24. Энергия Гиббса.

Самопроизвольно система может переходить из менее устойчивого состояния в более устойчивое, и наблюдаются две тенденции:

• Стремление частиц объединиться за счет связей в более сложные; это достигается за счет уменьшения энтальпии.

• Стремление частиц к разъединению; это увеличение энтропии.

Суммарный эффект этих тенденций при постоянной t и p отражает изменение энергии Гиббса (G).

∆G < 0, есть возможность самопроизвольного протекания процесса

∆G > 0, самопроизвольный процесс невозможен

∆G = 0, система находится в состоянии химического равновесия

∆Н = ∆G + T∆S

T∆S (связанная энергия) – это та теплота которая рассеивается в окружающую среду. ∆G – свободная энергия, может использоваться для совершения работы.

25. Закон Генри. Законы Рауля.

Закон Генри (1803 г):

При постоянной температуре растворимость газа в данной жидкости прямо пропорциональна давлению этого газа над раствором.

X=kP, где Х – молярная доля растворенного вещества, k – коэффициент пропорциональности, Р – парциальное давление.

Закон пригоден лишь для сравнительно разбавленных растворов и невысоких давлений.

Законы Рауля:

1. Относительное понижение парциального давления пара растворителя над разбавленным раствором не электролита равняется молярной доле

растворенного вещества.

, где Х – молярная доля растворенного вещества, р₀ – давление чистого

пара при данной t, р – давление насыщенного пара растворителя над раствором.

2. Повышение t кипения или понижение t замерзания разбавленных растворов не электролитов пропорциональны числу частиц растворенного вещества и не зависят от его природы.

∆Т_кип = K_эС_m, где К_э – эбулиоскопическая константа

∆Т_зам = K_к С_m, где К_к – криоскопическая константа

26. Осмотическое давление. Закон Ван-Гоффа.

Осмотическое давление – это давление, которое нужно приложить к раствору, чтобы привести его в равновесие с чистым растворителем, отделенным от нее полунепроницаемой перегородкой.

С точки зрения термодинамики движущей силой осмоса является стремление системы к выравниванию концентраций.

Закон Ван-Гоффа:

Осмотическое давление численно равно тому давлению, которое оказывало бы растворенное вещество, если бы оно при данной температуре находилось в состоянии идеального газа и занимало объем равный объему раствора.

Если трубку, заполненную раствором (например, сахара), отделить от воды полупроницаемой мембраной (которая пропускает только молекулы воды, но не сахара), то через мембрану происходит диффузия молекул воды в раствор и уровень жидкости в трубке поднимается. Это приводит к увеличению давления в нижней части раствора, что затрудняет дальнейшую диффузию воды. При некоторой высоте ( ) столба раствора в трубке скорости диффузии воды из наружного сосуда во внутренний и обратно сравняются и подъём жидкости в трубке прекратится, т. е. система придёт в равновесие. Процесс односторонней диффузии растворителя через полупроницаемую перегородку от раствора с меньшей концентрацией растворенного вещества к раствору с большей концентрацией называют осмосом. Давление, которое нужно приложить в процессе осмоса к раствору, чтобы привести его уровень к уровню чистого растворителя, называют осмотическим давлением.

Вант-Гофф, анализируя результаты изучения осмотического давления разных растворов, пришел к выводу: в разбавленных растворах (С ≤ 0,01моль/л) растворитель и растворенное вещество ведут себя подобно газам. Поэтому к разбавленным растворам применимо уравнение состояния идеальных газов в следующей форме:

, где π – осмотическое давление, n – число молей растворенного вещества. Решив это уравнение относительно p и произведя замену n/V = C, получают выражение, называемое законом Ван-Гоффа:

, где С – концентрация растворенного вещества, моль/л.