Двойные жидкие системы. Идеальные и реальные растворы. Закон Рауля для идеального раствора.

Существует три вида двойных жидких систем:

1 вид: жидкости не смешивающиеся ( не растворимые друг в друге)

Например: масло + вода.

                    Бензол + вода

                    Диэтиловый эфир + вода ( втирается для наркоза)

После их смешивания происходит их расслоение на 2 фазы ( тяжёлая в низу, лёгкая в верху и между ними граница раздела.)

Такие жидкости испаряются независимо друг от друга.

Парциальное давление пара каждой жидкости равно давлению её пара в чистом состоянии

Р1 = Р01

Р01 – жидкость в чистом виде

Р1 – парциальное давление

Р2 = Р02

Р = Р1 + Р2  по закону Дальтона.

Р =  Р01 + Р02  для несмешивающихся жидкостей.

Общее давление пара над системой из двух не смешивающихся жидкостей равно сумме давлений  пара этих жидкостей в чистом виде.

Отношение количества паров первой жидкости  к количеству пара второй жидкости равно отношению их парциальных давлений: n1/  n2 = Р01/ Р02  Этот закон используется для перегонки органической жидкости в струе водяного пара.

Из формулы Р =  Р01 + Р02 , следует что общее давление, равно сумме, следовательно оно больше, чем каждое давление, поэтому давление паров над смесью быстрее достигает величины  атмосферного давления, и смесь закипает раньше, чем любая жидкость.

2 вид: Жидкости неограниченно растворимые друг в друге (смешиваются в любых соотношениях и образуют однородный раствор ( истинный))

Например: спирт + вода

Бывают двух видов:

- идеальные

- реальные

3 вид: Жидкости ограничено растворимые друг в друге ( можно смешать, но в определённых соотношениях)

После перемешивания расслаиваются, видна граница раздела  между двумя фазами, такое расслаивание называется ликвация. В каждом слое присутствуют обе жидкости. В одном слое преобладает одна жидкость с небольшой примесью другой, а в другом слое другая жидкость с небольшой примесью первой жидкости.

Анилин + вода

Никотин + вода.

Идеальные Растворы  образуют две жидкости, молекулы которых сходны по химическому составу, строению и по свойствам.

Хлорбензол + бромбензол

Жидкий азот и жидкий кислород : при смешивании таких двух жидкостей 

V(смеси) = V1 + V2

 При образовании раствора, теплового эффекта не наблюдается. Давление пара подчиняется закону Рауля  Pi = P0i * Xi

Парциальное давление пара жидкости над идеальным раствором прямопропорциональна мольной доле этой жидкости в растворе.

Р1 = Р01  * Х1  для идеального раствора

Р2 =  Р02 * Х2  для идеального раствора

Х1 = n1 /  n1 + n2

Х2 =  n2 /  n1 + n2  ( может выражаться в %)

Р = Р1 + Р2  

Р = Р01  * Х1  + Р02 * Х2   ( по этой формуле рассчитывается общее давление пара над идеальным раствором)

n1 /  n2 = Р01  * Х1 / Р02 * Х2   Эта формула определяет состав пара над идеальным раствором.

n1 -  число молей  1-й жидкости в парах.

n2  – число молей 2-й жидкости в парах.

Диаграмма состояния идеального раствора ( зависимость давления пара от состава жидкой смеси)

По диаграммам можно определить давление пара каждой жидкости и общее давление при заданном составе жидкой смеси.

Реальные растворы образуют две жидкости, молекулы которых отличаются по составу, строению и свойствам.

В свою очередь реальные растворы делятся на 2 вида:

•  С положительным отклонением от линейной зависимости ( от закона Рауля)
• С отрицательным отклонением от линейной зависимости.

ü  Fразн. > Fодин.  F – сила взаимодействия между молекулами.

Vсмеси < V1 + V2

Процесс с выделением  теплоты ( Q>0 экзо-) дельто Н <0 испарения меньше, следовательно давление пара меньше, чем над идеальным раствором.

Отрицательное отклонение от линейной зависимости  и диаграмма с вогнутыми линиями.

Закон Рауля таким смесям не подчиняется.

ü  Fразн. < Fодин

Vсмеси > V1 + V2

Теплота поглощается, испарение усиливается, следовательно паров становится больше => давление пара увеличивается => положительное отклонение от линейной зависимости или от закона Рауля.

Р1 = Р01  * Х1  Закон Рауля для идеального раствора.

Формулировка: Давление насыщенного пара над раствором оказывается меньше, чем на чистым раствором.

Или

Давление над раствором насыщенного пара какого-либо компонента  пропорционально молярной доле этого компонента в растворе.