Kuchsiz eritmalar Ko'p atomli ideal gaz

Reja
1

• Kuchsiz eritmalar

2

• Ko'p atomli ideal gaz

24-mavzu. KO'P KOMPONENTLI VA KO'P FAZALI TIZIMLAR
Kuchsiz eritmalar deb eritiluvchi jism molekulalarining soni erituvchi jism molekulalari soniga nisbatan juda kichik bo'lgan eritmaga aytiladi (qand va suv).
1. Kuchsiz eritmalar
Eritgich vazifasini bajaruvchi suyuqlik molekulalari bilan eritilgan jism molekulalari orasida o'zaro kuchli ta'sir bo'lishiga qaramasdan, ideal gaz nazariyasi yaratilgani kabi, kuchsiz eritma nazariyasini ham yaratish mumkin.
Bunga sabab kuchsiz eritmada eritilgan jism molekulalari deyarli
o'zaro ta'sirda bo'lmaydi.
Osmotik bosim to'g'risidagi tushuncha ham eritmalarga taalluqlidir.
Osmotik bosimni o’lchovchi qurilma; A toza eritgich, B-eritma, C-eritiluvchi jism molekulalarini o'tkazmaydigan to‘siq
C to'siqdan faqat erituvchi o'tishi mumkin, eritiluvchi molekulasi o'tmaydi deb faraz qilaylik
Tabiiy holda konsentratsiyalarni tenglashtirish uchun eritgich A­dan B-ga o'ta boshlaydi. Bu oqim idishning B-qismida eritgich bosimi oshib, teskari yo'nalish bo'yicha oqim hosil qilgunga qadar davom etadi va natijada ikkala yo'nalish bo'yicha eritgich oqimi tenglashguncha davom etadi.
Idishning B-qismidagi ana shu oshgan bosimga osmotik bosim deyiladi, va u son jihatdan pgh -ga teng.
Nazariya va tajribada kuchsiz eritma uchun osmotik bosim:
(1)
Bu yerda: N1 eritilgan jismning grammolekulalar soni.
Shunday qilib, V - hajmda eritilgan jism molekulalari xususiyatlari xuddi ideal gaz xususiyatlari kabi bo'ladi.
Agar kuchsiz eritmada eritilgan jism molekulalari o'zaro ta'sirga ega bo'lmaganligini va ular eritgich molekulalari bilan issiqlik muvozanati holatida bo'lganligini hisobga olsak, bu xulosamiz tushunarli bo'ladi.
No grammolekulali erituvchi va N1 grammolekulali eritilgan jismdan tashkil topgan eritmani tekshiraylik.
bir grammolekula eritma energiyasi bo'lsin.
Butun eritma energiyasi
(2)
Agar eritma kuchsiz bo’lsa, ya'ni
kichik parametrning darajalari bo'yicha ni
qatorga yoyish mumkin. U holda
(3)
(4)
Bu yerda: εo(T, p) - bir grammolekula toza erituvchi energiyasi;
bir grammolekula eritma solishtinna hajmi.
Agar No=const, N1=const bo'lsa, eritma entropiyasining elementar
o'zgarishi:
(5)
So'nggi tenglikni hosil qilishda dS ning to'la differentsial va No, N1
larning ixtiyoriy qiymatga ega ekanligini hisobga olindi.
(5)-ni integrallaymiz:
(6)
Bu yerda G(No,N1) integrallash doimiysi bo'lib, T va P larga bog'liq emas.
Fikran tizim temperaturasini oshirish va bosimni kamaytirish yo'li bilan eritmani gaz holatiga to'la o'tkazish mumkin. Bunga qaramay (6)-dagi G(No,N1) o'zgarmaydi va (6) - ni ideal gaz aralashmasi entropiyasi bilan taqqoslash yo'li bilan G(No,N1) ni aniqlash mumkin.
Ma‘lumki, bir grammolekula ideal gaz uchun entropiya
Agar Cp-Cv=R, V=RT/P ekanligini hisobga olsak, K-ifodasi T va P-larga bog'liq bo'imagan doimiy kattalik ekanligini ko'rish mumkin.
U holda No grammolekulali bir xil va N1 gramm molekulali ikkinchi xil ideal gaz aralashmasi uchun entropiya
(7)
Ideal gaz aralashmasi uchun Dalton qonuniga asosan
Bundan
(8)
(8) Ni (7) ga tadbiq etamiz:
(9)
(9) va (6)-ni taqqoslab:
(10)
U holda (6) va (3)-ga asosan eritmaning erkin energiyasi:
(11)
Bu yerda
To'siqdan eritgich erkin o'ta olganligi tufayli to'siqning o'ngga siljiganda bajariladigan ish
(12)
Bu vaqtda to'siqning o'ng tomonida eritgich
miqdorda kamayadi
Bu ish quyidagi ko'rinishdagi erkin energiyaning kamayishi hisobiga bajariladi (T=const):
bundan
(13)
Shuning uchun (12) va (13) - dan:
Bu erda V=voNo eritma hajmi (N1V1 ni hisobga olmadik).
Shunday qilib, tajriba natijasini ifodalovchi formulani nazariy
keltirib chiqardik.