Закономерности в изменении объемных свойств растворов электролитов
На основании плотности при 20-80° рассчитан мольный объем растворов V гидроксидов. сульфатов, нитратов и хлоридов щелочных металлов и рассмотрена зависимость полученных величин от природы ионов, молекулярной массы и концентрации электролитов....
Saved in:
| Published in: | Украинский химический журнал |
|---|---|
| Date: | 1983 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
1983
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/182575 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Закономерности в изменении объемных свойств растворов электролитов / Пак Чжон Су, И.Н. Максимова // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 5. — С. 508-511. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859674982891651072 |
|---|---|
| author | Пак Чжон Су Максимова, И.Н. |
| author_facet | Пак Чжон Су Максимова, И.Н. |
| citation_txt | Закономерности в изменении объемных свойств растворов электролитов / Пак Чжон Су, И.Н. Максимова // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 5. — С. 508-511. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Украинский химический журнал |
| description | На основании плотности при 20-80° рассчитан мольный объем растворов V гидроксидов. сульфатов, нитратов и хлоридов щелочных металлов и рассмотрена зависимость полученных величин от природы ионов, молекулярной массы и концентрации электролитов.
|
| first_indexed | 2025-11-30T15:37:57Z |
| format | Article |
| fulltext |
7. Получение кисдородсодержаших сосдииений из технических углеводородных смесей
сз-с5 / ю. И. Козорезов, Н. М. Каманин, З. А. Костылева. Г. В. Прохоров.- Нефте
химия, 1964,4, N2 2, с. 290-293.
8. Федурца М. У., Абаджев С. С. Жидкофазное окисление изобутана.- Укр. хим. журн.,
1982, 48, NQ 3, с. 266-270.
9. Прокопчик С. П., Абаджев С. С. Влияние ионов Mn на распределение продуктов
жидкофазного окисления н-бутана.- Вести. Львов, политехн. ин-та. Химия, техноло
гия веществ и их применение, 1983, ~N'Q 164, с. 50-52.
Львовский
политехнический институт
~/Дк 541.135
Поступила
14 ноября 1982 г.
ЗАI(ОНОМЕРНОСТИ В ИЗМЕНЕНИИ ОБЪЕМНЫХ СВОЙСТВ
РАСТВОРОВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ
Пак Чжон Су, И. Н. Максимова
На основании плотности при 20-800 рассчитан мольный объем раст
воров V гидроксидов. сульфатов, нитратов и хлоридов щелочных ме
таллов и рассмотрена зависимость полученных величин от природы
ионов, молекулярной массы и концентрации электролитов. Для рас
чета использовали уравнение
v= 100М,
ер
(1)
где М и с - молекулярная масса и концентрация электролита, мас. о/о:
р - ПJlОТНОСТЬ pi:lCTBOpa, Г/,~~M3.
Зависимость V = f (М) показывает, что независимо от природы
электролита точки, определяющие V при определенной концентрации
электролита в растворе, образуют прямую, наклон которой уменьша
стся с увеличением концентрации, то есть природа электролита и,
в частности, его молекулярная масса сильнее влияют в концентриро
ванных системах. Уравнение прямой имеет вид
V t = kt"M. (2)
Величины kt могут быть найдены (с погрешностью 0,2-0,4 о/о)
по уравнению
kt=k2oo[I-·6.10-4(t-200)]. (3)
Значения k при 200 для разных концентраций электролитов сле
дующие:
С, мае. % 5
19
10
9,2
15
5,88
20
4,28
Погрешность расчета мольноге объема и плотности растворов
по уравнениям (1)-(3) составляет0,5-1,5 о/о.
В результате анализа зависимости V=f(M) можно предположить
наличие одной кривой для растворов различных электролитов в коор
динатах V=f(m), где т -- моляльность, моль/кг воды. Данное пред
положение подтверждено зависимостью при 500 (рис. 1), которая под
чиняется уравнению
V50~ = 1026/m, (4)
позволяющему определять плотность и мольный объем растворов с
логрешиостью 0,3·-0,4 о/о.
Для исследования было использованоуравнение [1]
V =V1 + V2Q + pn z, (5)
где V - объем раствора, содержащего 1 моль электролита; V 1 - объем
1 моля электро.пита; V'2Ч - объем воды, приходящейся на 1 моль
.электролита.
5ев УКРАИНСКИй ХИМИЧЕСКИй ЖУРНАЛ. 1983. т. 49. Nl 5·
В растворе данной концентрации определяли число молей элект
ролита n1 и число молей воды n2:
(6)
Количество молей воды, приходящееся на 1 моль электролита,
находили из соотношения
q = n21n1 • (7)
Мольный об1>СМ: воды определяли на основании ее плотности РН20:
(8)
(9)
а мольный объем электролита (В см ') - из кристаллографических ра
диусов ги [2] с учетом числа ионов "и
4 з з з з )V1 = 3 л1\ТА ("+" + -1- "_,-) = 2,52 ("+"+ + ,,_.,-
или на основании плотности твердого электролита Pl:
V; ~M/Pl.
Уравнение (5) можно представить в таком виде:
V о n 1 - \/1n1 - V2n 2
Р= .n1n2
(1О)
(11 )
I I
2 т, НОЛЬ/1ft Н2 О
Рис. 1. Зависимость мольного объема раст
вора от моляльности для растворов сульфа
тов, хлорпдов, нитратов, гидроксидов щелоч
ных металлов (лития, натрия, калия, руби
дия, цезия) при 500.
Если рассматривать величину Рn1 как изменение объема ] моля
воды под воздействием всех молей электролита в растворе, то сумма
V2+рп, должна определять поля- V,'
ризующее действие всех ионов с.чJjи
электролита, а величина р - изме
нение объема 1 моля воды под
влиянием 1 моля соли, Если v-
- V2Q - кажущийся объем 1 МО·1Я
электролита в присутствии пз мо
лей воды, то величина р зависит
от изменения объема 1 моля элек
тролита под влиянием 1 моля воды
при условии, что объем 1 моля во
ды неизменный, а электролита --- 1000
меняюшийся. Более целесообразно рассматривать величину р как ха
рактеризующую изменение мольного объема раствора под влиянием
1 моля электролита и 1 моля растворителя, считая, что величина
V- \/2q также обусловлена обоими компонентами системы, кажущиеся
объемы которых могут быть найдены по уравнениям
Фl = V1 + рn2; Ф2 = V2 + рп.. (12)
(Фl и Ф2 - кажущиеся объемы растворителя и растворенного веще
ства), причем снекоторой погрешностью из-за невозможносги разде
ления величины р на составляющие.
Концентрационные зависимости величин р и v-V2Q приведены
на рис. 2 и 3 (р найдено на основании уравнений (5) и (9)). Экстра
полируя зависимости V-V2Q= f ( с) к концентрации С= 100 О/О электро
лига, можно попасть в точки, соответствующие значениям У1 или \/1'•
.Для хлорида, нитрата лития и соляной кислоты на кривой наблюда
ется экстремум. Анализ зависимостей для растворов серной и азотной
'УКРАИНСКИй ХИМИЧЕСКИй ЖУРНАЛ. 1983. Т. 49. H~ 5 ·509
кислот, где плотности измерены: во всем диапазоне концентраций [3],
показал, что более вероятной является экстраполяция кривых (\t'
-V2Q) =f(c) до У1 ' , а не Y1• Характер кривых для растворов солей
щелочных металлов можно подтвердить лишь определением объемных
свойств систем с концентрациями, превышающими насыщенную. Срав
нение величин ~·'1 и Vt ' показывает, что для нитратов щелочных ме
таллов (кроме RЬNОз ) и сульфатов величина vt' больше V1, что
v-~~ »-«:
70 / J
о 20 4{} 60 8ОС,мас.%
-5
Рис. 2. Зависимость величип V-l/2Q от содсржания электролитов в растворах, мас. и/о:
1 - CS2S0 4; 2 - Hb2S0 4 : 3 - RЬNОз ; 4 - 1<2504; 5 - КNОз ; 6 - H2S0 4; 7 - Li 2S04; 8
Na 2S0 4; 9 - NаNОз ; 10 - КС1; 11 - I-INОз ; 12 - LiNОз ; 13 - NaCl; 14 - НС1; 15
Nа2СОз; 16 - RbOII; 17 - КОН; 18 - LiCI; 19 - NaOH; 20 - LiOH.
Рис. з. ЗаВИСН~10СТЬ величины р от копцентрации электролита в растворе (нумерация
кривых соответствует приведеиной на рис. 2).
не поддается простому объяснению. В случае гидроксидов и хлоридов
Vt больше Vt', что может быть связано 'со структурами кристалличе
ских решеток. Зависимость V1=f(Л1) дает плавные кривые, а vt'=
=f(M) - ломаные. Величины \1_V2q возрастают с увеличением мо
лекулярной массы и мольного объема электролита. Концентрационная
зависимость р (или р') характеризуется экстремумами. Величины р
для разных электролитов при постоянной моляльности увеличиваются
(см. таблицу, рис. 3) в ряду
KCI-LiСI-NаСI-КОН-RЬОН-LiОН-NаОН-RЬNОз-КNОз-LiNОз
NаNОЗ-СS2S04-RЬ2S0q-К2S0~--Nа2СОз-Li2S04-Nа2S0~.
Расположение электролитов в этом ряду с позиций электростатики
объяснить пока не удалось. Величина р определяется в большей сте
пени анионом, чем катионом. Большая сжимаемость растворов харак
терна для анионов, содержащих больше атомов кислорода, способных
давать водородные связи. более прочные с гидратными молекулами
воды; вследствие их поляризуемости и «кооперативности» [4] связей
растворы уплотняются (р становится отрицательнее) . У ионов калия,
рубидия, цезия уплотнение может быть обусловлено наличием d-элек
тронных уровней, свободных орбиталей. но с ростом радиуса ионов
оно уменьшается: гидратная оболочка становится более рыхлой. При
анализе величин р', всегда отрицательных для рассмотренных электро-
510 УКРАИНСКИй ХИМИЧЕСКИй ЖУРНАЛ, 1983. Т. 49. Н2 5
Величины V- V2Q, Р и р' при 200
У' У !КОЛИЧССТВО I
Электролит электролита. Y-Y2Q р р'
см3/моль мас. %
LiOH 7,1 16,7 5 -0,88 -1,G4 --3,5
10 0,35 -1,3 -3,3
NaOH 8,3 18,8 10 0,13 -1,6 -3,7
20 4,53 -0,85 -3,2
30 7,86 -0,17 -2,9
40 10,10 0,54 -2,4
КОН 11,9 27,4 10 8,96 -0,62 -3,7
20 11,8 -0,004 -3,5
30 14,0 0,56 -3,4
40 16,2 1,3 -3,4
кьон 14,3 32 5 6,65 -1,45 -4,8
10 8,53 -1,15 -4,7
LiCI 16,2 20,5 10 19,3 0,624 -3,8
20 20,2 0,92 -4,0
30 20,6 1,15 -4,5
40 20,8 1,40 -5,2
NaCI 17,3 27 10 18,9 0,20 -1,6
20 19,7 0,52 -l,()
30 20,4 0,70 -1,5
KCl 20,9 37,5 10 29,0 1,6 -1,6
20 29,66 1,9 -1,6
30 30,32 2,1 -1,6
цно, 44 29 5 29,32 -2,8 0,06
10 29,43 -2,9 0,09
20 30,02 --3,1 0,23
30 30,55 -3,5 -0,41
40 30,68 -4,0 -0,52
ц.зо, 67,1 49,5 5 17,59 -9,4 -5,8
10 21,58 -9,1 -5,4
20 26,12 -9,2 -5,0
Na2S04 69,4 52,6 5 14,4 -10,4 -7,25
10 20,7 -9,76 -б,39
20 25,38 -9,92 -6,14
Nа2СОз 45,1 41 5 1,81 -8,22 -7,7
10 7,95 -7,45 -б,8
20 11,07 -7,22 -6,6
литов (даже ДЛЯ KCl), труднее установить общие закономерности.
Поэтому для растворов солей щелочных металлов при расчете зна
чений р целесообразнее использовагь величины V1, а не V1' . Ряд элект
ролитов, построенный по принципу увеличения р', характеризуется
большей «хаОТИЧНОСТЬ10» в расположении веществ с позиций электро
статики по сравнению с приведенным выше:
LiNОз-NаСI-NаNОз-КСI-КNОз-LiОН-Сs2SО.-NаОН-КОН-LiСI
RЬ2S0~-RЬОН-К2S04-Li2S04-Nа2S04-Nа2СОз-RЬNОз·
Расположение в ряду КСl и LiCl, например, объяснению не под
дается. Рассмотренные закономерности позволяют получить некоторую
информацию о зависимости объемных свойств растворов от природы
электролитов, а также рассчитать ряд величин на основании пред
ложеиных уравнений.
1. Максимова и. Н., Федотов Н. В. О плотности водных растворов электролнтов.- Укр.
хим. ЖУРИ., 1973, 39, Ng 3, с. 234-237.
2. Ферсман А. Е. Геохимия.-М.: Наука, 1951.-1.4.842 с.
3. Справочник химика.- М. : Химия, 1965;- Т. 3. 1189 с.
4. Эрдей-Груз Т. Явления переноса в растворах.- М. : Мир, 1978.- ч. 2. 247 с.
Ленинградский Поступила
технологический институт 26 июля 1982 г.
УКРАИНСКИй ХИМИЧЕСКИй ЖУРНАЛ, 1983, Т. 49, Ng 5 511
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-182575 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0041–6045 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-30T15:37:57Z |
| publishDate | 1983 |
| publisher | Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Пак Чжон Су Максимова, И.Н. 2022-01-08T15:43:56Z 2022-01-08T15:43:56Z 1983 Закономерности в изменении объемных свойств растворов электролитов / Пак Чжон Су, И.Н. Максимова // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 5. — С. 508-511. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 0041–6045 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/182575 541.135 На основании плотности при 20-80° рассчитан мольный объем растворов V гидроксидов. сульфатов, нитратов и хлоридов щелочных металлов и рассмотрена зависимость полученных величин от природы ионов, молекулярной массы и концентрации электролитов. ru Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України Украинский химический журнал Неорганическая и физическая химия Закономерности в изменении объемных свойств растворов электролитов Regularities in Variation of Volumetric Properties of Electrolyte Solutions Article published earlier |
| spellingShingle | Закономерности в изменении объемных свойств растворов электролитов Пак Чжон Су Максимова, И.Н. Неорганическая и физическая химия |
| title | Закономерности в изменении объемных свойств растворов электролитов |
| title_alt | Regularities in Variation of Volumetric Properties of Electrolyte Solutions |
| title_full | Закономерности в изменении объемных свойств растворов электролитов |
| title_fullStr | Закономерности в изменении объемных свойств растворов электролитов |
| title_full_unstemmed | Закономерности в изменении объемных свойств растворов электролитов |
| title_short | Закономерности в изменении объемных свойств растворов электролитов |
| title_sort | закономерности в изменении объемных свойств растворов электролитов |
| topic | Неорганическая и физическая химия |
| topic_facet | Неорганическая и физическая химия |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/182575 |
| work_keys_str_mv | AT pakčžonsu zakonomernostivizmeneniiobʺemnyhsvoistvrastvorovélektrolitov AT maksimovain zakonomernostivizmeneniiobʺemnyhsvoistvrastvorovélektrolitov AT pakčžonsu regularitiesinvariationofvolumetricpropertiesofelectrolytesolutions AT maksimovain regularitiesinvariationofvolumetricpropertiesofelectrolytesolutions |