Термодинамика растворения. Жидкие растворы

1. К аналогичному результату, как и для газовых растворов, нетрудно придти тогда, когда речь идет об образовании идеального жидкого раствора — например, при растворении твердого вещества (2) в жидкости (1).

а) Действительно, используя формулы (4.24) и (6.9, а) для химического потенциала, находим изменение энергии Гиббса какого-либо компонента:

ΔGi = ni Δμi = ni RT ln( Xi /1) , или ΔGi = ni RT ln Xi . (8.8, a-в)

 

Здесь учтено, что молярная доля компонента в чистом состоянии равна единице.

б) Конечная формула (8.8, в) совпадает с формулой для смешения газов (8.6,в).Следовательно, результирующее изменение энергии Гиббса вновь описывается формулами (8.7,а-б).

2. А если повысить концентрацию раствора с до путем растворения дополнительного количества вещества Δn2?

 
 

а) Чтобы найти происходящее при этом изменение энергии Гиббса, надо
записать выражение (8.7, а) дважды — для исходного ( ) и для конечного ( )
количества растворенного вещества, после чего вычесть первое выражение из второго. Результат таков:

 

б) I. Здесь первое слагаемое (относящееся к растворителю) — отрицательно (так как молярная доля растворителя уменьшается: ).

II. Второе слагаемое относится к тому количеству растворенного вещества, которое изначально присутствовало в растворе. Его концентрация возрастает, так что данное слагаемое — положительно.

III. Третье же слагаемое вновь отрицательно.

3. Остановимся еще на одном аспекте.

а) Растворение вещества формально можно записать как обратимую химическую реакцию:

 
 

где константа равновесия совпадает с молярной концентрацией насыщенного раствора:

 
 

В соответствии с (4.34,а-б), уравнение изотермы такой «реакции» имеет вид:


 


 

б) Смысл вычисляемой по этим формулам энергии Гиббса заключается в следующем: согласно общему определению ΔGрц (п. 4.9), — это изменение энергии
Гиббса при растворении n2 молей вещества, если мольная доля последнего все
время остается на уровне X2
(а не снижается от 1 до X2, как предполагается
в формулах (8.8)).

 








Дата добавления: 2016-03-20; просмотров: 479;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.004 сек.