9. Основные положения теории сильных электролитов. Активность и коэффициент активности. Ионная сила раствора. Электролиты в организме человека.

Сильные электролиты — химические соединения, молекулы которых в разбавленных растворах практически полностью диссоциированы на ионы. Степень диссоциации таких электролитов близка к 1. К сильным электролитам относятся многие неорганические соли, некоторые неорганические кислоты и основания в водных растворах, а также в растворителях, обладающих высокой диссоциирующей способностью (спирты, амиды и др.).

Коэффициент активности – коэффициент, связывающий реальную концертрацию электролита с его термодинамической активностью в уравнении a = γc (a – активность; с – концентрация; γ – коэффициент активности).

10. Коллигативные свойства растворов. Закон Рауля. Осмос и осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа.

Свойства растворов, которые зависят только от концентрации компонентов, но не зависят от их природы, называются коллигативными.

К коллигативным свойствам растворов относят:

1) понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором;

2) повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания (кристаллизации) растворов по сравнению с чистым растворителем;

3) осмотическое давление раствора.

Изучение коллигативных свойств разбавленных растворов служит одним из наиболее распространенных способов, определения молярной массы растворенного вещества, а также его степени диссоциации или показателя ассоциации.

Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью, называется насыщенным.

Давление пара над раствором нелетучего вещества в каком-либо растворителе всегда ниже, чем над чистым растворителем при одной и той же температуре. Согласно I закону Рауля, относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором нелетучего вещества равно мольной доле растворенного вещества:

где PA – давление насыщенного пара растворителя над раствором (атм; Па;

мм. рт. ст.); – давление насыщенного пара над чистым растворителем

(атм; Па; мм. рт. ст.); ‒ абсолютное понижение давления пара над

раствором (атм; Па; мм. рт. ст.); ‒ относительное понижение давления пара над раствором; B n – количество растворенного вещества (моль);

A n – количество растворителя (моль); B N ‒ мольная доля растворенного

вещества.

Когда оба компонента идеального раствора летучие, то закон Рауля справедлив для каждого из них. Кроме того, для парциальных давлений компонентов пара и концентраций компонентов в жидкости справедливы следующие соотношения:

где P – общее давление над раствором.

Закон Рауля точно соблюдается только для идеальных растворов и приближенно для разбавленных реальных растворов: чем разбавленнее раствор, тем более он приближается к идеальному.

Любая жидкость при температуре ниже критической может находиться в трех разных агрегатных состояниях: твердом, жидком и парообразном. Между этими состояниями наблюдаются сложные фазовые равновесия, которые включают взаимные фазовые переходы.

Положение этих фазовых равновесий зависит от температуры и внешнего давления. Переходы жидкости в другие фазовые состояния – парообразное и твердое – характеризуется соответственно температурами кипения и замерзания.

Тот факт, что давление паров над раствором отличается от давления паров над чистым растворителем, существенно влияет на процессы кристаллизации и кипения. Из первого закона Рауля выводятся два следствия, касающиеся понижения температуры замерзания и повышения температуры кипения растворов, которые в объединённом виде известны как второй закон Рауля.

Температура замерзания (кристаллизации) разбавленных растворов

Условием кристаллизации является равенство давления насыщенного пара растворителя над раствором давлению пара над твёрдым растворителем.

Поскольку давление пара растворителя над раствором всегда ниже, чем над чистым растворителем, это равенство всегда будет достигаться при температуре более низкой, чем температура замерзания растворителя.

Разность между температурой кристаллизации растворителя T°зам и температурой начала кристаллизации раствора Tзам есть понижение температуры кристаллизации.

Понижение температуры кристаллизации бесконечно разбавленных растворов не зависит от природы растворённого вещества и прямо пропорционально моляльной концентрации раствора.

Поскольку по мере кристаллизации растворителя из раствора концентрация последнего возрастает, растворы не имеют определённой температуры замерзания и кристаллизуются в некотором интервале температур.