Название: Физическая химия в микроэлектронной технологии - Учебно-методическое пособие (А.В. Каменская)

Жанр: Химия

Просмотров: 1433


3.4. реальные растворы

 

Большинство растворов, в частности растворы многих металлов одного в другом, не удовлетворяет термодинамическим условиям идеальности. С физической точки зрения это означает, что атомы компонентов раствора взаимодействуют между собой, а это вызывает зависимость внутренней энергии компонента i от концентрации, изменение его парциального молярного объема и т. д. Очевидно, чем выше концентрация, тем более интенсивными будут эти взаимодействия и тем сложнее свойства растворов.

Поэтому особое внимание уделяется изучению наиболее простых реальных растворов, например предельно разведенных. Для описания подобных растворов нельзя использовать только термодинамику. Необходимо установить применимость некоторых предельных законов,

т. е. указать, какие растворы можно называть предельно разведенными на основании эксперимента или статистической физики.

Так, в качестве законов для предельно разведенных растворов используют рассмотренный ранее закон Рауля для давления пара растворителя

или закон Генри для упругости пара растворенного вещества:

,                                          (3.24)

где k – постоянная Генри, зависящая от температуры и давления, которая может иметь любое значение.

Закон Генри применим только в тех случаях, когда растворенное вещество и в растворе, и в паре находится в одинаковом молекулярном состоянии. Согласно определению активности активность растворенного вещества равна

                        (3.25)

Для идеального раствора , для неидеального  может быть как больше, так и меньше единицы, но в области малых концентраций растворенного вещества значение коэффициента активности принимается не зависящим от концентрации.

Установлено, что среди концентрированных жидких растворов довольно часто встречаются такие, у которых энтальпия образования отлична от нуля, а энтропия образования () имеет то же значение, что для идеальных растворов:

.                    (3.26)

Благодаря этим особенностям термодинамическое изучение растворов, называемых регулярными, несколько облегчается.

Определением регулярности раствора является то, что логарифмы коэффициентов активности их компонентов пропорциональны квадратам концентраций:

                                     (3.27)

                                    (3.28)

 

Вопросы для самопроверки

 

1. Что называют парциальной молярной величиной?

2. Как определяется химический потенциал компонента раствора?

3. Каковы основные термодинамические характеристики идеальных растворов?

4. Как определяются активность и коэффициент активности компонентов?

5. Для каких растворов применимы законы Рауля и Генри?