Коллегативные свойства разбавленных растворов неэлектролитов : давление насыщенного пара, температура замерзания, температура кипения, и осмотическое давление. Закон Рауля и Вант – Гоффа.

• 4 свойства разбавленных растворов:

1) Давление насыщенного пара над раствором НИЖЕ чем над растворителем.

2) температура замерзания раствора НИЖЕ чем растворителя.

3) Температура кипения раствора ВЫШЕ чем растворителя.

4)Растворы обладают осмотическим давлением.

Они взаимосвязаны. Эти свойства зависят от концентрации вещества в растворе ( от количества частиц) Эти свойства называются коллегативными.  Они строго соблюдаются для разбавленных растворов.

• Давление насыщенного пара

Эксперименты показали, что давление пара над раствором, ниже чем над растворителем. Это объясняет молекулярная кинетическая теория.

Процесс испарения происходит с поверхности, при любой температуре испаряется вода. (рис.1). Во втором случае, поверхность занята не только молекулами воды, но и молекулами глюкозы, следовательно меньше испаряется молекул => давление меньше.

Рауля установил математическую зависимость давления пара от концентрации раствора,

т. е. вывел формулу:

Р0 – Р / Р = Хр.в. (1)

Р0 – давление насыщенного пара над чистой водой

Р – давление насыщенного пара над раствором.

Р < Р0

Хр.в. – мольная доля растворенного вещества  в растворе.

Хр.в =  нюр.в  / нюр. в. + ню р-ля.

Р0 – Р / Р0  - относительное понижение давления пара.

Относительное понижение давления пара над раствором равна мольной доле растворённого вещества.

Чем больше концентрация, тем ниже давление пара.

Дэльта Р / Р = Хр.в

Р = Р0 * Х р-ля

• Температура замерзания. ( кристаллизация раствора)

Растворы замерзают при более низкой температуре чем вода ( это установил Ломоносов)

Рауль установил математическую зависимость температуры замерзания от концентрации.

Дэльта tзам. = Ккрист. * Сm

Криоскопический закон Рауля ( следствие первого закона) : понижение температуры замерзания раствора ( по сравнению с растворителем) прямопропорционально моляльной концентрации раствора.

Дэльта tзам. = Дэльта tзам. (растворителя) - Дэльта tзам. ( раствора)

К криоск. (воды) = 186 К* кг/моль.

К = Дэльта t / Сm  

Сm показывает  сколько молей растворённого вещества содержится в 1 кг. Растворителя.

Сm = нюр.в  / m р-ля 

К крисок. Показывает понижение температуры замерзания одномоляйного раствора ( по сравнению с растворителем)

Дэльта t = дэльта Т

• Применение  Закона Рауля.

1)Для экспериментального определения молярной массы веществ:

Дэльта tзам. = К криоск. * Сm

Дэльта tзам. = К криоск. * нюр.в  / m р-ля 

 tзам. = К криоск. * mр.в. / m р-ля  * М р.в.  ( отсюда выводят М р.в.  (2))

- определяют температуру замерзания дистиллированной воды

-          определяют температуру замерзания раствора заданной массы.

-          Дэльта t

-          Дэльта t подставляют в формулу (2)

2) Для приготовления охлаждающей смеси ( смеси солей со снегом или льдом) с помощью кристаллогидрата хлорида кальция.

3) Для приготовления антифризов ( концентрированные растворы солей минеральных спиртов (этиленгликоль)) :Для охлаждения двигателя  внутреннего сгорания.

4) Температура кипения растворов

Все растворы кипят при более высоких температурах, чем чистый растворитель.

tкип. = 100 градусов при нормально атмосферном давлении. Все растворы кипят при температуре  выше 100 градусов.

Рауль вывел эбуллиоскопический закон.

Он устанавливает связь температуры кипения с концентрацией раствора.

 Дельта tкип. = Еэбул. * Сm  (1)

Повышение температуры кипения раствора прямопропорционально моляльной концентрации раствора. Дельта tкип = tк (раствора) – tк (растворителя)

Дельта tкип показывает на сколько градусов выше кипит раствор по сравнению с растворителем.

Еэбул. – эбуллиоскопическая константа. Она показывает во сколько раз увеличиться температура кипения одномоляльного раствора.

Еэбул. = Дельта tкип. / Сm  

Физический смысл Еэбул :

Если  Сm = 1 , то Дельта t = Еэбул.

Еэбул. (воды) = 0,52

Одномоляльный раствор вещества в воде кипит при  100,52 градусах.

Чем концентрированнее раствор, тем выше температура кипения.

Дельта tкип = Еэбул. * mр.в. /  m (растворителя) * М р.в. Из этой формулы находится М р.в.

Эбуллиоскопия применяется реже, чем криоскопия. Так как многие органические вещества обугливаются, не достигнув температуры кипения.

• Осмотическое давление – это та сила которая обуславливает осмос ( поднимает жидкость в сосуде)

Осмос- это самопроизвольное перемещение молекул растворителя из растворителя в раствор, или из раствора с меньшей концентрацией в раствор с большей концентрацией.

Мера осмотического давления -  гидростатическое давление столба жидкости, возник-го в результате осмоса.

Вант- Гофф установил, что осмотическое давление зависит от температуры и концентрации раствора и сформулировал законы осмотического давления.

1)      Осмотическое давление прямопропорционально температуре.

Р1 / Р2  = Т1 / Т2

2)      Осмотическое давление прямопропорционально концентрации раствора.

Р1 / Р2  = С1 /С 2

3)      Объединенный закон Вант – Гоффа

4)      Осмотическое давление, прямопропорционально произведению концентрации раствора  и его температуры.

Росм. = См *R*Т                 См = ню (раств. В-ва) / ню ( р-ра)

Роль осмоса в биологии и медицине.

• Благодаря осмосу, растениям доступна вода, которая находится в почве.
• Осмотическое давление имеет место в растениях, в органах человека и животных.

ü  Растворы имеющие одинаковое осмотическое давление – изотонические.

ü  Растворы, которые имеют более высокое осмотическое давление – гипертонические.

ü  Растворы, имеющие более низкое осмотическое давление – гипотонические.

Лизис и гемолиз. Если клетка попадает в среду где концентрация больше, то жидкость из клетки выходит во внешнюю среду, клетка сморщивается.