Общи свойства на разтворите
Течните разтвори (по-нататък просто ще ги наричаме „разтвори“) се състоят от теченразтворител (най-често вода) и разтворено вещество, което преди смесване с разтворителя може да бъде твърдо (например KBr), течно (например H2SO4) или газообразно (например CO2).
Основни понятия и определения:
Методи за изразяване на концентрациите:
| Начини за изразяване на съдържанието на вещество в разтвор | Обозначаване | Определение | Формула за изчисление | Единици |
| Масова част | Маса на разтвореното вещество в 100 g разтвор | % | ||
| Моларна концентрация | СМ | Количеството разтворено вещество в 1 литър разтвор | CM = | мол/л |
| Моларна концентрация | см | Количеството разтворено вещество в 1 kg разтворител | cm= | mol/kg |
| Моларна еквивалентна концентрация (нормална концентрация) | CN | Броят на моловите еквиваленти в 1 литър разтвор | CN= | мол/л |
| Титър | T | Маса на разтвореното вещество в 1 ml разтвор | Т = | g/ml |
Закон на Раулт
Изследванията на разтвори, проведени от френския физик и химик Ф. Раул, позволиха да се установи следният закон, който носи неговото име:налягането на парите на разтвор, съдържащ нелетливо разтворено вещество, е право пропорционално на моларната част на разтворителя. p1= p10 N1,
къдетор1 ир10– налягане на парите на разтворителя над разтвор и чист разтворител;N1 е молната част на разтворителя в разтвора.Линейната зависимост на налягането на парите на разтворителя над разтвора вр–N1 е показана на фиг. 29.
. Зависимост наp1 парциално налягане на парите на разтворителя от молната фракцияN1 на разтворителя в разтвора
Законът на Раул е валиден само за идеални решения.Идеалният разтворсе състои от компоненти, енергията на взаимодействие между които е еднаква и не зависи от естеството на веществата, които изграждат разтвора. Следствие от идеалността на разтвора е естеството на връзката между парциалното налягане на парите на компонента и неговата концентрация в разтвора. Промяната в концентрацията на даден компонент в разтвор ще доведе до пропорционална промяна в неговото парциално налягане над разтвора, т.е. налягането на парите на разтворителя (p1) върху разтвор, съдържащ нелетливо вещество, се променя линейно с увеличаване на моларната фракция на разтворителя (фиг. 29).
В реалните решения се наблюдават значителни отклонения от закона на Раул. Например, такива отклонения могат да се наблюдават за воден разтвор на тръстикова захар (фиг. 30).
Пунктираната права линия на фиг. 30 се отнася до идеално решение, което се подчинява на закона на Раул. Зависимостта на налягането на парите от моларната част на разтворителя за неидеален разтвор (в този случай разтвор на тръстикова захар) е представена чрез непрекъсната крива и показва отклонение от закона на Раул.Осмотично налягане. Закон на Вант Хоф
Осмоза(на старогръцки wsmoV тласък, натиск) е явлението на спонтанен преход на молекулите на разтворителя от по-разреден към по-малко разреден разтвор. Това явление се наблюдава, когато и двата разтвора са разделени един от друг с полупропусклива преграда, която позволява само на разтворителя да премине (фиг. 32).
В левия съд (фиг. 32) с полупропусклива преградаразтвор на сол във вода и чиста вода се разделят. В термодинамично неравновесна система възниква спонтанен процес на изравняване на концентрацията поради проникването на водни молекули през полупропусклива преграда в концентриран солев разтвор. Пречка за това движение на разтворителя е нарастващото налягане на течния стълб, както е показано в десния съд на фиг. 32. Процесът на изравняване на концентрациите спира при достигане на определено налягане p. Разликата в нивото между разтвора и чистия разтворител в дясното коляно отразява осмотичното налягане на водата p.
За осмотичното налягане се прилагат законите на газообразното състояние:
pV = nRTили p= cRT,
къдетоVе обемът на разтвора,nе броят молове на разтвореното вещество,Rе газовата константа,Те абсолютната температура.
Последното уравнение се наричазакон на Ван'т Хоф.
Явлението осмоза играе важна роля в живота на растенията и живите организми. При бозайниците осмотичното налягане на повечето биологични течности е равно на осмотичното налягане на кръвта. Осмотичното налягане, създадено в животинските клетки от разтвори на протеини, полизахариди и др., е незначително, но играе важна роля в метаболизма.
Свойствата, които зависят от броя на компонентите на разтвора, а не от природата на неговите частици, се наричат колигативни свойства на разтворите.
Закони на Раулр1 = р10N1; Хенриs = kg.p; Вант Хоф
р13 = cRT14; както и повишаване на точката на кипене и понижаване на точката на замръзване на воден разтвор на нелетливо веществоDTbp. = E×cm,иDTcr.= Ксmотразяват проявата на колигативните свойства на разтворите. 0