Главная » Просмотр файлов » Д.Г. Кнорре, Л.Ф. Крылова, В.С. Музыкантов - Физическая химия

Д.Г. Кнорре, Л.Ф. Крылова, В.С. Музыкантов - Физическая химия (1134491), страница 33

Файл №1134491 Д.Г. Кнорре, Л.Ф. Крылова, В.С. Музыкантов - Физическая химия (Д.Г. Кнорре, Л.Ф. Крылова, В.С. Музыкантов - Физическая химия) 33 страницаД.Г. Кнорре, Л.Ф. Крылова, В.С. Музыкантов - Физическая химия (1134491) страница 332019-05-12СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 33)

Эта величина пропорциональна числу молей частиц. Для молярной энтропии получаем зависимость от молярного объема в виде о =Ли+К !павl (9.6) где Яп представляет собой выписанную выше комбинацию величин, не зависящих от объема (в то же время Бе является функцией. температуры, поскольку от температуры зависит число доступных каждой частице внутренних состояний га, ). Из этой зависимости можно получить зависимость энтропии газа от давления.

Заменяя г' на КТ1р н объединяя не зависящие от давления величины Зо и КТ(п йТ в одно слагаемое 5, получаем Я=Я' — й1пр (9.7) Это выражение можно применять и к отдельному компоненту газовой смеси, если заменить полное давление на парциальное давление некоторого (-го компонента и иметь в виду энтропию 1 моль этого компонента.

В этом случае (9.7) следует записать в виде Л,=з,-й)про (9.8) Применительно к частицам растворенного вещества равенство (9.6) записывают через величину, обратную молярному объему, т. е. через число молей растворенного вещества, приходящихся на единицу объема. Эта величина представляет собой концентрацию растворенного вещества с. Следовательно, для идеального раствора энтропия 1 моль частиц растворенного вещества 8=5'-УТ!пс (9.9) (естественно, если объем в (9.6) н (9.9) выражен в одних и тех же единицах, то 5' совпадает с Зе). Переходя к рассмотрению зависимости энтропии от температуры, прежде всего отметим, что энтропия должна расти с ростом температуры. Действительно, по мере увеличения температуры становится доступным все большее число состояний, так как частицы могут попадать в состояния со все более высокими значениями энер- (9.10) гии.

Это приводит к увеличению числа микроскопических состояний, соответствующих рассматриваемому макроскопическому состоянию, и тем самым к возрастанию энтропии. Производная от энтропии по температуре при постоянном объеме Обоснование этого соотношения см. $12.4. Энтропия существенно зависит от агрегатного состояния вещества. Ее значение наименьшее для твердого тела. При плавлении происходит скачкообразное возрастание энтропии, поскольку частицы приобретают возможность перемещаться в пространстве и вращаться, т.

е. резко возрастает число возможных микроскопических состояний системы. Еще менее упорядоченным состоянием является газ, и испарение сопровождается существенным ростом энтропин вещества. Изменением энтропии сопровождаются и любые другие процессы, если они сопровождаются изменением упорядоченности в системе. Так, энтропия возрастает при диссоциации частиц, т. е. прн образовании двух или нескольких частиц из одной.

Например, прн превращении 1 моль Нт в атомы Н прн комнатной температуре энтропия возрастает на 230 Дж/К. Образование полимера нз мономеров, например образование белка из аминокислот, сопровождается понижением энтропии (возникает более упорядочекная система). Высоко упорядоченной системой является живая клетка, поэтому ее энтропия много ниже энтропии составляющих ее веществ, взятых в отдельности. $ Р.4. Состав растворов При описании раствора помимо задания физических параметров, определяющих его состояние, необходимо задать его состав, т. е.

соотношение между количествами веществ, образующих раствор (компонентов). Естественно, что состав раствора полностью определен, если заданы числа молей и» каждого нз компонентов, образующих раствор (1=1, 2, ..., к, где к — число компонентов). Числа молей компонентов пропорциональны полному количеству раствора, т. е. являются экстенсивными величинами. В некоторых случаях именно так и описывают состав раствора. Однако чаще все же стараются описывать состав раствора безотносительно к его количеству и пользоваться величинами, характеризующими содержание компонентов в определенном количестве раствора. Массу компонента, приходящуюся на единицу массы раствора, называют массовой концентрацией компонента.

Часто ее выражают в процентах, т. е. говорят о массе вещества, приходящейся на 100 единиц массы раствора. Массовой концентрацией состав раствора описывают, если знание числа молекул компонента несущественно либо неизвестна молекулярная масса компонента.

Последнее об- 159 стоятельство не мешает, естественно, взять, скажем, с помощью весов, определенную массу вещества и смешать его с определенным количеством другого компонента (нли других компонентов). Число молей компонента, отнесенное к общему числу молей всех компонентов, называют малярной долей компонента хп и; (9.11) п1+п2+ ° ° ° +и» в и ,у лу У 1 где и — общее число молей. Очевидна, что в У х,=1.

8-1 (9.12) Отсюда видно, что для описания состава системы, содержащей й компонентов, нужно задать малярные доли й — 1 компонента, так как последняя малярная доля автоматически определится из (9.12). Число молей компонента, приходящееся на единицу объема раствора, называют малярной концентрацией нли молярностью. Чаще всего малярную концентрацию выражают числом молей в литре раствора — моль/л илн просто М.

Идентичная единица рекомендована в СИ вЂ” кмоль~мз, Наряду с ней испальзу!атея ее доли— ммоль!л (мМ), мкмоль/л (мкМ) н т. д. Малярной концентрацией пользуются главным образом в случае растворенных веществ, применительно к растворителю это понятие используется реже. В дальнейшем в общих физихо-химнческих уравнениях малярная концентрация будет обозначаться символом с с соответствующим индексом, а для характеристики содержания конкретных химических веществ в растворе †химическ символом частицы, взятым в кадратные скобки (например, (СНвСООН), (НвРОв )).

Поскольку при приготовлении раствора исследователь отбирает определенную массу вещества, т. е. фактически готовит раствор определенной массовой концентрации, существенно уметь выражать малярные доли и малярные концентрации через массовую концентрацию. Выведем соответствующие соотношения.

Пусть массовая концентрация растворенного вещества ув (для простоты ограничимся рассмотрением двухкомпанеитиой системы). Тогда 1 г раствора, по определению, содержит ув г растворенного вещества и (1 — ув) г растворителя. Обозначим молекулярную массу растворителя и растворенного вещества соответственно как М,1 и М,в. Тогда число молей раствореннога вещества в 1 г раствора составит ув/М в, а число молей растворителя — (1 — ув/Мм). Следовательно, мольная доля растворенного вещества составит п2 твом'в тамо Лев — (9.13) п1 + пв Увив+ (! Ув/Л(н) пчв + УвИ(н я)еэ) аналогично моляриая доля растворителя равна (! — т )М,г х,= М„+ т,(М„М„) Рассчитаем теперь молярную концентрацию растворенного вещества.

Для этого необходимо знать плотность раствора р; 1 г раствора имеет объем 1/р мл или 1/р 1000 л. Следовательно, у,/М,г молей растворенного вещества приходится на 1/(р.1000) литров и молярная концентрация равна (9.14) (9.15) М„гкг Ув= М,гк + М, г ( ! — кг) Масса 1 моль раствора равна М,гхг+Мм(1 — хг). Если его плотность р, то объем, занимаемый 1 моль раствора„ (9.16) М,гкг + М,! (! — кг) Отсюда число молей растворенного вещества на 1 л, т. е.

на 1000 смг раствора, составляет 1000кгр (9.17) с= М гкг + Мц (! — кг) Состав смесей идеальных газов часто характеризуют аарг(иальным давлением компонентов смеси. Под парциальным давлением некоторого компонента понимают давление, которое создавал бы этот компонент, помещенный в тот же объем, при той же температуре, в отсутствие остальных компонентов смеси. Парцнальное давление компонента может быть записано с помощью уравнения Клапейрона — Менделеева в виде п~ !г! = — ЯТ, где ໠— число молей компонента. Поскольку (9.18) 161 !000рув с = моль/л. Мгг Нетрудно вывести и соотношения, позволяющие вычислить массовую илн молярную концентрацию, соответствующую определенной доле растворенного вещества хг.

В этом случае 1 моль раствора содержит хг молей растворенного вещества, т. е. хгМ,г граммов этого вещества и 1 — х, молей, т. е. (1 — хг)М„граммов растворителя. Поэтому массовая концентрация суммарное давление идеального газа равно сумме парциальных давлений отдельных компонентов: р= —" К7'= — "' Кт=.Р„рс В сч )~п )в Уравнение (9.18) можно записать в виде р,=сЯТ, (9.19) 1!т — = р. с св В отличие от молярности моляльность не изменяется при изменении давления и температуры, поскольку зависит от количества компонентов. В то же время молярность одного и того же раствора будет хотя и в незначительной степени изменяться при изменении внешних условий — уменьшаться при расширении раствора в результате нагревания и увеличиваться при сжатии в результате охлаждения или повышения давления. Тем самым молярность не очень удобно использовать в качестве независимой переменной для задания состояния системы.

Проводя рассуждения, аналогичные тем, которые были использованы для вывода выражений (9.1б) и (9.17) для молярной концентрации, нетрудно выразить моляльность через массовую концентрацию в виде !опотв йв= тв) М„ (9.20) и через молярну!о долю растворенного вещества: июол, Ьв= (1 — Х2) Ме (9.21) $ ()Л. Перциепьные мепярные величины Все рассмотренные в предыдущих параграфах экстенсивные величины — объем, внутренняя энергия, энтальпия, изохорная и изобарная теплоемкостн, энтропия — характеризуют в целом неко- 162 где сс †чис молей в единице объема„ т.

Характеристики

Тип файла
DJVU-файл
Размер
5,27 Mb
Тип материала
Высшее учебное заведение

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6521
Авторов
на СтудИзбе
302
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее