Свойства разбавленных растворов электролитов

Коллигативные свойства (DP, DТ_кип, DТ_зам, P_осм) для растворов электролитов всегда больше рассчитываемых по формулам (8.1 – 8.4), т.к. в этих растворах на самом деле больше частиц (ионов и молекул), чем растворено молекул. Это обстоятельство учитывается с помощью изотонического коэффициента (i), который показывает, во сколько раз увеличилось общее число частиц в растворе в результате частичной или полной диссоциации на ионы.

(8.8)

. (8.9)

Здесь k – максимальное число ионов, на которые может распадаться формульная единица или молекула. Очевидно, что 1 < i < k.

[концентрация ионов] = С_М·α (8.10)

Тогда коллигативные свойства для растворов электролитов будут определяться по формулам:

DР = i · Р₁º χ; DТ_кип = i× К_эC_m;

DТ_зам = i× K_кC_m; P_осм = i× CRT. (8.11)

Пример 8. Вычислить осмотическое давление (при 17 ^oС) раствора Na₂SO₄, в 1л которого содержится 7, 1 г растворенной соли. Кажущаяся степень диссоциации (a_каж) соли в растворе составляет 0, 69 (69 %).

Решение. Производим вычисление Р_осм исходя из предположения, что никакой диссоциации в растворе нет. В этом случае согласно закону Вант-Гоффа (8.4):

Р_осм = C_М·R·T = 120, 5 кПа.

Полученное значение следует увеличить в i раз, так как растворенное вещество является электролитом. Коэффициент i можно вычислить по приведенной выше формуле (8.9), т.е. a× (k - 1) = (i - 1), k = 3. (Na₂SO₄ = 2Na⁺ + SO₄^2-,)

Отсюда i = 2a + 1 = 2·0, 69 + 1 = 2, 38. Р_осм.(Na₂SO₄) = 2, 38× 120, 5 = 286, 8 кПа.

Пример 9. Моляльность раствора нитрата железа (III) 2 моль/кг Н₂О. Степень диссоциации соли в растворе 100 % при 25 °С. К_Э воды 0, 516 К/моль.

Чему равен изотонический коэффициент раствора и при какой температуре начнет кипеть раствор?

Решение. Раствор Fe(NO₃)₃ является сильным электролитам:

Fe(NO₃)₃ = Fe³⁺ + 3NO₃^-, т.е. из каждого моля получается 4 моля ионов, поэтому, со-

гласно выражению (8.9), i = 4. Определим DТ_киппо формуле (8.11):

DТ_кип = i× К_эC_m = 4·0, 516·2 = 4, 13. Т_кип = 100 + 4, 13 = 104, 13 ^оС.