Неорганическая химия | страница 20

ΔТк = Т_>к – Т°_>к > 0,

ΔТ_>3 = Т°_>3 – Т_>3 > 0.

Эффекты повышения температуры кипения и пониже–ния температуры замерзания растворов качественно могут быть объяснены с помощью принципа Ле Шателье.

Действительно, если в равновесную систему «жид–кость – пар» (например, Н_>2О_>(ж) – Н_>2О_>(г)), ввести раство–римое нелетучее вещество, то давление пара раствори–теля над раствором уменьшится. Чтобы компенсировать понижение давления пара и достигнуть прежнего равно–весного состояния, раствор нужно нагреть до более вы–сокой температуры (больше 373°К), так как процесс эн–дотермический.

Пусть имеется равновесная система «твердая фаза – жидкость», например Н_>2О_>(т) > Н_>2О_>(ж), при 273°К. Ес–ли растворить в жидкой фазе некоторое количество не– летучего вещества (нерастворимого в твердой фа–зе), то концентрация молекул воды в жидкой фазе уменьшится. В соответствии с принципом Ле Шателье начнет идти процесс, увеличивающий количество воды в жидкой фазе, – плавление льда. Для установления но–вого равновесия раствор необходимо охладить, т. е. по–низить температуру, так как процесс экзотермический.

По закону Рауля для разбавленных растворов пони–жение давления пара пропорционально концентрации раствора. Следовательно, повышение температуры ки–пения и понижение температуры замерзания таких ра–створов должно возрастать с увеличением их концент–рации.

Изучая замерзание и кипение растворов, Рауль уста–новил: повышение температуры кипения ΔТ_>к и пони–жение температуры замерзания ΔТ_>3 разбавленных растворов неэлектролитов прямо пропорциональ–но молярной концентрации раствора:

ΔТ_>к =К_>эb_>(x),

ΔТ_>3 = К_>з b_>(x),

где b_>(X) – молярная концентрация, моль/кг;

К_>з и К_>э – коэффициенты пропорциональности,

кг × К × моль^>-1 , которые называются соответственно эбулиометрической и криометрической константами. Физический смысл констант К_>э и К_>з становится ясен, если принять b_>(X) = 1. Тогда К_>э = ΔТ_>к , а К_>з = ΔТ_>з . Иначе го–воря, эбулиометрическая константа численно равна по–вышению температуры кипения одномолярного раст–вора, а константа криометрическая – понижению температуры замерзания одномолярного раствора.

Эбулиометрические и криометрические константы зависят только от природы растворителя и не зависят от природы растворенного вещества (идеальные раст–воры).

Осмосом называется преимущественно односторон–нее проникновение молекул растворителя (диффузия) через полупроницаемую мембрану из растворителя в раствор или из раствора с меньшей концентрацией в раствор с большей концентрацией.