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📜  理想和非理想解决方案

📅  最后修改于: 2022-05-13 01:57:10.244000             🧑  作者: Mango

理想和非理想解决方案

理想的解决方案是可以区分不同种类的分子的混合物;然而,与理想气体中的分子不同,理想溶液中的分子相互施加力。当所有分子的力相同时,无论物种如何,解决方案被认为是完美的。

理想的解决方案

理想溶液的最简单定义是均匀溶液,其中组分(溶质和溶剂)分子之间的相互作用与每个组分本身分子之间的相互作用完全相同。在几乎所有浓度和温度下,这些溶液都遵循拉乌尔定律。

理想溶液的特点

通过将具有匹配分子结构和大小的溶质和溶剂结合起来,可以创建完美的解决方案。当我们混合两种物质 X 和 Y 时,我们可以看到它们之间存在各种分子间作用力。举个例子

  • X 和 X 之间存在分子间吸引力。
  • Y 和 Y 之间存在分子间吸引力。
  • X 和 Y 之间存在分子内吸引力。

在这种情况下,当分子间的吸引力相同或相等时,我们得到了一个理想的解决方案。

拉乌尔定律

1986 年,法国化学家 Francois Marte Raoult 提出了分压与挥发性液体摩尔分数之间的关系。 “溶质成分的摩尔分数与其分压成正比,”该定律说。根据拉乌尔定律,液-液溶液可分为两类。有理想的和非最优的解决方案。

理想解决方案的性质

理想溶液的物理性质通常与纯组分的性质非常相似。以下是它的一些特点:

  1. 溶液的焓为零。当溶液的焓接近零时,它更有可能表现出完美的行为。
  2. 混合体积也为零。这意味着溶液的总体积等于溶质和溶液体积的总和。此外,它表示当两种成分混合时体积会收缩或膨胀。
  3. 溶质-溶质和溶剂-溶剂相互作用几乎与溶质-溶剂相互作用相同。

理想解决方案的例子

获得一个平衡良好的理想解决方案可能很困难,但是,一些解决方案有时可以表现出理想的行为。这里有几个例子:

  • 甲苯和苯。
  • 碘乙烷和溴乙烷。
  • 溴苯和氯苯。
  • 正庚烷和正己烷。

值得注意的是,当涉及到溶液浓度时,大多数稀溶液都具有或表现出理想溶液的特性。

非理想解决方案

Margules 函数或活动系数可用于描述与理想状态的偏差。如果与理想的偏差很小,则单个 Margules 参数可能足以定义解的特征;这种解决方案被称为常规解决方案。与理想溶液的体积严格相加且混合始终完全不同,非理想溶液的体积并不总是纯液体组分体积的简单总和,并且不能保证在整个组成范围内的溶解度。组分的热力学活性可以通过测量它们的密度来评估。

非理想解的特征

非理想解具有以下特点:

  1. 溶质-溶质和溶剂-溶剂相互作用不同于溶质-溶剂相互作用。
  2. 混合焓,即Δ mix H≠0,表明如果混合焓为负(Δ mix H < 0),则可能已经放热,或者如果混合焓为正,则可能已经看到热量( Δ混合H>0)。
  3. 混合体积,即Δ mix V≠0,说明液体溶解会有一定的膨胀或收缩。

示例问题

问题 1:您所说的理想解决方案是什么意思?

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问题2:什么是拉乌尔定律公式?

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问题 3:什么是理想气体?

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问题 4:拉乌尔定律说明了什么?

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问题5:理想解决方案的特点是什么?

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