Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2015 » Январь » 23 » Исследование растворов численными методами
19:24
Исследование растворов численными методами

    Как мы уже отмечали ранее, к основным задачам физической химии растворов относятся: определение термодинамических функций СР и других сложных систем на основе значении молекулярных параметров или макрофизических свойств их компонентов, а так же, определение математического вида корреляций между термодинамическими параметрами процесса растворения и рядом макрофизических параметров растворителя. Решение этих задач позволяет прогнозировать поведение различных сложных систем, опираясь лишь на легко определяемые экспериментально величины. Что необходимо для разработки технологических процессов или исследовательской деятельности.

   Непосредственным показателем величины и знака межмолекулярных взаимодействий служат значения энтальпии и энтропии смешения компонентов растворителя. То есть, тепловой эффект и изменение состояния (например, объема) СР при смешении его компонентов в различном соотношении, указывают на межмолекулярные взаимодействия в данной системе. Числовые значения непосредственно получают расчетами на основе статистической теории жидкостей, пока это возможно лишь для простейших бинарных систем, например, сжиженных неполярных газов.

   В связи с обилием различных взаимодействий в растворах неэлектролитов, необходимо выбрать эталон, который станет в расчетах отправной точкой, относительно которой можно оценивать влияние всех эффектов процесса растворения. Таким простейшим эталоном служит идеальный раствор. Идеальный раствор – это раствор, подчиняющийся закону Рауля, то есть, свойства которого должны линейно зависеть от концентрации компонентов. Например, для летучести паров растворителя (от которой во многом зависит температура кипения раствора) закон Рауля запишется следующим образом:

     fs =fs0(1−NA)

где fs и fs0 – фугитивности растворителя S, в котором растворено вещество “А”, и без такового, соответственно; NA – мольная доля растворенного вещества “А”.

   Подчинение закону Рауля исходит из отсутствия любых специфических межмолекулярных взаимодействий, а неспецифические имеют постоянное по величине значение, вне зависимости от концентрации компонентов. То есть, идеальный раствор, это раствор, в котором нет ассоциатов, структура равномерная и дальнего порядка. Потенциал взаимодействия (уравнение, описывающее величину межмолекулярного взаимодействия в растворе) имеет постоянный вид и точно известен. Наиболее близки к идеальным растворам смеси сжиженных благородных газов, так как, они неполярные, химически инертные, молекулы сферические и небольшого размера.

   Изменения энтальпии, энтропии и энергии Гиббса, в случае взаимодействия компонентов, образующих идеальный раствор, можно найти из зависимостей:

где  ni – число молей i–го компонента в растворе; Ni- мольная доля i–го компонента в растворе.

   Для случая идеального смешения выполняются равенства:

   То есть растворение происходит с уменьшением свободной энергии Гиббса, увеличением энтропии и без изменения энтальпийной составляющей, что дополнительно указывает на отсутствие специфических взаимодействий в системе.

   Основная задача статистического описания жидкости состоит в представлении структуры жидкости и определение ее макросвойств исходя из молекулярных параметров, характеризующих размеры, форму и взаимодействие молекул в данной системе.

   За базу принимают выражение универсального потенциала межмолекулярного взаимодействия, о котором мы поговорим несколько позже. А пока перейдем к методам решения основных задач физической химии растворов неэлектролитов.

Категория: Физическая химия растворов | Просмотров: 610 | Добавил: Chemadm | Теги: теория растворов, расчеты физической химии, неэлектролиты | Рейтинг: 5.0/3
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]