Онлайн калкулатор втория закон на Раул и минусови температури
Някои автомобилистите, доколкото знам, предпочитат зимата да попълните водката на чистачката резервоар. Водката не замръзва през зимата, и защо, и до каква температура? Отговорът на този въпрос ще ни даде химия.
Нека започнем с някои определения.
Както е известно, водка - разтвор на етанол във вода.
И какво е решението? Това хомогенна смес от поне два компонента, единият от които се нарича разтворителя и друг разтворено вещество. Разтворителят е компонент, чиито състоянието не се променя по време на образуването на разтвор (например, захар в смяна на водата от твърдо в течно, вода - разтворител) или, в случая на вещества, които са в една и съща фаза компонент, който е по-голям. Разтворите са твърди, течни и газообразни (въздух като смес от газове - газообразен разтвор).
От химическа гледна точка, разтворът - дисперсна система, т.е. система, в която две или повече вещества, са в състояние фрагментирана и техните частици са равномерно разпределени един спрямо друг и да си взаимодействат.
Разликата тук е в степента на дисперсия.
Ако размерите на частиците на веществата, изграждащи системата са равни или по-малко (размера на атоми, молекули и йони), тази система молекулно дисперсна. или истински разтвор.
Ако вещества имат по размери на размера на частиците, тази колоидна-дисперсна система. или колоиден разтвор.
Ако размерът на парчетата е голям, то грубия система.
Сред истинските разтвори на свой ред отделят два класа - електролитни разтвори (йони), които провеждат електрически ток и не са разтвори на електролити (молекули).
частици се смесват в разтвор на вещества могат да взаимодействат един с друг. Поради наличието или отсъствието на взаимодействие между частиците в разтвора са разтвори могат да бъдат разделени в реално и идеал. Истинските решения се различават от свойствата на първоначалните молекули поради междумолекулни взаимодействия и химически видове в разтвор. Идеалното решение на практика няма взаимодействие на частиците и разтворимо вещество запазва своите свойства. Идеален при всички концентрации са разтвори, компонентите на които са много сходни по физични и химични свойства, както и образуването на които не се придружават от промени в обема и изолиране или абсорбция на топлина.
През 1887 г., Френската Химик Fransua Marie Raoul (1830-1901) изследват понижаването на температурата на кристализация (замразяване), и намаляване на налягането на парите (или повишаване точката на кипене) на разтворителя, когато е въведен в нея разтворено вещество отвори няколко закони, закони Raoul сега наречени. Това количествени закони, които описват Collegiate. т.е. в зависимост от концентрацията, но не и от естеството на разтвореното вещество, свойствата на разтворите. Тези закони и описват поведението на идеални решения.
компонент частично парно налягане на разтвора е пряко пропорционална на част от мол в разтвор, с коефициент на пропорционалност, равно на налягането на наситената пара на чист компонент.
Или, в случай на решение за двукомпонентна, че
В сравнение понижаване на парциалното налягане на парите на разтворителя (А) по-горе разтвор не зависи от естеството на разтвореното вещество и е равна на неговата част от мол в разтвора.
На този закон, има две последици, които се нарича втория закон на Раул.
Вторият закон на Раул казва, че
Понижаването на температурата на кристализация безкрайно разредени разтвори не зависи от естеството на разтвореното вещество и пряко пропорционална на molal концентрацията на разтвора.
Повишаване температурата на кипене безкрайно разредени разтвори на нелетливите вещества не зависи от естеството на разтвореното вещество и пряко пропорционална на molal концентрацията на разтвора
Коефициентите на пропорционалност К и Е в тези уравнения - cryoscopic и ebulioskopicheskaya постоянна разтворител като физическо значение на температурата на кристализация и увеличаване на точката на кипене на разтвора с molal концентрацията на 1 мол / кг. Разтвори с концентрация - 1 мол / кг, общо казано, не дават безкрайно разредена, така че определянето на тези константи идва от екстраполацията на ниска концентрация. Припомнете си, че molal концентрация (да не се бърка с моларен) - е съотношението на моловете на разтвореното вещество в теглото на разтворителя.
Ако всяко решение е предмет на законите на идеални решения по всяко концентрация, тя се нарича най-доброто решение. Когато разтворът започва да се подчинява на закона на идеални решения само за достатъчно големи разреждания, е безкрайно разреден разтвор (концентрация на разтвореното вещество клони към нула). Във всички останали случаи, решението се счита за истински.
Всички електролитни разтвори - реални решения, както на разтвореното вещество се разпада йони в тях. Закони Раулт за тези решения не са изпълнени, дори и в случай на безкрайно разредени разтвори.
В случая на разтвори на електролити не е - колкото повече разтворът се разрежда, колкото по-близо до идеалните качества. Хомогенна смес от неполярни вещества (въглеводороди) са близки до идеалните разтвори при всички концентрации.
Сега обратно към водката.
Въпреки това, на няколко места в интернет, което съм виждал използвате втория закон на Раулт да оцени Точка на замръзване на водка. Нищо точна поради замразяването на водка и приложимост към втория закон на Раул, аз не съм намерил (химик до тук), но данните са доста близки до масата, така че целият изчисляването долу ще оставя непроменена, за да илюстрира използването на калкулатор, но с уговорката, водка, че точката на кипене на втория закон на Раул не е определена, и мразът е възможно, също.
Водка, въглеводород се разтваря във вода, така че практиката на втория Раулт е приложим за определяне на точката на замръзване на водка.
Разтворителят в този случай е вода. Cryoscopic постоянна и ebulioskopicheskaya за това са дадени в Ebulioskopicheskie на наръчник и cryoscopic константи на разтворител. Процентите sootnoschenie алкохол и вода е известно - 40%. От това можем да се определи molal концентрацията на водка.
Определя колко алкохол (m1) се добавя на килограм вода (m2), за да се получи съотношение 40% (К)
,
следователно
По този начин, за да се получи 40% разтвор в 1 кг вода необходимо да се влеят около 666,6 (6) гр алкохол (от няма причина да се откаже от използването му).
Сега ние трябва да определим колко мола този агент. За това ние трябва да се знае, моларната маса на алкохол. Предвид факта, че формулата на етанол е известно на всички, калкулатора използване молна маса съединения. Ние считаме, че алкохолът молна маса 46 грама / мол. Разделяне на теглото на алкохола до неговата молекулна маса установи, че на килограм разтворител трябва да 14.49 мол алкохол.
Нататъшно умножение по cryoscopic постоянно, ние откриваме, промяната в точката на замръзване. Чрез намаляване температурата на кристализация (точка на замръзване) на разтворителя - вода към получената стойност, ние откриваме кристализация температура (-27) водка.
Въпреки това, по отношение на решения не се каже "разтвор температура кристализация" и "температура на кипене на разтвора" на. Say така - "начало на кристализация температура" и "начална точка на кипене".
Фактът, че както при кипене (изпарява разтворителя) и кристализация (кристали се разпределят разтворители) в останалият разтвор се увеличава концентрацията на разтвореното вещество, и следователно има по-нататъшно намаляване на температурата на кристализация или увеличаване на температурата на кипене.
Този ефект се основава методи за пречистване на вещества, т.е. разтворител почистване, например, вода - от примеси, които не могат да премахнат чрез конвенционално филтруване. Кристализация разтворител (по-специално в началото на кристализацията) съдържа по-малко онечиствания (разтворените), отколкото в останалия разтвор. Многократно повтаряне разтвор кристализация и всеки път отстраняване примеси обогатени разтвор остатък, може да се постигне значителна степен на пречистване (метод кристализация). Същото се случва при кипене - пара съдържа по-малко примеси в сравнение с останалия разтвор. Получената пара се кондензира и повторно се изпарява отново, като се постигат отстраняване на примеси (метод дестилация).
По-долу е калкулатор за определяне на първоначалната замразяване и кипящи разтвори повтаряне на горните изчисления.
Стойностите по подразбиране съответстват на случая просто водка.