изменение объёма при растворении

[Руни]

обычно пренебрегают изменением объёма, если количества растворяемых небольшие, но

если растворимость высокая и раствор горячий

как долго будет не меняться объём и расти плотность и насколько высокой она может быть в принципе и когда начнёт расти объём?

 

[M_GM]

Объем изменяется по мере растворения, а когда и насколько зависит от того, что и в чем растворяют

Берите таблицу плотностей растворов для конкретного вещества, стройте график, изучайте зависимость.

[Руни]

почему соль расталкивает воду, а сахар в разб. р-рах её уплотняет??

при растворении сахара или нитрата аммония растут объём и плотность р-ра (в абсолютном смысле)

upyourpic.org/images/201804/ash9pqdd5q.png

красная - это плотность монокристалла сахарозы, синяя - расчётные плотности сахарозы из предположения, что V_р-ра = V_воды + V_{абсолютный}

V_р-ра = V_воды + V_{абсолютный} = 100 мл + m_cax/p 

 

1/p = 1/1,6 примерно = 0,635

upyourpic.org/images/201804/glaeuz1upf.png

расчётные плотности соли заметно меньше реальной плотности нитрата аммония 

upyourpic.org/images/201804/5fv2s5cq2d.png

то есть V_р-ра > V_воды + m_cоли/pист

реальный объём выше ожидаемого, соль будто бы расталкивает воду

тогда сахар в разб. р-рах её уплотняет

почему объём раствора не равен сумме объёмов воды и монокристалла?

[M_GM]

почему соль расталкивает водуg

то есть V_р-ра > V_воды + m_cоли/pист?

 Во-первых, ничего она не расталкивает. Считаем:

100 г 26%-ного раствора поваренной соли содержит 26 г NaCl и 74 мл воды

Плотность раствора равна 1,1972 г/мл, его объем 83,53 мл

Плотность крист NaCl равна 2,16 г/см3, его объём 12,04 мл

Суммарный объем воды и NaCl до растворения равен 86,04 мл

Таким образом, в ходе растворения суммарный объем системы уменьшается примерно на 2,5 мл

 

почему объём раствора не равен сумме объёмов воды и монокристалла?

Поскольку существует такое явление как межмолекулярное взаимодействие (ММВ), гидратация ионов и молекул растворенного вещества

Попадание вещества в воду изменяет величину ММВ приводит к более плотной упаковке молекул воды в гидратных оболочках, чем в то как они упакованы в жидкой воде. Это приводит к уменьшению объема системы.

 

Но вещества гидратируются по разному, и если одни из них увеличивают суммарное ММВ, то другие, видимо ослабляют. Сахароза где-то посередочке. Большое число гидроксильных групп в молекуле делает ее видимо очень похожей в плане ММВ на воду, поэтому ее растворение мало влияет на общий объем системы. Так для такого-же 26%-ного раствора:

100 г 26%-ного раствора сахарозы содержит 26 г сахара и 74 мл воды

Плотность раствора равна 1,1082 г/мл, его объем 90,2 мл

Плотность крист сахара равна 1,587 г/см3, его объём 16,4 мл

Суммарный объем воды и сахара до растворения равен 90,4 мл

Таким образом, в ходе растворения суммарный объем системы уменьшается примерно на 0,2 мл, т.е. практически не изменяется.

Более того, для сахара оказывается при некоторых концентрациях V(p-pa) > V(сумм),

а при других - наоборот, V(p-pa) < V(сумм). Какие-то тонкие эффекты срабатывают

Изменено 14 Апреля, 2018 в 21:30 пользователем M_GM

[Руни]

ничего она не расталкивает

какие-то тонкие эффекты срабатывают

у вас растворы разбавленные 

100 г 84% сахара 84 г и 16,02837 мл воды

плотность раствора 1,4383, объём 69,5265 мл

плотность сахарозы 1,6, объём 52,5 мл

суммарный объём до растворения 68,52837 мл

на 0,998 мл

100 г 55% нитрата аммония 55 г и 45,07979 мл воды

плотность раствора 1,252, объём 79,87 мл

плотность нитрата аммония 1,72, объём 31,9767 мл

суммарный объём до растворения 77,0565 мл

увеличение на 2,8 мл! распаковывают воду не слабо

[M_GM]

Когда сахара 84 г, а воды 16 - это еще вопрос, кто кого расталкивает. Но и тогда эффект около 1,5%

 

2,8/79,9 = 3,5%

[Руни]

2,8/79,9 = 3,5%

какая-то мистика

неужели в растворе нитрата аммония аммиак давит? а сахароза не газует