Cтраница 3
Для смесей н-бутан - этан наблюдается небольшое отрицательное отклонение от закона Рауля. Анализ адсорбционных данных; основанный на предположении, что адсорбированная смесь образует идеальный раствор при постоянном давлении, получил название теории идеальных адсорбированных растворов. На рис. 8.41 сопоставляются экспериментальные данные по адсорбции смесей этан - к-бутан и этан - С02 и величины, рассчитанные с использованием теории идеальных растворов. [31]
Растворы, подчиняющиеся этим законам, получили название идеальных растворов. Теория идеальных растворов в настоящее время хорошо разработана. Она отличается простотой, поскольку базируется на том условии, что компоненты идеального раствора не взаимодействуют друг с другом. Идеальные растворы ведут себя как газы и подчиняются законам идеальных газов. Ряд свойств идеальных растворов зависит только от концентрации растворенного вещества и не зависит от химической природы растворенных молекул. Реальные смеси газов и растворы также имеют ряд общих свойств. Это сходство особенно характерно для сильно разбавленных растворов. Поведение молекул неэлектролита в таком растворе во многих отношениях аналогично поведению идеального газа. [32]
В конце прошлого века Рауль, Вант-Гофф, Аррениус установили законы, связывающие концентрацию раствора нелетучего вещества с такими его свойствами, как осмос, понижение давления пара растворителя, понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения. Эти свойства зависят только от количества частиц растворенного вещества, но не от его природы, они называются коллигативными свойствами. Растворы, подчиняющиеся законам Рауля и Вант-Гоффа, часто называются идеальными растворами. Теория идеальных растворов отличается простотой, так как молекулы компонентов раствора никак не взаимодействуют друг с другом. Изучение предельно разбавленных растворов так же необходимо, как, например, изучение идеальных газов. Свойства этих растворов используются для определения молекулярной массы растворенного вещества, активности и коэффициента активности. [33]
В конце прошлого века Рауль, Вант-Гофф, Арренйус установили законы, связывающие концентрацию раствора нелетучего вещества с такими его свойствами, как осмос, понижение давления пара растворителя, понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения. Эти свойства зависят только от количества частиц растворенного вещества, но не от его природы, они называются коллигативными свойствами. Растворы, подчиняющиеся законам Рауля и Вант-Гоффа, часто называются идеальными растворами. Теория идеальных растворов отличается простотой, так как молекулы компонентов раствора никак не взаимодействуют друг с другом. Изучение предельно разбавленных растворов так же необходимо, как, например, изучение идеальных газов. Свойства этих растворов используются для определения молекулярной массы растворенного вещества, активности и коэффициента активности. [34]
Представление о растворе электролита не как о системе многих взаимодействующих частиц, а как о почти идеальном растворе квазичастиц позволяет значительно упростить построение теории. Задача распадается на две части. С одной стороны, должна быть дана теория строения и термодинамических свойств квазичастицы, но уже не как статистикомеханическая теория, охватывающая все частицы раствора, а как теория комплекса, состоящего из небольшого числа ионов и молекул растворителя. Вторая половина задачи заключается в построении теории почти идеального раствора квазичастиц. [35]
Исследуя задачу о шероховатости поверхности, подобную той, которую решали Бартон и Кабрера, Джексон [42, 43] рассмотрел и среду, примыкающую к поверхности кристалла. К этой поверхности поодиночке присоединяются атомы из среды При этом зависимость изменения свободной энергии от числа уже занятых мест на поверхности определялась в приближении Брэгга - Вильямса, причем учитывались связи атома лишь с ближайшими соседями. Такой расчет аналогичен расчету свободной энергии смешения в теории идеального раствора ( см., например, стр. [36]
Например, практически идеальные растворы во всех агрегатных состояниях образуются смесями, отличающимися изотопным составом, если расхождение масс изотопов невелико. В пределах погрешности эксперимента идеальными являются растворы Н218О - Н216О или 235UF6 - 237UF6, а растворы Н2О - D2O близки к идеальным. Способность веществ образовать идеальные или неидеальные растворы чувствительна не к абсолютной величине энергии межмолекулярного взаимодействия, а только к ее изменению при изменении состава раствора. В противоположность этому уравнение состояния вещества весьма чувствительно к абсолютной величине энергии межмолекулярного взаимодействия. Поэтому способность вещества образовывать идеальные растворы никогда нельзя сопоставлять с видом уравнений состояния компонентов, хотя исторически теория идеальных растворов возникла как результат обобщений, найденных для смесей идеальных газов. [37]
Следовательно, законы Рауля и Вант-Гоффа могли быть установлены на основе исследования таких растворов, которые уже при умеренном разведении по своим свойствам приближаются к бесконечно разбавленным. Из вышеизложенного ясно, что такими растворами могли быть только идеальные или близкие к идеальным. Не случайно поэтому Рауль смог установить указанные выше закономерности только тогда, когда обратился к исследованию растворов органических веществ. Этим же объясняется большая роль, которую сыграли в истории учения о растворах водные растворы сахара. Известно, что измерения осмотического давления в водных растворах сахара дали тот фактический материал, который лег в основу теории разведенных растворов, развитой Вант-Гоффом, и теории идеальных растворов. Опыт показывает, что вплоть до концентрации порядка 1 моль на 1 л свойства растворов сахара в воде не имеют значительных отклонений от предельных законов. Согласно сказанному ранее эти растворы следует отнести к случаю 2 ( см. стр. [38]