Бесконечно разбавленные растворы

Формально бесконечно разбавленный раствор характеризуется тем что мольная доля растворителя в нем стремиться к единице, а мольная доля растворенного вещества к нулю. Бесконечно разбавленный раствор нельзя воспринимать ка чистый растворитель. Его получают растворениемd моль вещества в бесконечно большом количестве растворителя. Из за большого разбавления в нем отсутствуют взаимодействия между частицами растворенного вещества,но существуют взаимодействия между частицами растворителя и частицами растворителя и растворенного вещества

Выражение для химического потенциала в бинарном бесконечно разбавленном растворителе.

Величина зависит от природы растворителя. Экспериментально ее определить невозможно, поэтому в расчетах пользуются следующим уравнением:

Термодинамические свойства бесконечно разбавленного раствора

Образование бесконечно разбавленного раствора сопровождается изменением обьема

Образование бесконечно разбавленного раствора сопровождается тепловым эффектом который равен

Неидеальные (реальные) растворы

В реальных растворах характер межмолекулярного взаимодействия более сложный, чем предполагалось в идеальных. Он зависит от состава растворов, поэтому выражение зависимости химического потенциала от мольной доли для реального раствора непригодна. Льюис предложил ввести новую величину - активность. Через активность просто выражаются все термодинамические свойства растворов. Для идеальных растворов совпадает с концентрацией. Активность- величина подставив которую в уравнения для идеальных растворов они будут работать и для реальных

Тогда

Подставляя (4) в (2) и сравнивая полученное с 3

Физический смысл :

является мерой отклонения свойств реальных растворов от идеальности

Термодинамические условия образования реального раствора

Из второго принципа термодинамики следует что самопроизвольно процесс будет протекать если

Тогда при образовании бинарного раствора

Исходя из всего этого получаем

Условие самопроизвольного образования реального раствора

При дальнейшем добавлении растворенного вещества к раствору возможны два варианта:

1. Если растворенное вещество твердое,то образуется новая фаза – осадок, т.е. чистое вещество

2. Если растворимое вещество-жидкость или газ то образуется новая фаза вещества первого во втором

Если не достигается состояние равновесия и условие

Выполняется на всем промежутке существования раствора то вещества называются неограниченно растворимыми друг в друге.

12 лекция: Распределение вещества между двумя несмешивающимися жидкостями.

Закон распределения.

При введении в систему состоящую из двух несмешивающихся жидкостей А и В третьего компонента D, который растворим в обеих жидкостях. Процесс растворения будет протекать, пока не наступит равновесие.

1)Если растворы вещества D в фазах А и В являются идеальным, бесконечно разбавленным.

Подставляя 2 и 3 в 1, преобразуем и получим

Зависит только от Т и Р

Закон распределения. К – коэффициент распределения вещества между двумя несмешивающимися жидкостями.

Формулировка : Отношение концентраций вещества D в соприкасающихся фазах А и В не зависит от его общего количества введенного в систему. А при данных Т и Р является величиной постоянной. Это постоянство означает, что введение в систему дополнительного количества вещества D вызывает пропорциональное изменение его концентрации в фазах А и В.

2)Если растворенное вещество D с фазами А и В образуют совершенные растворы, тогда условие равновесия запишется так:

Вещество D равномерно распределено между А и В

Для реальных растворов

Закон распределения имеет большое практическое значение. Он широко применяется для расчетов экстракционных процессов.

V1- объем экстрагированных зон

К - коэффициент растворения

V2 – объем экстрагента

g0 - начальное количество экстрагируемого вещества

gn – количество вещества оставшегося в растворе после экстракции

n – количество экстракций

Растворимость газов в жидкости.

Закон Генри.

Рассмотрим равновесие жидкостей и газа, когда жидкий растворитель летуч

Общее давление над раствором:

Р=Р1+Р2

Р1- парциальное давление растворителя над раствором

Р2- парциальное давление растворенного вещества над раствором

Подставим 2, 3 в 1, преобразуем и получим

К2- const Генри

Закон Генри: Растворимость (х2) в жидкости пропорциональна давлению этого газа над раствором.

Х2ж=К2*Р2

К2- определено экспериментально

Равновесие жидкость – пар в двойных системах.