Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Ландау Л.Д. -> "Курс общей физики. Механика и молекулярная физика" -> 88

Курс общей физики. Механика и молекулярная физика - Ландау Л.Д.

Ландау Л.Д., Ахиезер А.И., Лифшиц Е.М. Курс общей физики. Механика и молекулярная физика — МГУ, 1962. — 405 c.
Скачать (прямая ссылка): kursobsheyfiziki1962.djvu
Предыдущая << 1 .. 82 83 84 85 86 87 < 88 > 89 90 91 92 93 94 .. 136 >> Следующая


Давления в обоих сосудах будут теперь неодинаковы. В сосуде с раствором будет избыток давления, равный гидростатическому давлению избыточного столба жидкости в этом сосуде. Этот избыток давления называется осмотическим давлением раствора.

Легко понять происхождение этого явления. Поскольку через полупроницаемую перегородку может переходить только вода, равновесие жидкости в обоих сосудах не требует равенства полных давлений с обеих сторон перегородки. Равновесие установится, грубо говоря, когда давление в сосуде с чистой водой станет равным той части давления раствора, которое производится молекулами воды. При этом полное давление з растворе будет превышать давление в другом сосуде на величину, которую можно рассматривать как давление, производимое молекулами сахара,— это и есть осмотическое давление раствора.

Если раствор слабый, то молекулы растворенного вещества находятся, в общем, далеко друг от друга и потому лишь очень слабо взаимодействуют друг с другом (но, разумеется, взаимодействуют с молекулами растворителя). В этом отношении можно сказать, что молекулы

9 Л. Д. Ландау и др. 258

РАСТВОРЫ

[ГЛ. X

растворенного вещества в слабом растворе ведут себя аналогично молекулам идеального газа. Отсюда в свою очередь возникает ряд аналогий между свойствами слабых растворов и идеальных газов.

Мы знаем, что давление идеального газа определяется формулой P=NkTfV. Оказывается, что осмотическое давление росм слабого раствора выражается аналогичной формулой

_пкТ

Роем у >

где V — объем раствора, а п — число молекул растворенного в нем вещества (формула Вант Гоффа).

Подчеркнем, что осмотическое давление слабого раствора (при заданных объеме и температуре) определяется только числом растворенных частиц и совершенно не зависит от их природы (как и от природы растворителя), аналогично независимости давления идеального газа от его природы. Для примера укажем, что осмотическое давление раствора с

концентрацией 0,1 ^^ равно 2,24 атм. Осмотическое давление морской воды около 2,7 атм.

Если мы имеем слабый раствор одновременно нескольких веществ в одном и том же растворителе, то согласно сказанному осмотическое давление такого раствора определяется общим числом всех растворенных частиц. Другими словами, оно равно сумме «парциальных» осмотических давлений отдельных растворенных веществ (аналогично закону Дальтона для газов). Это обстоятельство следует иметь в виду и в тех случаях, когда растворение сопровождается распадом (диссоциацией) молекул на части (об этом явлении будет идти речь в §§89—90). Осмотическое давление такого раствора зависит не только от общего количества растворенного вещества, но и от степени, в которой происходит распад его молекул.

Аналогия между слабым раствором и идеальным газом простирается и дальше. Так, распределение молекул растворенного вещества по высоте в поле тяжести определяется формулой, аналогичной барометрической формуле (§ 54). Это явление можно наблюдать особенно наглядно, если вместо обычного раствора пользоваться эмульсией, состоящей из взвешенных в жидкости маленьких частиц какого-либо § 81]

ЗАКОН РАУЛЯ

259

вещества. Поскольку масса таких частиц во много раз превышает массу отдельных молекул, то изменение их концентрации с высотой, как это видно из барометрической формулы, будет гораздо более резким и поэтому легко поддается непосредственному наблюдению. [При этом, конечно, в барометрическую формулу надо подставлять массу т частицы эмульсии, уменьшенную согласно закону Архимеда на массу т0 вытесняемой ею жидкости.]

§81. Закон Рауля

Мы знаем, что для заданного давления существует определенная температура (точка кипения), при которой жидкость превращается в пар. Пусть теперь в жидкости растворено какое-либо нелетучее вещество, т. е. вещество, не переходящее в пар при испарении раствора (например, раствор сахара в воде). Оказывается, что точка кипения раствора отличается от точки кипения чистого растворителя (при том же давлении).

На основании принципа Ле Шателье легко заключить, что при растворении точка кипения повышается. Рассмотрим раствор сахара в воде, находящийся в равновесии с паром. Прибавим к раствору еще некоторое количество сахара. Концентрация раствора увеличится и система будет выведена из равновесия. В ней должны тогда начаться процессы, стремящиеся ^ ослабить внешнее воздействие, т. е. уменьшить концентрацию. Для этого точка кипения должна повыситься так, чтобы часть пара сконденсировалась в воду.

Повышение точки кипения раствора '

выражается на диаграмме р, T втом, Рис. 5.

что кривая испарения раствора (кривая 2 на рис. 5) лежит несколько правее кривой 1 испарения чистого растворителя. Но из рисунка видно, что кривая 2 лежит в то же время и ниже кривой 1. Это значит, что упругость насыщенного пара растворителя над раствором ниже упругости пара чистого растворителя (при той же температуре). Понижение бр давления насыщенного пара и повышение бT температуры кипения при растворении

9 260

РАСТВОРЫ

(гл. X
Предыдущая << 1 .. 82 83 84 85 86 87 < 88 > 89 90 91 92 93 94 .. 136 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed