Главная > Физика > Курс физики. Том I. Механика, акустика, молекулярная физика, термодинамика
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

§ 119. Понижение давления пара над раствором и повышение температуры кипения растворов. Законы Рауля

Если растворить в воде какое-нибудь нелетучее твердое или жидкое вещество и измерить давление водяного пара над раствором, то оказывается, что давление пара над раствором всегда меньше, чем над чистой водой при той же температуре.

Так, например, давление водяного пара над чистой водой при 70° составляет 233,7 мм рт. ст., но если приготовить раствор из 100 г воды и 53 г сахара, то при 70° давление насыщенного пара над таким раствором будет лишь 228 мм рт. ст., т. е. на 5,7 мм рт. ст. меньше чем над чистой водой.

Дело происходит так, как будто растворенное вещество препятствует молекулам растворителя. (например, молекулам воды) улетать из раствора в газовую атмосферу.

Для слабых растворов французский физик Рауль в 1886 г. нашел следующий закон понижение давления пара над раствором при данной температуре прямо пропорционально числу молекул растворенного вещества, содержащемуся в единице объема раствора, и не зависит от химического состава этих молекул.

Часто выражают этот закон так; понижение давления пара над раствором при данной температуре пропорционально концентрации раствора и не зависит от химической природы растворенного вещества. Под «концентрацией» раствора обычно разумеют число молей растворенного вещества в 1 л раствора. Тот же закон для слабых растворов полнее выражается следующей формулою

где - давление над чистым растворителем при данной температуре, давление над раствором при той же температуре, число молей растворенного вещества в единице объема раствора, число молей растворителя в той же единице объема.

Независимость понижения давления пара от химической природы растворенного вещества весьма замечательна; причина этого явления пояснена в § 120.

Укажем одно явление объясняемое понижением давления пара. Если взять вещество, растворяющееся в воде в больших количествах, и приготовить крепкий раствор то давление пара над раствором легко может оказаться меньше давления водяных паров, фактически имеющихся в воздухе, В таком случае раствор, оставленный на воздухе, не только не будет испаряться, но, наоборот, количество воды в нем будет увеличиваться за счет влаги, приходящей из воздуха. Неочищенная поваренная соль нередко «расплывается», как бы притягивая влагу из воздуха. Это объясняется наличием примешанного к соли хлористого магния как раз обладающего описанным выше свойством.

Закон Рауля качественно справедлив не только для водных растворов, но для всех вообще растворов любых веществ в какой игодно жидкссти) однако формула (17) является точной только в случае весьма разбавленных растворов, т. е. растворов малой концентрации; обладающие свойством электропроводности (электролиты) показывают отступление от формулы (17) даже в случае малой концентрации.

С понижением давления пара над раствором связано повышение температуры кипения раствора. Действительно, нагреем раствор до температуры которой чистый растворитель закипел бы. Так как давление пара над раствором не достигает той величины, которая соответствует насыщению, то кипение не наступает. Чтобы оно наступило, необходимо повысить температуру до Так, например, если 7,5-процентный раствор хлористого калия в воде нагреть до 100°, то давление водяного пара над раствором будет только (над чистой водой было бы Чтсбы данный раствор закипел под атмосферным давлением, его нужно нагреть почти до 101°.

Повышение точки кипения раствора под данным давлением прямо пропорционально числу молекул растворенного вещества содержащемуся в единице объема, и не зависит от химической природы растворенного вещества (этот закон гоже установлен Раулем и справедлив только для слабых растворов)

Константа К различна для различных растворителей, но не зависит от природы растворенного вещества.

С понижением давления пара над раствором связано также понижение точки замерзания растворов (§ 129).

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление