nekrasovI (1114433), страница 54
Текст из файла (страница 54)
27) Причина воем аж иост н существо ванн я пересышенных растворов заключается, но.видимому. в трулностн первоначального возникновения центров кристаллизации, т. е. мельчайших эаролышевых кристалликов. Так как каждый кристалл характернэуетса строго определенным расположением образующих его частиц, для в. Растворы Юс возникновение пентра кристаллизация необходимо, чтобы беспорядочно движущееся настины растворенного вещества сгруппировались в какой-то точке раствора именно таким образом, хак это характерно длн данного кристалла.
Подобная закономерная группировка для разных веществ осуществима с разной степенью легкости, и в отдельных случаях может пройти очень много времени, прежде чем она возникнет самопроизвольно. Прн внесении в пересышеиный раствор кристалла растворенного вещества (нли другого, сходно с ним кристаллизующегося) ои становится центром, от которого кристэллизания распространяется по всей массе раствора.
Помимо введения сзэтравкн», кристаллизацию пересышениого раствора часто удается вызвать трением стеклянной палочки о стенки содержащего его сосуда. Лействие трения сводится, по-видимому, к тому, что одна из образующихся при этом мельчайших крупинок стекла, подхоляшая по форме к данному кристаллу, становится первоначальным центром крнсталлизапии. Вероятно. с этим же связаны довольно часто наблюдающиеся случаи кристаллизации пересышенных растворов под влиянием попадающих в них из воздуха частичек пыли.
2З) Состояние пересышения довольно характерно и для растворов та зов. Из.зв зтото при быстром изменении температуры насыщенного раствора до какой-то более высокой выделение избыточного количества растворенного газа обычно не наблюдается, либо происходит очень медленно (н яреимушествеиио иа твердых поверхностях).
Причиной пересышеиия, как и в случае твердых веществ, является затрудненность возникновения новой фазы.- % 3. Свойства растворов. В результате образования раствора изменениям подвергаются свойства не только растворяемого вещества, но и самого растворителя. Применительно к разбавленным растворам зти изменения могут быть подразделены на два типа: зависящие от природы растворяемого вещества и от нее практически не зависящие. й Первые выражаются в изменении цвета, объема и т. д.
При данном растворителе они специфичны для каж~г г дого растворяемого вещества. Основ- ной причиной изменений второго типа .Гг <~йг является уменьшение концентрации рис. Ч-б. Схема осмоса ' свободных молекул сам ого р а с- твор ителяя при распределении вием другого вещества. Очевидно, что оно будет выражено тем сильнее, чем ббльшую долю общего объема займут частицы растворенного вещества (вместе с их сольватными оболочками), т. е, чем выше его концентрация, Одним из явлений, непосредственно связанных с изменением концентрации свободных молекул растворителя, является осмос.
Явление зто имеет место, когда в соприкосновение приходят два раствора разной концентрации, отделенные друг от друга п о л у п р о н и ц а е м о й перегородкой, пропускающей молекулы растворителя, но препятствующей прохождению частиц растворенного вещества. Сущность осмоса заключается в самопроизвольном переходе некоторого количества растворителя из одной части такой системы в другую.
'э Представим себе сосуд, разделенный посередине гибкой полупроницаемой пленкой и содержащий в верхней и нижней частях растворы с концентрациями растворенного вещества Сг и Сх (рис. Н-5). Если С~ = Сз, то одинакова в обоих растворах и концентрация сам ого р а с т в о р и т е л я. Поэтому число его молекул, проходящих сквозь пленку в обоих направлениях за единицу времени, будет тоже одинаковым.
В результате общие объемы обоих растворов останутся пензы енными. З 3. Свойство растворов Иначе обстоит дело, если С~ ~ Сз. Пусть, например, нижний раствор крепче верхнего (С~ с. Сз). Так как концентрация самого растворителя выше в менее крепком растворе, за единицу времени больше молекул растворителя будет проходить сквозь полупроницаемую пленку сверху вниз, чем обратно. В результате объем верхнего раствора станет уменьшаться, а нижнего — увеличиваться (гибкая пленка выгнется вверх). Однако переход растворителя сверху вниз поведет к одновременному увеличению С1 и уменьшению Сь т.
е. концентрации будут постепенно выравниваться. Когда С1 станет равно С„ осмос прекратится. Если крепче верхний раствор (С, ) Ст), то объем его станет подобным же образом увеличиваться за счет нижнего (гибкая пленка выгнется вниз). Равновесие устанавливается и осмос прекращается тогда, когда сквозь полупроницаемую перегородку в обоих направлениях проходит за единицу времени о д и н а к о в о е число молекул растворителя. Количественно охарактеризовать осмотические свойства раствора (по отношению к чистому растворителю) можно, введя понятие об осм отичес к ом да вл е н ни.
Последнее представляет собой меру тенденции растворителя к переходу " й (сквозь полупроницаемую перегородку) в данный раствор. Оно численно равно тому дополнительному давлению, которое необходимо приложить к раствору, чтобы осмос прекра- р„, уса тился (действие давления сводится к увеличению выхода схема. молекул растворителя из раствора). На рис. Ч-6, где А обозначает чистый растворитель, Б— раствор и М вЂ” полупроницаемую перегородку, осмотическое давление определяется высотой столба жидкости Ь. Оно тем вввввв. больше, т.
е. жидкость в трубке за счет осмоса поднимется тем выше, чем значительнее исходная концентрация раствора. Характеризующиеся одинаковым осмотическим давлением растворы называются изото ни чески ми. в Свойствами полупроницаемости обладает большинство тканей организмов.
Поэтому осмотические явления имеют громадное значение для жизни. Процессы усвоения пищи, обмена веществ и т. д. тесно связаны с различной проницаемостью тканей для воды и тех или иных растворенных веществ. С другой стороны, явления осмоса объясняют некоторые вопросы, связанные с отношением организма к среде.
Например, ими обусловлено то, что пресноводные рыбы не могут жить в морской воде, а морские — в речной.' в Ф Другим важным следствием уменьшения концентрации свободных молекул растворителя при образовании раствора является понизеенив давления лара. )Кидкость находится в равновесии со своим паром тогда, когда число молекул, испаряющихся с ее поверхности, равно числу молейул, оседающих на ней из газовой фазы, Так как часть поверхности раствора занята более или менее сольватированными частицами нелетучего растворенного вещества, испаряющееся с нее за единицу времени число молекул растворителя соответственно уменьшается. Поэтому для раствора равновесное состояние устанавливается при более низком давлении пара, чем для чистого растворителя.
в Этим обусловлено, в частности, р а с п л ы в а н и е некоторых твердых веществ на воздухе. Содержащиеся в нем пары воды, приходя в соприкосновение с твердым веществом, могут образовать на его поверхности ничтожное количество раствора. Если давление водяного пара над этой жидкостью меньше его парциального давления в У. Растворы воздухе, пар будет продолжать осаждаться, что поведет к дальнейшему растворению твердого вещества.
Процесс этот закончится лишь тогда, когда концентрация раствора понизится настолько, что давление водяного пара над ним станет равно парциальному давлению водяного пара в воздухе. Наиболее широко известным из расплывающихся веществ является хлористый кальций, который иногда ставят на зиму между оконными рамами: поглощая водяные пары из воздуха, он предупреждает тем самым оледенение стекол.
Энергично поглощающими воду расплывающимися веществами часто пользуются для осушения газов. Если величины давления пара чистой воды и раствора при разных температурах изобразить в виде диаграммы, то кривая для раствора пройдет ниже, чем кривая для воды (рис. Ч-7). -----гбг) рлгм- Из этого вытекают важные следствия, касаю- ,! щиеся температур кипения и замерзания рас- с) „ей г , '' Жидкость закипает тогда, когда давление пара становится равным внешнему давлению, т.
е. прн нормальных условиях †7 мм Рт. ст. Как видно из рис. Ч-7, для раствора это наступает прн более высокой температуре (Б), лб чем для чистого растворителя (А). Величина татг „„ра,„рл кого повышения точки кипения зависит, конеч- но, от концентрации раствора. Рнс. Ч-?. Дззленне пара С другой стороны, жидкость замерзает тогда, волы н рвстворз когда давление ее пара становится равным дав- лению пара соответствующей твердой фазы. Из рис.
Ъ'-7 видно, что давление пара льда достигается раствором прн б ол ее низкой температуре (Г), чем чистой воды (В). Отсюда следует, что растворы замерзают при более низких температурах, чем чистый растворитель, причем сама величина лониэкения точки замерзания зависит от концентрации раствора. Так, вода океана, содержащая 3,5% растворенных солей, замерзает лишь при — 1.9чС. Понижение температуры зазеерзания растворов было впервые установлено М. В.
Ломоносовым (!748 г.).' Дополнения !) Проникновение молекул сквозь полупроннпвемую перегородку осуществляется путем нх предварительного р з ст в о реп ля в неа. Поэтому свойство полупроннпзе. мсстн обусловлено не размерами яор перегородки, в различной растворяющей способ. костью ее мзтернзлв по отношенню к отдельным сопрнкзсзющнмся с неа веществам. 2» Проннпземые лля воды, но не лля растворенных веществ перегородки можно прнгоховнть нскусственно. Олянм нз прнголных лля этого материалов является жвчезнгтосннеролнстзя мель [Свере(СЫ)з! (рзстворнмость 3 ! О-з М), обрззующзяся прн вззнмохействнн растворов сернокнслоа мелк н железнстосннеролнстого калия: 2Сп80<+ + К,ге(СМ)з Снеге(СХ)э+2КзЗОь Твк кзк перегоролкн нз железнстосняерохнстоз меди непрочны, лля опытов с осмосом ее обычно осзжлзют в стенках мелкопорнстых глнняных сосудов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
