122526

^ 0

Wracając do warunku równowagi fazowej mam: Pi = p, + RTInS

_ —i2l- = -R ln(S * y) T

Q roztwór

Dzieląc obie strony przez T otrzymuję: —--— = R ln(S * y) czyli ——-

Uwzględniam, że dla każdego G    = ——

oT T*

Równanie równowagi fazowej różniczkuję względem temperatury przy stałym ciśnieniu:

p roztwór G ml	G^Sm. _	-R ln(S* y)	(a i - hst*	_ ^Hllll Rł
T	T		UJp T^2	T^2
a ponieważ		I X 3* II > X	rozpl I®’

dlnS , dT ’

d In S _ nupi

dT ~ RT²    R T

AH_m/p, może mieć różny znak. W skład procesu rozpuszczania wchodzą dwa: zburzenie wiązań w sieci krystalicznej (zawsze dodatnia zmiana entalpii) i solwatacja (zawsze ujemna zmiana entalpii). W zależności od tego. który efekt przeważa taki znak ma AH^, .Dla kwasu benzoesowego rozpuszczającego się w wodzie jest to liczba dodatnia.

i całkując to równanie względem temperatury otrzymuję In S = —

AH

rozpl . 1

* —+ const

Obraz graficzny tej funkcji, czyli jak rozpuszczalność substancji (1) zależy od temperatury.

InS

Przykład

W temperaturze 60°C rozpuszczalność kwasu benzoesowego w wodzie wynosi 11.6g/kgH;0. a w temperaturze 50°C rozpuszczalność wynosi 7.8g/kgH;0. Obliczyć ciepło rozpuszczania tej substancji. M(C₆H₅COOH )= 122g/mol

_ĄH__{eL =} R

* AH_nu,p| — R

-8.314*0.3969 J -9,2887 *I0'⁵ mol

= +35.5U / mol

pomiar nr	S	T	InS	1/T	A(lnS)	A(l/T)
1	0.09508	333.15K	-2.3530	3,00165*10 'K^1	40.3969	-9.2887* 10^5K‘
2	0.0639	323.15K	-2.7499	3.0945*10 'K ^1

A(lnS),

Rozpuszczanie kwasu benzoesowego jest endotermiczne. Przeważa ciepło potrzebne do rozrywania wiązali sieci krystalicznej nad ciepłem solwatacji.

3. Kutek!) k to układ dwuskładnikowy dw ufazowy ciecz - ciało stałe , w którym:

roztwór ciekły jest doskonały ( Pj = p* + RT In) a w stanie stałym składniki tworzą odrębne fazy.

Ogólnie mówiąc, faza gazowa zawsze jedna bez względu na to. czy składnik jeden czy składniki dwa w układzie, fazy ciekłe mogą być dwie - gdy duże odchylenia dodatnie. W fazie stałej jeszcze trudniej składnikom się dopasować. Aby tworzyć stałe roztwory, czyli kryształy mieszane, to oba składniki muszą krystalizować w tej samej sieci, muszą być zastępowalne, albo pasować do luk.

Benzen i naftalen tak dobrze nie pasują do siebie - tworzą zupełnie odrębne kryształy, czyli dwie fazy stałe.

2

Opracowanie: dr in2. B. Andruszkiewicz