5 Закон Рауля.

Закон Рауля относится к растворам. Растворы – это макроскопические однородные смеси двух или более числа веществ. В соответствии с ТД свойствами выделяют идеальные и реальные. К идеальным относят такие, у которых ХП μ_i = μ_i^o + R*T*ln(х_i) (1).

Для них важно соблюдение 3-х правил:

1. изменение объема при смешении равно 0;

2. энтропия смешения выражается аналогично как и для идеальных газов;

3. энтальпия смешения равна 0.

Чтобы эти три условия выполнялись, необходимо, чтобы основной компонент (растворитель) был близок по составу и строению к остальным компонентам (растворенным в нем веществам).

Для них справедлив закон Генри:

При постоянной температуре растворимость газа в данной жидкости (выраженной весовой концентрацией) при равновесии прямопропорциональна давлению этого газа над раствором. Закон Генри справедлив при невысоких давлениях:

(5.1)

Закон Рауля – эмпирический закон:

При равновесии для растворов, подчиняющихся закону Рауля, давление пара над однородной жидкой смесью (раствором) есть линейная формула от молярной доли компонентов:

Р_А = Р_А^о*N_A; P_B = P_B^o*N_B (5.2)

где А – растворитель, В – растворяемое вещество, Р_А^о – давление компонента А в свободном состоянии.

Для реальных растворов выполняются соотношения (1) при замене концентрации на активность растворения a_i = γ_i*x_i, где a_i – активность компонента, γ_i – коэффициент активности, зависящий от x_i компонента и всех остальных, а также от давления и температуры.

Закон Генри справедлив для жидких растворов и области высоких давлений. При возрастании давлений закон Генри выражается по-другому:

Р = Г*n (5.3)

Где Г – коэффициент Генри (зависит от температуры, природы компонентов и способов выражения его состава, n – число молей в 1 литре.

Закон Ват-Гоффа определяет зависимость осмотического давления от концентрации и температуры.

Р_осм = n*R*T (5.4)

Этот закон справедлив для разбавленных растворов, так как чаще всего применяют разбавленный раствор.

Уравнение Аррениуса. По правилу Вант-Гоффа с повышением температуры на 10^о, скорость гомогенной реакции возрастает в 2-4 раза.

Уравнение дает зависимость скорости от температуры.

(5.5)

К- постоянная равновесия, К_о – множитель, учитывающий механизм всех элементарных стадий процесса. Е – энергия активации.

Энергия активации определяется как сумма повышенных энергий, столкнувшихся молекул.

Вопросы для самопроверки:

1. Описать отличия идеальных и реальных растворов

2. Привести математическую формулировку закона Генри

3. Перечислить правила существования идеальных растворов

Список использованных источников раздела 5

1. Глазов В.М. Основы физической химии. - М.: Высш. шк., 1981. - 456с.

2. Черняев В.Н. Физико-химические процессы в технологии РЭА. - М.: Высш. шк., 1987.-376с.

3. Карапетьянц М.Х. Введение в теорию химических процессов. - М.: Высш. шк., 1981. - 333с.