|
|
Оглавление4. Потенциометрическое титрование 5. Электрическая проводимость и ее использование для анализа растворов электролитов 6. Кондуктометрическое титрование 7. Поверхностные явления и адсорбция 9. Криоскопия. Температуры замерзания растворов 10. Кинетика химических реакций в растворах 11. Коллоидные системы, их образование и свойства 12. Коагуляция лиофобных и лиофильных коллоидных растворов 13. Оптические свойства коллоидных систем Основные правила работы в лабораторном практикуме Для бесплатного чтения доступна только часть главы! Для чтения полной версии необходимо приобрести книгу9. Криоскопия. Температуры замерзания растворовОдин из основоположников современной химии русский ученый М. В. Ломоносов еще в XVIII веке экспериментально доказал, что с увеличением концентрации растворов некоторых солей понижается температура замерзания таких растворов. Последующими исследованиями, главным образом Рауля, было установлено, что температура замерзания раствора зависит от природы растворителя и от концентрации раствора и не зависит от природы растворенного вещества. Так как температура замерзания раствора понижается с повышением концентрации раствора, а концентрация раствора определяется числом частиц растворенного вещества в единице объема или массы растворителя, то по понижению температуры замерзания раствора можно определить: 1) молекулярную массу растворенного вещества в растворах неэлектролитов; 2) степень электролитической диссоциации вещества в растворах слабых электролитов; 3) осмотический коэффициент вещества в растворах сильных электролитов; 4) осмотическое давление раствора, поскольку последнее зависит также от числа частиц. Определение молекулярной массы растворенного вещества Для разбавленных растворов неэлектролитов понижение температуры замерзания раствора ΔТзам прямо пропорционально моляльной концентрации (Сm) ΔТзам = KСm, где ΔТзам = Тр-ля — Тр-ра — понижение температуры замерзания раствора, равное разности температуры замерзания растворителя Тр-ля и температуры замерзания раствора Тр-ра; K — криоскопическая постоянная. Моляльная концентрация раствора показывает количество молей растворенного вещества в 1 килограмме растворителя. Если в 1 кг растворителя содержится 1 моль растворенного вещества, то моляльная концентрация такого раствора равна 1 (Сm = 1), а следовательно, понижение температуры замерзания равно криоскопической постоянной: ΔТзам = K. Таким образом, физический смысл криокопической постоянной состоит в следующем: криоскопическая постоянная — это величина, численно равная понижению температуры замерзания раствора, моляльная концентрация которого равна 1. Ниже приводятся значения криоскопической постоянной для некоторых растворителей (град/моль): вода — 1,86; уксусная кислота — 3,90; бензол — 5,12; нафталин — 6,8; нитробензол — 6,90; камфора — 40,0. Приведенное выше уравнение для понижения температуры замерзания растворов применимо для разбавленных растворов, ΔТзам — малая величина. Для высокой точности измерения ΔТзам на практике обычно пользуются термометрами, на которых можно отсчитывать температуру с точностью до 0,002 °C, например термометром Бекмана (рис. 27) или аналогичными ему, выпускаемыми современной промышленностью. Устройство и подготовка термометра Бекмана к измерению Возможность определения тысячных долей градуса по шкале термометра Бекмана обусловлена малым диаметром капилляра и, вследствие этого, большой длиной участка, соответствующего 1° обычного термометра. Каждый такой градус поделен на десятые, а эти последние — на сотые доли градуса. Тысячные доли градуса отчитываются при помощи лупы. Так как в криоскопических измерениях приходится иметь дело с разностями температур замерзания растворителя и раствора, а эти разности не велики, то нет необходимости иметь термометры Бекмана со шкалой больше 5–6 °C. Термометр Бекмана — ртутный термометр, и температура окружающей среды в нем определяется по объему определенного количества ртути при данной температуре. Но, в отличие от обычных термометров, в этом термометре можно менять количество ртути, необходимое для данного измерения. В термометре Бекмана, помимо шарика и капилляра, имеющихся в обычных термометрах, имеется еще резервуар с запасом ртути, находящейся в изогнутом колене, припаянном к верхней части капилляра. В зависимости от того, при каких температурах будет замерзать раствор, берут то или иное количество ртути, но всегда такое, чтобы при этой температуре мениск ртути находился в пределах шкалы измерения. Таким образом, прежде чем находить понижение температуры замерзания раствора, следует установить термометр на измеряемую температуру замерзания растворителя. Нормальное состояние термометра Бекмана, т. е. состояние, пригодное для работы, характеризуется тем, что нижний резервуар (шарик) и капилляр должны полностью, без разрыва быть заполненными ртутью, и часть ртути в виде небольшой капельки должна выступать из капилляра у верхнего основания резервуара с запасной ртутью (рис. 27а). Если в капилляре имеется разрыв или ртуть не выступает из капилляра в верхнем резервуаре, то рукой или теплой водой, нагревая шарик, добиваются соединения ртути в месте разрыва и появления капельки в верхнем резервуаре. Внимание! Авторские права на книгу "Физическая и коллоидная химия. Лабораторный практикум. Учебное пособие" (Под ред. Белопухова С.Л.) охраняются законодательством! |
||||||||||||||||||||||
