Физическая химия (1) Физическая химия: цель, задачи, методы исследования. Основные понятия физической химии

Эбулиоскопия, эбуллиоскопия (от лат. ebullio — вскипаю и ...скопия), метод физико-химического исследования, основанный на измерении повышения температуры кипения раствора по сравнению с температурой кипения чистого растворителя. Согласно Рауля законам, для бесконечно разбавленного раствора нелетучего вещества и при отсутствии электролитической диссоциации это повышение t_kип пропорционально моляльной концентрации т раствора: t_kип = Е_э^. m, где Е_э — коэфф. пропорциональности (эбулиоскопическая постоянная), характерный для каждого растворителя и не зависящий от природы растворённого вещества. Так, Е_э для воды равен 0,526, для бензола 2,57, для диоксана 3,27, для камфоры 6,02, для дибромэтана 6,43 (все величины выражены в °С). Э. наряду с криоскопией используется для определения молекулярной массы растворённого вещества, активностей растворителя и растворённого вещества или степени диссоциации слабого электролита. Молекулярную массу М растворённого вещества вычисляют по уравнению:

где P₁ и P₂— соответственно массы растворённого вещества и растворителя, выраженные в г. Разность температур t_kип измеряют посредством метастатического термометра или чувствительной термопары.
Криоскопия (от крио... и ...скопия), метод физико-химического исследования, основанный на измерении понижения температуры замерзания раствора по сравнению с температурой замерзания чистого растворителя. Согласно Рауля законам, для бесконечно разбавленного раствора (при отсутствии электролитической диссоциации) существует зависимость t_k = E_kn, где t_k — понижение температуры замерзания раствора, °С; n — концентрация раствора. Коэффициент E_k называется криоскопической постоянной растворителя. Значение E_k для различных жидкостей различно: например, для воды оно составляет 1,86, для бензола 5,07, для уксусной кислоты 3,90, для диоксана 4,63, для фенола 7,27. Зная E_k, можно вычислить молекулярную массу М вещества по формуле М=Р₁Е_к·1000/Р₂t_k, где P₁ и P₂ — соответственно масса растворённого вещества и растворителя в г. Разность температур t_к измеряют обычно метастатическим термометром или с помощью термопары. Методом К. могут быть определены значения E_k для веществ с известной молекулярной массой, а также концентрация вещества в растворе.
(25) Закон Рауля. Отклонения от закона Рауля. Законы Коновалова. Азеотропные смеси
Первым законом Рауля:
Парциальное давление насыщенного пара компонента раствора прямо пропорционально его мольной доле в растворе, причем коэффициент пропорциональности равен давлению насыщенного пара над чистым компонентом.

Поскольку сумма мольных долей всех компонентов раствора равна единице, для бинарного раствора, состоящего из компонентов А и В легко получить следующее соотношение, также являющееся формулировкой первого закона Рауля:

Относительное понижение давления пара растворителя над раствором равно мольной доле растворенного вещества и не зависит от природы растворенного вещества.

Понижение температуры замерзания разбавленных растворов

Можно показать, что понижение температуры замерзания раствора ΔT_зам прямо пропорционально моляльной концентрации раствора:

Уравнение называют вторым законом Рауля. Коэффициент пропорциональности K – криоскопическая постоянная растворителя – определяется природой растворителя.