Явление электролитической диссоциации


 

Законы Рауля и Вант-Гоффа справедливы для разбавленных водных рас-

творов определенных классов растворенных веществ (особенно органических:

спиртов, альдегидов, кислот, сахара и др.). Но, оказывается, свойства растворов

не всех веществ подчиняются законам Рауля и Вант-Гоффа. Анализируя экспе-

риментальные данные осмотического давления для растворов неорганических

солей, кислот и щелочей, Вант-Гофф обнаружил, что результаты не совпадают

с рассчитанными по уравнению ПОСМ. = СмRT.

Экспериментальные значения осмотического давления для растворов этих

классов веществ оказались явно большими, чем рассчитанные по уравнению.

Подобные же отклонения измеренных величин от вычисленных по соответст-

вующим уравнениям законов Рауля наблюдались и для температур начала ки-

пения, кристаллизации и давления насыщенного пара: температура начала ки-

пения раствора оказалась много выше, температура начала замерзания ─ много

ниже, давление насыщенного пара растворителя – много меньше.

Воспользоваться уравнениями Вант-Гоффа и Рауля можно было бы, если

ввести в них поправочный коэффициент. Вант-Гофф ввел в уравнение для ос-

мотического давления раствора поправочный коэффициент «i», назвав его изо-

тоническим коэффициентом (коэффициент равного давления). И выражение

для осмотического давления для растворов, не подчиняющихся закону Вант-

Гоффа, тогда запишется в таком виде:

ПОСМ. = iCмRT.

Физический смысл изотонического коэффициента пока не ясен. Это про-

сто поправочный коэффициент. Численно его определяют для растворов раз-

ных веществ (например, поваренной соли NaCl, серной кислоты H2SO4, гидро-

ксида натрия NaOH и т.п.) и их различных концентраций. Для растворов солей,

кислот, щелочей он больше единицы и при разбавлении растворов приближает-

ся к целочисленным значениям натурального ряда: 1, 2, 3, 4, 5 … . Для хлорида

калия КС,l например, он растет и приближается к значению 2, а для хлорида

бария BaCl2 – к 3 (см. табл. 6).

Подстановка изотонического коэффициента «i» и в уравнения Рауля:

∆tкип. = i ЭСm и ∆tзам. = i Кзам.Сm,

позволяет использовать и их для расчетов свойств разбавленных растворов всех

веществ.

Формально, исходя из этих уравнений, изотонический коэффициент по-

казывает, во сколько раз экспериментальное (опытное) значение того или иного

свойства раствора отличается от теоретически рассчитанного по законам Рауля

и Вант-Гоффа:

 

Посм.опытное ∆t кип. опытное ∆t зам. опытное

i= —————— = ——————— = ———————

Посм.теор. ∆t кип.теор. ∆t зам.теор.

или

Пос. опытное ∆t кип. опытное ∆t крис. опытное

i= —————— = ———————— = ——————— . См ∙RT Э∙Сm К зам.∙Сm

 

 

Таблица 2.1. Значения изотонического коэффициента для

растворов некоторых веществ в воде при 18 оС

 

Растворяемое вещество КCl BaCl2 НСl HNO3 H2SO4
Концентрация 0,1н 0,01н 0,001н 0,1н 0,01н 0,001н
Изотонический коэффициент i   1,85 1,93 1,98 2,5 2,76 2,9 1,568 1,64 2,02
Растворяемое вещество СН3СООН КОН LiOH NH4OH  
Концентрация  
Изотоноческий коэффициент i 1,008 1,77 1,63 1,004  
                             

 

 

Во все эти выражения, не считая постоянных величин: эбулиоскопиче-

ской ─ Э, криоскопической ─ Кзам. констант, газовой постоянной ─ R и темпе-

ратуры –Т, входит концентрация растворенного вещества, т.е. количество час-

тиц растворенного вещества остается неизменным при растворении. Свойства

же растворов при растворении этих веществ отличаются от теоретически рас-

считанных.

На примере проведем расчет значения изотонического коэффициента из экспериментальных данных.

На эти вопросы ответим несколько позже, а пока на двух примерах про-

ведем расчеты значений изотонических коэффициентов из экспериментальных

данных.

Пример 1. При растворении 0,1 молярной массы эквивалента сульфата

цинка ZnSO4 в 1 литре раствора его осмотическое давление при 0 оС оказывает-

ся равным 1,59·105 Па. Во сколько раз отличается опытное значение осмотиче-

ского давления от теоретического, т.е. каков изотонический коэффициент?

Решение. Теоретическое значение осмотического давления Росм. теор.можно

рассчитать по закону Вант-Гоффа:

ПОСМ. теор. = См ∙ RT.

Так как дана нормальная концентрация (эквивалентная), равная 0,1н, то

молярная концентрация этого раствора будет в 2 раза меньше и составит вели-

чину 0,05 М (0,05 моля в 1 литре раствора).

Подставляя численные значения в уравнение Вант-Гоффа, получим:

ПОСМ..теор. = 0,05 · 8,31 · 103 · 273 = 1,135 · 10 5 Па.

 

Зная опытное значение осмотического давления и теоретическое, найдем

их отношение

 

1,59 · 10 5

i = ―――― ≈ 1,4 .

1,135 · 10 5



Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 338;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.015 сек.