Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Фролов В.В. -> "Химия" -> 65

Химия - Фролов В.В.

Фролов В.В. Химия: Учеб. пособие — М.: Высш. шк., 1986. — 543 c.
Скачать (прямая ссылка): chem_up_dlya_msv.pdf
Предыдущая << 1 .. 59 60 61 62 63 64 < 65 > 66 67 68 69 70 71 .. 211 >> Следующая

Как будут выражаться их константы равновесия?
Как будут влиять температура и давление на смещение равновесия?
Глава седьмая РАСТВОРЫ
7.1. ВВЕДЕНИЕ
Самопроизвольное распределение одного вещества в другом в результате диффузии приводит к образованию растворов. Однако раствор нельзя рассматривать как смесь молекул различных веществ, так как свойства растворенного вещества и растворителя в общей системе раствора изменяются. Например, объем раствора никогда не равен сумме объемов растворителя и растворенного вещества.
Образование растворов происходит в результате взаимодействия частиц растворителя и растворенного вещества с образованием комплексов переменного состава за счет действия межмолекулярных сил (с. 91). Процесс образования раствора идет самопроизвольно даже в том случае, когда при растворении поглощается энергия, так как возрастание энтропии.при растворении очень велико и обусловливает развитие необратимого процесса.
Рассмотрим изменение энергии Гиббса при растворении AG = = ЛЯ—TAS, где АЯ-изменение энтальпии; AS — изменение энтропии.
Если АЯ > 0, т. е. эндотермический процесс растворения идет с поглощением энергии, то всегда AS > 0, так как раствор — система менее упорядоченная, чем, допустим, кристалл. В начальный момент растворения, когда концентрация растворенного вещества С,->~0, энтропия растворенного вещества очень велика, но по мере возрастания концентрации уменьшается, и .при некоторой концентрации энергия Гиббса AG=0—наступает насыщение, так как АН = TAS. Отсюда значение концентрации насыщенного раствора
Си,с=/(Г).
Полученная система (раствор) однородна, так как за счет диффузии концентрация во всех микрообъемах выравнивается, и этот процесс тоже необратимый.
Таким образом, можно дать определение раствора: раствор — это однородная система из двух или нескольких компонентов.
Образование растворов или растворимость одного вещества в другом — процесс избирательный.
Растворы бывают в жидком и твердом агрегатных состояниях. Газообразная смесь разных газов не является раствором, поскольку при смешении газов избирательности не наблюдается (без учета химических реакций), а межмолекулярные взаимодействия при больших расстояниях между молекулами слишком малы и не учитываются. Вблизи критического состояния (ркрнт, Гкрит) газовые смеси следует рассматривать как растворы. Это необходимо учиты
169
вать, например, при разделении газовых смесей в аппаратах глубокого холода.
Жидкие растворы могут быть построены по типу жидкость — газ, жидкость — жидкость, жидкость — твердое тело. Это наиболее часто встречающиеся и наиболее изученные системы. Они имеют большое значение в биологических процессах и химической, машиностроительной и приборостроительной технологии.
Твердые растворы могут быть образованы металлами или другими кристаллическими веществами. Твердым раствором называется кристалл, кристаллическая решетка которого построена из двух или нескольких компонентов.
Металлические твердые растворы благодаря их высокой однородности очень широко используются в машиностроении и приборостроении в качестве конструкционных материалов, устойчивых к окислению и коррозии; некоторые из них сохраняют свою прочность и в области высоких температур. Например, однофазная аустенит-ная сталь 1Х18Н9 («нержавеющая сталь») представляет собой твердый раствор, содержащий 18% хрома, 9% никеля и не более 0,1% углерода з у-железе.
Таким образом, в процессе растворения, обусловленном взаимодействием атомов или молекул растворенного вещества и растворителя (межмолекулярные силы), образуется раствор — система, которая отличается от механической смеси гомогенностью, а от химического соединения 1) переменностью состава (от нуля до предела насыщения, если такой имеется) и 2) тем, что изменение свойств растворителя и растворенного вещества не носит радикального характера.
Истинные растворы, т. е. полностью однородные системы, следует отличать от коллоидных растворов — одного из видов дисперсных систем, обладающих микрогетерогенностью (гл. 8).
Важнейшей характеристикой всякого раствора является концентрация. Концентрацией называется содержание растворенного вещества в единице массы или объема раствора или растворителя. Все способы измерения концентраций можно разделить на три группы: концентрации массовые, концентрации объемные и концентрации безразмерные.
Массовые концентрации. Процентная концентрация по массе выражается процентным содержанием растворенного вещества, отнесенного ко всему раствору, вычисление процентной концентрации осуществляется по уравнению
где С — процентная концентрация, %; Л — масса растворенного вещества, г, кг; В — масса растворителя, г, кг.
По существу, процентная концентрация может рассматриваться как безразмерная, если от процентов перейти к долям.
При измерении жидких растворов обычно используют мерную посуду: мерные стаканы, мерные цилиндры, мензурки и пипетки различного типа. В этом случае
170
всегда надо учитывать плотность раствора, которая в зависимости от концентрации может изменяться довольно сложно (объем раствора не равен сумме объемов растворенного вещества и растворителя). Кроме того, плотность зависит от температуры. Для многих веществ (кислоты, соли, щелочи) в справочниках можно найти значения плотностей в зависимости от температуры. Так, например, если нужно взять для реакции 10 г Н2804, а имеется 40%-ный (по массе) раствор Нй804, то объем этого раствора можно рассчитать по следующему уравнению:
Предыдущая << 1 .. 59 60 61 62 63 64 < 65 > 66 67 68 69 70 71 .. 211 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed