химический каталог




Курс физической химии. Том I

Автор Я.И.Герасимов

= px't (VI, 1)

г

где р—полное давление; pt—парциальное давление и xi—мольная доля компонента в газовой смеси. Это же выражение служит определением парциального давления в смеси реальных газов. Парциальное давление есть, в

сущности, мера мольной доли компонента xi, условно пересчитанной на давление по уравнению (VI, 1) для идеальных газовых смесей.

Удобной мерой концентрации является мольная доля. Будем обозначать мольную долю х2 второго компонента в растворе через х. Очевидно, мольная доля первого компонента хг=1—х. Границами изменения хх и х2 являются нуль и единица; следовательно, диаграмма, отображающая зависимость давления пара раствора от его состава (диаграмма давление—состав), имеет конечное протяжение. Один из возможных видов диаграммы р— х для раствора двух жидкостей, смешивающихся во всех отношениях «(мольная доля х принимает любое значение—от нуля до единицы), изображен на рис. VI, 1. Крайними точками кривой p=f(x) являются давления пара чистых жидкостей р° и р°2. Общее давление пара при любом значении х равно сумме парциальных давлений компонентов: р—pi+p2186 Гл. VI. Равновесие: жидкий раствор — насыщенный пар

Состав насыщенного пара определяется мольной долей второго компонента в паре х'2, которую мы будем обозначать через у. По определению парциальных величин [см. уравнение (VI, 1)1

Если насыщенный пар является идеальным газом, то химические потенциалы компонентов пара определяются уравнением

v (V, 26а). Следовательно, например, для второго компонента

P2 = g2(T)+RT\nPi (VI, 2)

Так как химические потенциалы компонента в равновесных фазах равны, то это уравнение имеет силу и для жидкого раствора. Для чистого жидкого второго компонента при той же температуре:

K = g'AT)+RT\npa2 (VI, 2а)

Из уравнений (VI, 2) и (VI, 2а) получаем:

^ = ti(T)+RT\n%r (VI, 3)

Га

Рис. VI, 1. Полное и парциальные дав* ления пара бинарного раствора.

При высоких температурах и, следовательно, давлениях насыщенный пар раствора не является идеальным газом, в этом случае химический потенциал компонента раствора будет определяться уравнением

(VI, За)

аналогичным уравнению (VI, 3), в котором f2—парциальная летучесть второго компонента в растворе, a f\—летучесть этого же компонента в виде чистой жидкости при той же температуре.

§ 2. Закон Рауля. Идеальные растворы. Предельно разбавленные

растворы

В простейшем случае зависимость парциального давления пара растворителя от состава бинарного раствора имеет следующий вид:

Pi^PlXi = Pl(l— х) (VI, 4)

т. е. парциальное давление изображается на диаграмме р—х прямой линией (см. рис. VI, 2).

— х

Уравнению (VI, 4) можно придать иной вид:

(VI, 5)

PI

Это уравнение показывает, что о т if о сительное понижение парциального давления пара растворителя равно мольной доле растворенного вещества (в т о2 ОС

160

СО

/20

60

о, г о и

Состав, мол. доля С2Н^В1'2

Рис. VI, 2. Давление пара раствора: дибромпропан—дибромэтан.

рого компонента). Уравнения (VI, 4) и (VI, 5) являются выражениями закона Рауля (1886). Закон Рауля, выраженный в форме уравнения (VI, 4), применим к таким растворам, насыщенный пар которых ведет себя как идеальный газ, причем лишь немногие растворы подчиняются с достаточной точностью этому закону при любых концентрациях (т. е. при значениях х, изменяющихся в интервале от 0 до 1).

Обычно при повышении температуры (пока давление насыщенного пара относительно невелико) отклонения от закона Рауля в форме (VI, 4) уменьшаются. Но при достаточно высоких температурах, когда давление насыщенного пара раствора очень. велико, уравнение (VI, 4) становится неточным, так как возрастают отклонения пара от закона идеальных газов. В этих условиях термодинамические свойства газов целесообразно связывать не с давлением, а с летучестями f., и соответственно, закон Рауля выражать в форме уравнения

fi = frfi=7I(l-*) (VI, 4а)

аналогичного уравнению (VI, 4).

Растворы, следующие закону Рауля в форме уравнения (VI, 4а) при всех концентрациях и всех температурах, называются идеальными (совершенными) растворами, они являются предельным, простейшим типом жидких растворов.

Легко показать, что если для пара растворителя соблюдается уравнение (VI, 4а), то должно соблюдаться аналогичное уравнение для пара второго, растворенного компонента. Из уравнения (VI, 4а) получаем:

df1 = fald(l—x) = ~f{dx Представим уравнение (V, 31) Гиббса—Дюгема в виде:

dIn/8 = — ^—^D\NFX

Преобразовав его правую часть путем подстановки значения F1 из уравнения (VI, 4а) и соответствующего выражения для DFX\

dinfl = „l^d-L = l=±.n^^ (VI6>

получим:

12 X

откуда

In fa = In x -f In k

или

h=kx (VI, 7)

Если уравнение (VI, 4a) справедливо для всех концентраций (идеальный раствор), то уравнение (VI, 7) также справедливо для всех концентраций. При х=\, очевидно, f2=k=fl и, следовательно

h = fix (VI, 8)

В неидеальных растворах /гФЦ.

Для многокомпонентного идеального раствора:

FT = Rtxt (VI, 9)

При невысоких температурах, ко

страница 71
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229

Скачать книгу "Курс физической химии. Том I" (6.03Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
компьютерное обучение учебный центр
NY-1035-4
замена водительской двери машины цена
заказать такси в москве недорого микроавтобус

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(02.12.2016)