13. Идеальные растворы и их характеристика.

Идеальные растворы ­– это растворы образование которых из компонентов не сопровождается изменением теплового эффекта и изменением объема. ΔH=0 ΔV=0

А изменение энтропии равно изменению энтропии при отношении идеальных газов. ΔS=ΔсмешS. Идеальные растворы рассматриваются как идеальные газы. Рассмотрим двухкомпонентную систему и с помощью уравнения Гиббса-Дюгема выразим ΔH, ΔV, ΔS через ПАВ.

ΔH = X1H1+X2H2

ΔV = X1V1+X2V2 (1)

ΔS = X1S1+X2S2

ΔсмешS= – X1RlnX1 – X2RlnX2 (2)

Из определения

следует: ΔH1=0 ΔH2=0

ΔV1=0 ΔV2=0 (3)

ΔS1=– RlnX1

ΔS2=– RlnX2

Равенство 3 обозначает то, что в идеальном растворе энергия взаимодействия разнородных молекул равна энергии взаимодействия однородных молекул. В отличии от идеальных газов в идеальных растворах осуществляется связь между молекулами, но энергия взаимодействия между всеми молекулами является одинаковой. Распределение молекул компонентов по объему растворов будет равномерной, т.о. при образовании жидких растворов и газовых смесей – теплота растворения будет равно 0. При растворении твердого вещества по закону Гесса можно разбить на 2 стадии: 1. плавление тела, 2. распределение вещества по всему объему раствора.

ΔраствH= ΔплавH. В случае растворения газа в идеальном растворе теплота растворения равна теплоте парообразования. ΔраствH= ΔплавH=ΔкондH

14. Давление насыщенного пара компонента над раствором. Закон Рауля.

Рассмотрим зависимость давления насыщенного пара р-ля и растворённого в-ва от состава р-ра и св-в чистых компонентов.

р-р→←насыщенный пар

Предположим, что все компоненты которые обр. р-р являются летучими. Тогда равновесный насыщенный пар будет содержать все компоненты р-ра.

При изучении зависимости давления насыщенного пара р-ра от состава можно изучить термодинамические св-ва р-ра.

Давление насыщенного пара – сумма парциальных давлений летучих компонентов в р-ре P= Это следует из закона Дальтона для идеальных газов. P_общ=P₁+P₂+…

Тогда Р_i=p*χ_i р- общее давление летучих компонентов, χ_i – молярная доля газовойсмеси.

Рассмотрим зависимость давления насыщенного пара от состава р-ра р-р →← насыщ. пар

(1) (2)

(3)

Проинтегрируем (3) в след. пределах ; Р_i⁰ – давление насыщенного пара над чистым компонентом, P_i - -//- над р-ром. Потенцируем выр-ние:

-- математическое выражение закона Рауля.

Равновесное парциальное давление насыщенного пара компонентов пропорционально его молярной доле в идеальном р-ре.

15. Растворимость газа в жидкостях. Закон Генри.

Относительное понижение насыщенного пара над р-ром пропорционально молярной доле.

Для определения парциальной зависимости парциальных давлений растворённые в-ва для прот. их состава необходимо применить ур-ние Гиббса Дюгема.

-- химический потенциал р-ля и растворённого в-ва соответственно.

; Преобразуем правую часть выр-ния. На основании закона Рауля ;

;

; проинтегрируем полученное выр-ние.

; К₂ – постоянная интегрирования.

Потенцируем выр-ние: -- закон Генри.

Парциальное давление растворённого в-ва пропорционально его молярной доле в р-ре. Г – постоянная Генри. Величина обратная Г -- S=1/Г (растворимость газа в жидкости).

Растворимость газа в жидкости зависит от: давления, температуры, хим. природы р-ля, присутствием смесей.

Растворение газа в жидкости называется адсорбцией.

Закон Генри применим