Коллигативные свойства растворов неэлектролитов и электролитов

КОЛЛИГАТИВНЫЕ СВОЙСТВА РАСТВОРОВ неэлектролитов и электролитов.

Коллигативными (или взаимосвязанными, то есть коллективными) свойствами называются свойства, которые определяются количеством частиц растворенного вещества, а не их массой или размером. Установление численного значения любого из коллигативных свойств дает возможность расчета всех остальных.

К коллигативным свойствам относятся:

ь Закон Рауля. Относительное понижение давления насыщенного пара растворителя (p⁰) над раствором (p) нелетучего неэлектролита пропорционально мольной доле (N_{2) растворенного вещества.}

ь Следствия закона Рауля:

1. Повышение температуры кипения раствора по сравнению с температурой кипения растворителя.

Ткип (раствора) = Ткип (растворителя) + Ткип На сколько увеличится температура кипения раствора неэлектролита можно рассчитать по уравнению:

Т_кип = ЕС_m,.

где Е-эбулиоскопическая постоянная растворителя, С_m — моляльная концентрация раствора (моль/кг).

Изменение температуры кипения для растворов электролитов рассчитывается с учетом изотонического коэффициента (i) по уравнению: Т_кип = i ЕС_m.

2. Понижение температуры замерзания раствора по сравнению с температурой замерзания растворителя.

Т_крист(раствора) = Т_крист(растворителя) — Т_крист

Для растворов неэлектролитов: Т _крист= КС_m,.

где К-криоскопическая постоянная растворителя,.

С_m — моляльная концентрация раствора.

Для растворов электролитов изменение температуры кристаллизации рассчитывается по уравнению: Т = i КС_m.

ь Осмотическое давление — это минимальное гидравлическое давление, которое надо приложить к раствору, чтобы предотвратить осмос.

Осмос — это процесс самопроизвольного проникновения молекул растворителя через полупроницаемую мембрану из чистого растворителя в раствор или из раствора с меньшей концентрацией в раствор с большей концентрацией.

Расчет осмотического давления для растворов неэлектролитов осуществляется по уравнению Вант-Гоффа:

= С_BRT,.

где С_B— молярная концентрация (моль/л),.

R — универсальная газовая постоянная,.

T — температура в единицах Кельвина.

Для растворов электролитов расчет осмотического давления осуществляется также по уравнению Вант-Гоффа, но с учетом изотонического коэффициента (i):

= iС_BRT,.

Обучающие задачи.

Задача № 1. Вычислите осмотическое давление, обусловленное растворением 200 мг полимера (М = 12 400 г/моль) в воде, ды, чтобы общий объем достиг 10 мл, если мембрана пропускает только молекулы воды, но не пропускает молекулы цитохрома С. Температура 20С. Р = 0,082 л атм / К моль.

Решение.

растворитель температура осмос давление.

• 1. Определим молярную концентрацию раствора полимера:
• 2. Согласно формуле Вант-Гоффа:

= C_B R T, где — осмотическое давление, атм.;

С_B — молярная концентрация раствора, моль/л;

R — универсальная газовая постоянная, л атм./К моль;

Т — температура, К:

Задача № 2. Определите температуру кипения T_кип. раствора СаСl₂, полученного при растворении 7,5 г кальция хлорида в 100 мл воды. М (СаСl₂)= 111 г/моль, (H₂O)=1,00 г/мл. Эбулиоскопическая постоянная воды К_эб. = 0,516 (Ккг)/моль, изотонический коэффициент i=2,65.

Решение.

Определим моляльную концентрацию раствора кальция хлорида (С_m):

По закону Рауля: