Такие растворы называются идеальными растворами. [c.134]

Закон Рауля. Для количественного описания свойств растворов используют модель идеального раствора. Идеальным называют раствор, в котором силы межмолекулярного взаимодействия отдельных компонентов (например, А—А, В—В, А—В) одинаковы и между компонентами нет химического взаимодействия. Образование такого раствора сопровождается нулевым тепловым эффектом АН = 0) каждый компонент ведет себя в идеальном растворе не- [c.148]

Здесь рассмотрены некоторые свойства идеальных растворов неэлектролитов, для которых существуют простейшие соотношения между различными свойствами и составом. Однако этот случай не общий. На практике, как правило, имеют дело с неидеальными растворами. Кроме того, усложнение может идти за счет увеличения компонентов раствора, наличия у некоторых из них заметной летучести, химического взаимодействия и т. п. Одним из путей описания таких систем служит использование вместо концентраций веществ их активности. [c.219]

Закон Рауля. Для количественного описания свойств растворов используют модель идеального раствора. Идеальным называют раствор, в котором силы межмолекулярного взаимодействия отдельных компонентов (например, А—А, В—В, А—В) одинаковы и между компонентами нет химического взаимодействия. Образование такого раствора сопровождается нулевым тепловым эффектом (ЛЯ=0) каждый компонент ведет себя в идеальном растворе независимо от остальных компонентов, и свойства раствора при данных условиях определяются только концентрацией растворенного вещества. Из реальных растворов лишь разбавленные растворы неэлектролитов могут по своим свойствам приближаться к идеальным. [c.149]

Вещества А и В образуют твердый раствор. Предполагая, что концентрация В намного меньше, чем А, и что отклонение от идеальности вызвано только химическим взаимодействием в твердом состоянии А + 2В = АВг с известной константой равновесия Кс, выведите выражение для коэффициента активности В. [c.82]

Отсюда видно, что коэффициент распределения Генри, так же как и величина А , является мерой менделеевского взаимодействия в очень разбавленных растворах, которое остается постоянным при повышении концентрации раствора до тех пор, пока сохраняется приложимость закона Генри к раствору. Чем больше значение константы Генри, т. е. чем больше растворимость газа, тем сильнее менделеевское взаимодействие в разбавленном растворе и тем сильнее понижен в этом растворе химический потенциал растворенного вещества по сравнению с тем его значением, которое он имел бы, если бы при той же концентрации вещество было бы идеальным газом. [c.64]

Идеальные растворы (84) — это растворы в любой фазе (жидкой, твердой или газообразной), для которых зависимости химических потенциалов от концентраций компонентов выражаются такими же уравнениями, как для смеси идеальных газов. В статистической термодинамике показано, что способность образовать идеальные растворы никак не связана с видом уравнения состояния системы. Растворы оказываются идеальными, если для составляющих их молекул совпадают все постоянные в уравнении для потенциала межмолекулярного взаимодействия. [c.310]

Рассмотрим физический смысл понятия идеальный раствор . При этом будем считать идеальным такой раствор, в котором все зависящие от состава свойства пропорциональны концентрации. Это может быть реализовано в том случае, если свойства веществ, переходящих в раствор (их атомов, ионов, молекул), не изменяются сохраняются характер и энергия их взаимодействия с частицами других компонентов раствора, теми же, что были в индивидуальном веществе. Естественно, что при образовании такого раствора ДЯ=0. Необходимым условием образования такого раствора является достаточная близость природы химических компонентов, что, в частности, выражается в одинаковом агрегатном состоянии при одинаковых условиях. [c.245]

Идеальный раствор. Законы разбавленных растворов. При образовании растворов характер взаимодействия компонентов определяется их химической природой, что затрудняет выявление общих закономерностей. Поэтому удобно прибегнуть к некоторой идеализированной модели раствора, в которой исключаются конкретные особенности процесса растворения, однако сохраняются наиболее существенные черты всех растворов. [c.246]

Идеальные растворы. При смешении жидкостей, молекулы которых неполярны и сходны между собой по структуре, химической связи и величине молекул, тепловые и объемные изменения очень малы. Например, такое наблюдается для процесса смещения толуола с бензолом. Если при смешении двух жидкостей происходит лишь хаотическое распределение частиц без изменения межчастичного взаимодействия, то теплота смешения равна нулю (ЛЯр=0), изменения объема системы не происходит (объем смешения тоже равен нулю АКр=0), энтропия растет лишь в результате выравнивания концентрации за счет диффузии. [c.167]

Так как величины х всегда меньше единицы, то АО всегда отрицательно, т.е. совершенный раствор образуется самопроизвольно при любых концентрациях. Из приведенного вывода следует, что уравнение (У.ЗО) справедливо и для случая смешения двух идеальных газов. Иногда полагают, что образование растворов возможно лишь благодаря химическому взаимодействию между компонентами. Этому утверждению противоречат факты смешения идеальных газов во всех отношениях, а также образования растворов близких к совершенным без изменения внутренней энергии [c.126]

Из диаграммы видно, что система NH3—СО2—Н2О значительно отклоняется от идеальной вследствие химического взаимодействия компонентов. Изотермы жидкости, которые для идеальной смеси изображаются прямыми линиями, в данном случае представляют собой кривые с ярко выраженным максимумом. Вершины кривых лежат на прямой линии, соединяющей фигуративные точки Н2О—(ЫН4).2СОз—NH4 O2NH2, что, с точки зрения физико-химического анализа, свидетельствует об образовании в растворе этих углекислых соединений аммония. [c.25]

Идеальные растворы. При смешешп жидкостей, молекулы которых неполярны и сходны между собой по структуре и химической связи, тепловые и объемные изменения очень малы. Например, для процесса смешивания толуола с бензолом и АЯ О и А1/ ж 0. Если при смешении двух жидкостей происходит лишь хаотическое распределение частиц без изменения межча-стичного взаимодействия, то теплота смешения равна нулю, а энтропия меняется лишь в результате изменения конценхрации. [c.232]

Диссоциативная экстракция может быть определена как гетерогенный хемосорбционный процесс, включающий в сёбя совокупность физических и химических равновесий, существующих как внутри фазы, так и между фазами. Математическое описание равновесия для систем диссоциативной экстракции возможно путем составления системы уравнений, описывающих фазовые и химические равновесия, дополненной уравнениями материального баланса на ступени. При этом адекватность описания системы зависит как от соответствия выбранного механизма реальным взаимодействиям, так и от полноты описания физического и химического факторов. Попытки обосновать адекватность модели равновесия только на языке химических взаимодействий могут привести к выдвижению формальных гипотез о присутствии в системе комплексов и соединений, не идентифицированных в действительности. В то же время возможности физического подхода ограничены отсутствием строгих теоретических выражений для коэффициентов активности, позволяющих объяснить отклонения от идеальности с помощью теории растворов. [c.80]

Следовательно, тепломш эффект образования идеального раствора Qp = —АЯ равен нулю. Это говорит об отсутствии всякого химического взаимодействия между компонентами такого раствора. [c.196]

Законы Вант-Гоффа и Рауля справедливы для идеальных растворов, т. е. таких, в которых нет химического взаимодействия между компонентами раствора, а также диссоциации или ассоциации молекул растворенного вещества. Опыт показал, что у растворов, проводяи],их электрический ток (электролиты), более высокое, чем по закону Вант-Гоффа, осмотическое давление, они кипят при более высокой температуре и замерзают при более низкой, чем это следует из закона Рауля. Такими свойствами обладают растворы солей, кислот и оснований. [c.109]

Роль короткодействующих сил обусловливается не только за счет взаимодействий ион — растворитель. Большое значение здесь имеют также взаимодействия растворитель — растворитель, хотя в теориях они, как правило, не учитываются. Вследствие кооперативного характера таких взаимодействий общий вклад их в не-идеальность раствора может быть значительным, особенно для водных растворов электролитов. Причем этот вклад не зависит от полных энергий взаимодействия, а зависит от того, как энергия взаимодействия убывает с расстоянием. Чем резче энергия взаимодействия убывает с увеличением расстояния между частицами, тем больше потенциальный барьер, преодолеваемый частицей при смещении из положения равновесия. Именно поэтому для свойств растворов очень важны взаимодействия, пусть слабые, но быстро убывающие с расстоянием (короткодействующие силы). Этими взаимодействиями, как будет показано далее, определяется кинетическая сольватация ионов — воздействие их на величину потенциальных барьеров частиц и влияние в связи с этим на соль-ватнруемость ионов, что в свою очередь влияет на величину неидеальной части химического потенциала. Указанное влияние ионов на растворитель проявляется в усилении или ослаблнии связей между молекулами растворителя. [c.236]

Законы Вант-Гоффа и Рауля выведены для идеальных растворов, в которых не проявляется химического взаимодействия между компонентами раствора и не изменяется молекулярное состояние растворенного вещества (не происходит диссоциация или ассоциация). При изучении растворов кислот, щелочей и солей, котЬрые проводят электрический ток, обна- [c.158]

