Идеальная растворимость твердых веществ в жидкости. Уравнение Шредера.

 

Диаграмма растворимости твердого вещества в жидкости представлена на рисунке (1). Рассмотрим растворение вещества, дающего с растворителем идеальный жидки раствор, а в твердом состоянии эти два компонента не взаимодействуют и не растворяются друг в друге.

 

 

Рис. 1. Диаграмма растворимости твердого вещества в жидкости

 

При изменении температуры на бесконечно малую величину dT, концентрация также изменяется на величину dC. Так как диаграмма строится в изобарных условиях, то химический потенциал будет зависить только от двух переменных С и Т.

                                 (1)

Преобразуя слагаемые данного уравнения получим уравнение Шредера в дифференциальном виде:

                                                   (2)

Интегрирование уравнения Шредера проводится в предположении, что  не зависит от температуры, т.е. является величиной постоянной.

Зависимость растворимости компонента в совершенном растворе от температуры при неопределенном интегрировании выражается уравнением:

                                  (3)

Если проводят определенное интегрирование, то уравнение принимает вид:

,                                        (4)

где x_i - молярная доля растворенного вещества в насыщенном растворе (растворимость);  - молярная теплота плавления растворенного вещества;  - температура плавления чистого растворенного вещества; Т - температура начала кристаллизации насыщенного раствора концентрации x_i.

Уравнение Шредера для предельно разбавленных растворов имеет вид:

,                                          (5)

где ∆ T - понижение температуры кристаллизации раствора (расплава) концентрации ; ;  - концентрация растворенного вещества в твердом растворе;  - концентрация растворенного вещества в жидком растворе (расплаве). Для неизоморфно кристаллизующихся систем  и К₂ = 0.

ИДЕАЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ. ЗАКОН РАУЛЯ.

Давление насыщенного пара i-го компонента над раствором (P_i) прямо пропорционально его мольной доле в растворе ()

,                                                              (1)

где - коэффициент пропорциональности, равный давлению насыщенного пара над чистым i-м компонентом. В соответствии с законом Рауля графическая зависимость P_i =f() выражается прямой линией, проходящей через начало координат.

БЕСКОНЕЧНО РАЗБАВЛЕННЫЕ РАСТВОРЫ. ЗАКОН ГЕНРИ

 

Растворы, в которых концентрации растворенных веществ бесконечно малы называются предельно разбавленными или бесконечно разбавленными. В предельно разбавленных растворах для растворенного вещества справедлив закон Генри:

                                                     (1)

парциальное давление пара растворенного вещества прямо пропорционально его мольной доле в растворе.

Если пар нельзя считать идеальным газом, то в уравнение закона Генри давление заменяется на летучесть.

 

 

ИДЕАЛЬНЫЙ БИНАРНЫЙ РАСТВОР