Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Матвеев А.Н. -> "Молекулярная физика. Том 2" -> 129

Молекулярная физика. Том 2 - Матвеев А.Н.

Матвеев А.Н. Молекулярная физика. Том 2 — М.: Высшая школа, 1981. — 400 c.
Скачать (прямая ссылка): molekulyarnayafizikat21981.djvu
Предыдущая << 1 .. 123 124 125 126 127 128 < 129 > 130 131 132 133 134 135 .. 181 >> Следующая

92. Диаграмма состояния бинарной смеси с верхней критической
температурой смешения
обусловлено незначительностью концентрации растворенного вещества,
которая не способна сколько-нибудь заметно изменить в целом
взаимодействие между молекулами растворителя.
У неидеальных растворов давление насыщенных паров меняется не только за
счет изменения плотности молекул у поверхности, но и за счет изменения
сил взаимодействия между молекулами растворителя и растворенного вещества
в растворе. Это может вызвать отклонение от предсказаний по закону Рауля
в любую сторону. Столь рке простого закона, как закон Рауля, для
неидеальных растворов не существует.
Закон Генри. Закон Рауля (37.4) можно прочитать справа налево. Тогда он
характеризует концентрацию вещества в растворе, если над раствором
поддерживается давление р2 насыщенных паров этого вещества:
42 = оф2,
(37.5)
где ос = 1/р2(0).
Концентрация газа, растворенного в жидкости, пропорциональна давлению
газа над поверхностью жидкости. Поэтому, в частности, для получения
газированной воды углекислый газ к ней подводится под большим давлением.
Зависимость растворимости от температуры. Эту зависимость можно
предсказать на основе принципа Jle Шателье - Брауна (см. § 23). Она
определяется знаком теплоты растворения.
Если при растворении вещества происходит нагревание, то при достижении
насыщения попытка дальнейшего нагревания путем добавления растворяемого
вещества приводит к его выпаданию в виде осадка (раствор уже насыщен!).
Отсюда по принципу Ле Шателье - Брауна следует, что при повышении
температуры растворимость веществ с положительной теплотой растворения
убывает.
Если при растворении вещества происходит охлаждение, то при достижении
насыщения попытка дальнейшего охлаждения при добавлении растворяемого
вещества приводит к его выпаданию в виде осадка. Отсюда следует, что при
понижении температуры растворимость веществ с отрицательной теплотой
растворения убывает, а с повышением температуры возрастает. В частности,
как было уже сказано, у газов в большинстве случаев теплота растворения
отрицательна. Это означает, что растворимость газов в жидкости в
большинстве случаев возрастает с увеличением температуры.
288 4. Газы с межмолекулярным взаимодействием и жидкости
Диаграммы состояния раствора. Обычно нас интересует поведение раствора
при атмосферном давлении. Независимыми параметрами при этом являются
относительная концентрация компонент и температура. Поэтому состояние
бинарной смеси может быть охарактеризовано точкой на плоскости в
прямоугольной системе координат, по оси абсцисс которой отложена
концентрация компонент, по оси ординат - температура.
На рис. 92 изображена диаграмма состояния жидкостей Ах и А2, которые
смешиваются в произвольных количествах лишь при достаточно высокой
температуре. При более низкой температуре эти жидкости не в состоянии
смешиваться в произвольных пропорциях. Линия MNK характеризует насыщенный
раствор жидкости Ах в жидкости А 2, а точки левее ее соответствуют
ненасыщенному раствору жидкости Ах в жидкости Л2. Линия RPK характеризует
насыщенный раствор жидкости А2 в жидкости Аъ а точки правее ее
соответствуют ненасыщенному раствору жидкости А2 в жидкости Ах. Область
ниже кривой MNKPR описывает состояние двухфазной системы, состоящей из
насыщенного раствора жидкости Ах в жидкости А2 и насыщенного раствора
жидкости А2 в Ах. Эти насыщенные растворы имеют различную плотность,
благодаря чему более тяжелая компонента занимает нижнюю часть сосуда.
Между компонентами имеется разделяющая их граница, которая и позволяет
говорить о наличии двухфазной системы. Выше критической температуры 7^р
жидкости Ах и А2 смешиваются в любых пропорциях.
Для характеристики состояний двухфазной системы действует правило рычага,
аналогичное описанному в § 30. Например, в состоянии, характеризуемом
точкой О (рис. 92), массы т12 и т21 насыщенных растворов обратно
пропорциональны длинам отрезков ОР и ON\
m12/m21 = \OP\/\ON\. (37.6)
Рекомендуется вывести это правило в качестве упражнения.
На рис. 93 изображена диаграмма состояния жидкостей Ах и А2, которые
смешиваются в произвольном количестве лишь при достаточно низкой
температуре. При более высокой температуре эти жидкости не в состоянии
смешиваться в произвольных пропорциях. Это аналогично предыдущему случаю,
с той лишь разницей, что область неограниченного смешения лежит ниже
температуры Ткр, которая называется нижней критической температурой
смешения..
94
93. Диаграмма состояния бинарной смеси с нижней критической температурой
смешения
94. Диаграмма состояний бинарной смеси с двумя критическими температурами
смешения
^(100%) ¦А2( 0%)
^кр
Д! (0%) Д2(100%)
Д,(0%)
Д2(Ю0%)
§ 38. Кипение жидких растворов 289
Наконец, возможен случай, когда имеются две критические температуры
смешения - верхняя и нижняя. Характерная диаграмма состояний для этого
случая изображена на рис. 94. Область внутри замкнутой кривой
Предыдущая << 1 .. 123 124 125 126 127 128 < 129 > 130 131 132 133 134 135 .. 181 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed