Глава 7. РАСТВОРЫ

Как было установлено, условием фазового равновесия термодинамических систем является равенство T, p и μ_i компонентов в соответствующих фазах. Если

то наблюдается переход некоторого количества i-го компонента из фазы α в фазу β до установления нового равновесного состояния. Ранее было установлено, что химический потенциал имеет вполне определенное значение, связанное с активностью и концентрацией компонента.

Растворы - однородные, гомогенные системы, состоящие из двух и более компонентов.

Различают растворы газ-газ (ограниченная растворимость), газ-жидкость, твердое вещество - твердое вещество (сплавы), жидкость-жидкость, жидкость - твердое вещество.

ЖИДКИЕ РАСТВОРЫ

Понятие о давлении насыщенного пара над индивидуальной жидкостью было подробно рассмотрено выше (см. главу 1).

Важно отметить, что при образовании идеального раствора растворителя с растворенным веществом на поверхности жидкости уменьшается количество растворителя (рис. 7.1).

Рис. 7.1. Условное распределение молекул растворителя и растворенного вещества на поверхности жидкости

Для идеальных растворов, Е_а__а ≈ Е_в__в, т.е. ΔV_см. ≈ 0, ΔΗ_см. ≈ 0 (бензол-толуол, гептан-гексан). В этом случае энергия взаимодействия поверхностных молекул для идеального раствора не изменяется. Поэтому количество молекул растворителя, способных перейти в газовую фазу, уменьшается в основном за счет экранирования части поверхности жидкость-газ молекулами растворенного вещества, т.е. давление насыщенного пара растворителя (p_i) при той же температуре уменьшается.

Зададимся вопросом: как распределяются компоненты гетерогенной термодинамической системы в сосуществующих (равновесных) фазах. Имеем К-компоненты, находящиеся в двух равновесных фазах α и β.

Рассмотрим ситуацию применительно к любому i-му компоненту. При Т, р = const условием равновесия является равенство химических потенциалов в обеих фазах.