Растворы неэлектролитов

Разбавленные растворы неэлектролитов обладают рядом физических свойств, к которым относятся и коллигативные свойства растворов. Эти свойства зависят от количества частиц растворенного вещества и количества растворителя. Природа растворенного вещества не оказывает влияния на эти свойства. К коллигативным свойствам растворов относятся: понижение давления насыщенного пара, повышение температуры кипения, понижение температуры замерзания (кристаллизации), осмотическое давление.

Давление насыщенного пара (т. е. пара, который пребывает в состоянии равновесия с жидкостью) над чистым растворителем называется давлением или упругостью насыщенного пара чистого растворителя. Если в некотором растворителе растворить нелетучее вещество, то равновесное давление паров растворителя при этом понижается, т. к. растворенное вещество затрудняет переход частиц растворителя в паровую фазу.

Первый закон Рауля', относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над разбавленным раствором неэлектролита при постоянной температуре равно мольной доле растворенного вещества:

Оо-/?)/ро⁼/в-ва,

(ро -р)/ро = п/(п + N),

где ро - давление пара над чистым растворителем; р - давление пара растворителя над раствором; /_в._ва - мольная доля растворенного вещества; п - число молей растворенного вещества; N — число молей растворителя. При этом принимаем, ЧТО %_в-_ва ¹ Хр-ля 1 •

Раствор, содержащий нелетучее растворенное вещество, обладает меньшей летучестью, чем чистый растворитель. Поэтому его кипение начинается при более высокой температуре и замерзание при более низкой, чем кипение и замерзание чистого растворителя.

Второй закон Рауля', повышение температуры кипения (/_кип) И понижение температуры замерзания (Г_зам) разбавленного 4

раствора нелетучего вещества по сравнению с чистым растворителем пропорциональны моляльной концентрации раствора:

А/ ⁼ Р с '•кип

?^зам^- К. Спъ где Е — эбуллиоскопическая константа; К— криоскопическая константа; с_т — моляльность раствора, моль/кг.

Осмос - это самопроизвольный переход растворителя через полупроницаемую мембрану из разбавленного раствора или чистого растворителя в концентрированный раствор. Полупроницаемой мембраной называется мембрана, пропускающая молекулы растворителя и не пропускающая молекулы растворенного вещества. Для того чтобы осмос приостановить, необходимо приложить внешнее давление к раствору. Такое давление называется осмотическим давлением.

Закон Вант Гоффа осмотическое давление разбавленных растворов неэлектролитов прямо пропорционально молярной концентрации раствора и абсолютной температуре:

P..,,=^CRT-

где р_осм - осмотическое давление, Па; с - молярная концентрация раствора, моль/дм³; R - универсальная газовая постоянная, Дж/(моль К); Т— температура, К.

Алгоритм решения задач

1. Из условия задачи определите, какой закон (первый закон Рауля, второй закон Рауля, закон Вант Гоффа) необходимо использовать для решения задачи.
2. Запишите выражение соответствующего закона.
3. Выразите необходимую величину из записанного уравнения.
4. При расчетах необходимо учитывать разные способы выражения содержания растворенного вещества в растворе. Так, в первом законе Рауля используется мольная доля, во втором законе Рауля - моляльность, в законе Вант Гоффа - молярность. Если в условии задачи приведен другой способ выражения концентрации, то сделайте необходимый перерасчет.