Тема 3 Растворы неэлектролитов

Концентрация компонента выражена в долях единицы или процентах:

мольная доля

 

массовая доля

 

объёмная доля ,

 

где n_i, g_i, V_i – число молей, масса и объём данного компонента, а сумма этих величин относится к раствору в целом.

Мольный, массовый и объёмный процент – это соответствующие доли, увеличенные в 100 раз. Обозначение: мол.%, мас.%, об.%.

По аналогии с молем вещества вводится понятие моль раствора (М) – это такое его количество, в котором число молей каждого компонента равно его мольной доле:

M=ΣX_iM_i.

 

Концентрация компонента выражена содержанием его в единице объёма раствора:

МолярностьC_i – число молей растворённого вещества в литре раствора (моль/дм³),

;

Нормальность N_i – число грамм-эквивалентов растворённого вещества в литре раствора (г-экв/дм³),

,

где z_i – валентность иона;

Концентрация в граммах компонента в литре раствора (г/дм³):

.

 

Концентрацию компонента выражают числом молей, содержащихся в килограмме растворителя А, называют моляльностью m_i, моль/кг:

.

 

Перейти от одних концентрационных единиц к другим можно, зная молекулярные массы компонентов и плотность раствора (г/см³). Эта величина определяется как отношение

.

По плотности можно рассчитать молярный объём V, т.е. объём, который занимает один моль раствора (см³/моль):

.

Задание к расчёту концентраций

№	Растворитель	Растворённое	Концентрация	Плотность, г/см3
п/п	(1)	вещество (2)				Р-р
	H2O	C2H5OH	20 об.%	1,0	0,8	-
	H2O	H2SO4	100 г/дм3	1,0	-	1,05
	H2O	Co SO4	1 моль/дм3	1,0	-	1,12
	H2O	NaCI	10 мас.%	1,0	-	1,06
	H2O	CaCI2	10 мол.%	1,0	-	1,08
	H2O	Zn SO4	120 г/ дм3	1,0	-	1,18
	H2O	Na2O	330 г/ дм3	1,0	-	1,24
	H2O	Cu SO4	140 г/ дм3	1,0	-	1,10
	AI	Si	12 мас.%	2,37	2,53	-
	AI	Mg	5 об.%	2,37	1,59	-
	AI	Zn	5 мол.%	2,37	6,57	-
	AI	Cu	1 моль/кг	2,37	8,0	-
	AI	Pb	20 об.%	2,37	10,2	-
	AI	Cd	4 см3/кг	2,37	8,0	-
	Mg	AI	8 мол.%	1,59	2,37	-
	Mg	Be	1 об.%	1,59	1,68	-
	Mg	Li	5 мас.%	1,59	0,51	-
	Mg	Pb	1 моль/кг	1,59	10,6	-
	Na3AIF6	AI2O3	5 мас.%	2,15	3,96	-
	KCI	NaCI	10 мол.%	2,0	2,16	-
	AI2O3	MgO	5 мол.%	3,90	3,60	-
	AgNO3	KNO3	10 мас.%	3,82	1,87	-
	Fe	C	3 мас.%	7,84	-	7,25
	AIF3	NaF	30 мол.%	-	-	-
	MgCI2	Mg	0,1 моль/кг	2,32	1,59	-

 

Основные термодинамические функции идеального раствора

Функция	G(F)	H(U)	S	V
			- RInXi
Ф	ΣXiµi	ΣXi	ΣXi( - RInXi)	ΣXi
	RTInXi		- RInXi
∆Ф	RTΣXiInXi		- RΣXiInXi

Задание: Кобальт и никель при 1950 К образуют раствор, близкий к идеальному. Определить суммарное давление и состав пара над сплавом, содержащим 40 мол.%никеля. Зависимость давления пара чистых веществ (Па) от температуры даётся в виде уравнений

Решение: Подставим заданное значение температуры в уравнения и определим давление пара чистых металлов:

;

 

Определим парциальные давления компонентов по уравнению

 

Суммарное давление пара

P=P_Ni+P_Co=3,83 +21,81=25,64 Па

 

Найдём концентрацию компонентов в паре: