tch I wykl 010Ac, Technologia chemiczna, Chemia fizyczna, Wykłady, wykłady na PGda
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Własności koligatywne
Własnościami koligatywnymi nazywamy własności – w roztworach
rozcieńczonych – zależne wyłącznie od liczby cząsteczek (a nawet
szerzej – indywiduów chemicznych) substancji rozpuszczonej, a nie
od ich natury chemicznej.
Należą do nich:
¾
Obniżenie prężności pary nasyconej nad roztworem przez
substancję nielotną,
¾
Podwyższenie temperatury wrzenia roztworu,
¾
Obniżenie temperatury krzepnięcia roztworu,
¾
Ciśnienie osmotyczne.
Chem. Fiz. TCH II/10a
1
Koligatywny
oznacza (z greckiego) „zależny od zbiorowości”.
Obniżenie prężności pary
Zgodnie z prawami Raoulta i Daltona:
P
+
=
x
P
0
x
P
0
A
A
B
B
Jeżeli składnik B jest składnikiem
nielotnym, tzn.
P
0
=
0
.
P
=
x
A
P
0
A
To obniżenie prężności pary nad takim roztworem składnika B
w stosunku do prężności nad czystym rozpuszczalnikiem A:
∆
P
P
0
−
P
P
0
−
x
P
0
A
=
A
A
=
A
A
A
=
1
−
x
=
x
P
0
P
0
P
0
A
B
A
A
A
T=const
Chem. Fiz. TCH II/10a
2
Patrz także slajdy „
Równowaga ciecz-gaz w układzie dwuskładnikowym
” oraz „
Prawo Raoulta
(1)
” w wykładzie 8.
Prawo Raoulta w tym układzie stosuje się często do wyznaczania masy molowej substancji
rozpuszczonej B.
Podwyższenie temperatury
wrzenia (1)
Konsekwencją obniżenia prężności pary nad roztworem jest
podwyższenie temperatury wrzenia w porównaniu z czystym
rozpuszczalnikiem A (efekt ebulioskopowy):
Zgodnie z równaniem Cl.-Cl. (dla
czystego A):
P
0
∆
H
1
1
∆
H
T
−
T
ln
A
=
p
,
A
−
=
p
,
A
w
A
x
P
R
T
T
R
T
T
A
x
w
,
A
w
,
A
x
T
x
Ponieważ linie są dla niedużych różnic
równoległe (dla danej T):
P
=
x
P
0
A
∆T ∆T
A
A
Chem. Fiz. TCH II/10a
3
Podwyższenie temperatury wrzenia w
porównaniu z czystym rozpuszczalnikiem A
nazywamy też efektem ebulioskopowym, a jego
zastosowania związane z pomiarami wielkości
tego efektu – ebuliometrią.
Równanie Clausiusa-Clapeyrona – patrz slajdy
„
Równanie Clausiusa – Clapeyrona (2)-(4)
” wykład 7.
,
Podwyższenie temperatury
wrzenia (2)
P
0
∆
H
T
−
T
∆
H
∆
T
Zatem:
∆
T
=
T
−
T
=
T
−
T
oraz:
ln
A
≅
p
A
w
w
,
A
=
p
,
A
w
w
,
A
w
,
A
x
P
R
T
2
,
RT
2
,
A
w
A
w
A
P
0
P
0
P
0
−
P
P
0
−
P
P
0
−
0
P
Także:
ln
≅
−
1
=
≅
oraz:
A
A
=
x
P
P
P
P
0
P
B
A
Otrzymujemy:
x
=
∆
H
p
,
A
∆
T
a zważywszy, że:
x
=
m
B
≅
m
B
M
A
B
RT
2
,
B
1000
+
m
1000
w
A
M
B
A
Ostatecznie:
∆
T
=
T
−
T
=
RT
w
2
,
A
M
A
⋅
m
=
K
⋅
m
w
w
,
A
1000
∆
H
B
e
,
A
B
p
,
A
gdzie
K
e,A
jest
stałą ebulioskopową
charakterystyczną dla A.
Chem. Fiz. TCH II/10a
4
Nieduże różnice oznaczają, że ∆T≈0, ∆P≈0,
P
0
/P≈1.
,
Podwyższenie temperatury
wrzenia (3)
P
0
∆
H
1
1
∆
H
1
1
ln
A
=
−
p
,
A
−
=
−
p
,
A
−
Bezpośrednio z
równania Cl.-Cl.
mamy także:
P
R
T
T
R
T
T
A
w
,
A
x
w
w
,
A
ln
P
A
=
ln
x
=
∆
H
p
,
A
1
−
1
P
0
A
R
T
T
A
w
w
,
A
Ponieważ wzór ten pomija czysto
matematyczne przybliżenie:
P
0
P
0
ln
A
≅
A
−
1
P
P
A
A
można go stosować w szerszym zakresie stężeń niż wzór
ze stałą ebulioskopową.
Chem. Fiz. TCH II/10a
5
Również pomiary ebuliometryczne pozwalają na
wyznaczanie mas molowych substancji
rozpuszczonej.
[ Pobierz całość w formacie PDF ]