Изменение энтропии системы Д5иолн складывается из изменения энтропий идеальной Д5 д (вследствие изменения концентрации) и неидеальной (избыточной) Д5 з (из-за химических взаимодействий частиц раствора) [c.118]

Правые части уравнений (УП1.37) —(УП1.38) обращаются в нуль, если для чистой жидкости и раствора одинаковы величины Рпост... <3яд, VI и и°. При этом ОЧСНЬ ВаЖНО, что VI может сколь угодно сильно отличаться от У/М и возможны любые значения и°= 0. Иными словами, уравнение состояния системы может быть любым, тем не менее термодинамические функции раствора могут описываться такими же уравнениями, как и для смесей идеальных газов, если при образовании раствора для каждого компонента не изменяются свободный объем и/ и энергия и°. Это может произойти только в том случае, когда для компонентов совпадают все параметры уравнения для энергии межмолекулярного взаимодействия (УП1.30). Для смесей химически аналогичных соединений, близких по своим физическим свойствам, это часто выполняется приближенно. В подобных случаях растворы по своим свойствам близки к идеальным. По этой же причине свойствами почти идеальных растворов при любом строении обладают изотопные смеси во всех агрегатных состояниях. [c.264]

По отношению к воде характеристические оксиды ведут себя различным образом и по этому признаку их можно подразделить на четыре группы довольно редки оксиды, растворяющиеся в воде без заметного химического взаимодействия (высшие оксиды рутения и осмия) большинство оксидов химически не взаимодействует с водой и не растворяется в ней — соответствующие гидроксиды получаются лишь косвенным путем (в частности, амфотерные оксиды AlsO ,, СггОз, РегОз, ZnO и т. п.) две взаимодействующие с водой группы оксидов, из которых одни при взаимодействии образуют растворимые в воде гидроксиды основного или кислотного характера (оксиды бора, углерода, азота, фосфора, серы, щелочных и щелочно-земельных металлов), а вторые — нерастворимые в воде гидроксиды (оксиды бериллия, магния, редкоземельных элементов) основного характера. Учитывая, что сама вода является идеальным амфолитом, индифферентность оксидов по отношению к ней вовсе не связана с их индифферентностью по отношению к кислотам и щелочам. Все кислотные оксиды, независимо от их отношения к воде, реагируют со щелочами, а все основные — с кислотами. Так, нерастворимые в воде СиО и SiOa хорошо взаимодействуют с кислотами и щелочами соответственно. В то же время амфотерные оксиды, как правило, устойчивы не только по отношению к воде, но и к кислотам и щелочам. Типичным примером такого рода оксидов является AI2O3, совершенно не взаимодействующий с кислотами, а со щелочами реагирующий лишь в жестких условиях — при сплавлении. [c.63]

В первом приближении полезно рассмотреть образование раствора в результате простого физического смешения компонентов, не сопровождающегося тепловым эффектом и изменением объема. При этом процесс растворения не сопровождается химическим взаимодействием. Такой раствор, образование которого не сопровождается изменением объема и тепловым эффектом (Д1/раств=0, АЯраств = 0), называется идеальным раствором. Это понятие имеет бол1)Шое теоретическое и практическое значение. Хотя большинство растворов и не обладает в полной мере свойствами идеальных, однако поведение многих из них достаточно удовлетворительно может быть описано при помощи этой модели. [c.246]

Идеальный раствор — это раствор, подчиняющийся закону Рауля (см. гл. IV). У реальных растворов наблюдаются положительные или отрицательные отклонения от этого закона, которые связаны с различием взаимодействия молекул растворенного вещества друг с другом и с молекулами растворителя. При разбавлении раствора его поведение приближается к идеальному. В растворах неэлектролитов между молекулами в основном действуют силы Ван-дер-Ваальса (если не происходит химического взаимодействия), которые малы и быстро убывают с увеличением расстояния (обратно пропорционально шестой или более высокой степени). В растворах же электролитов силы взаимодействия убывают по закону Кулона, обратно пропорционально квадрату расстояния. Поэтому они больше, чем у неэлектролитов, и отклонения от идеальных растворов наблюдаются при гораздо меньших концентрациях, чем для растворов неэлектролитов. Таким образом, в термодинамических уравнениях для растворов электролитов уже при малых концентрациях надо пользоваться не концентрациями, а активностями. В растворе -сильного электролита молекулы полностью диссоциированы на ионы, и говорят об активностях ионов. Но ионы нёвозможно выделить или получить раствор одного вида ионов, поэтому нельзя непосредственно определить активность ионов одного знака. Приходится вводить дополнительные условия. [c.359]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология