зов, находящихся в смеси с другими газами.

Газы подчиняются закону Генри при не очень высоких давлениях и притом лишь в случае, когда они не вступают в химическое взаимодействие с растворителем. При высоких давлениях, когда поведение всех газов заметно отличается от идеального5 отклоне-

78. Осмос

Таблица 10. Растворимость газов в соде

ГАЗ РАСТВОРИМОСТЬ ГАЗА В 100 МЛ ВОДЫ, МЛ ГАЗ РАСТВОРИМОСТЬ ГАЗА В 100 МЛ ВОДЫ, ил

ПРИ С °С ПРИ 20 °С

ПРИ 0 °С ПРИ 20 °С

Водород

Кислород

Лзот 2,15

4,9

2,35 1,8

3,1 1,5 Диоксид углерода

Хлор

Метан 171

461 5,5 87,8 236 3,3

нне от закона Генри наблюдается и в случае газов, химически не взаимодействующих с растворителем.

77. Пересыщенные растворы. Растворимость большинства ве-

ществ уменьшается с понижением температуры, поэтому при охла-

ждении горячих насыщенных растворов избыток растворенного ве-

щества обычно выделяется. Однако, если производить охлаждение

осторожно и медленно, защитив при этом раствор от возможности

попадания в него частиц растворенного вещества извне, то выделе-

ния его из раствора может и не произойти. В этом случае полу-

чится раствор, содержащий значительно больше растворенного

вещества, чем его требуется для насыщения при данной темпера-

туре. Это явление было открыто и подробно изучено русским ака-

демиком Т. Е. Ловицем (1794 г.), который назвал такие растворы

пересыщенными. В спокойном состоянии они могут годами

оставаться без изменения. Но стоит только бросить в раствор кри-

сталлик того вещества, которое в нем растворено, как тотчас же

вокруг него начинают расти другие кристаллы и через короткое

время весь избыток растворенного вещества выкристаллизовы-

вается. Иногда кристаллизация начинается от простого сотрясения

раствора, а также от трения стеклянной палочкой о стенки сосуда,

в котором находится раствор. При кристаллизации выделяется

значительное количество теплоты, так что сосуд с раствором за-

метно нагревается. Очень легко образуют пересыщенные рас-

творы Na2S04- 10Н2О (глауберова соль), Na2B407- 10Н2О (бура),

Na2S203-5H20 (тиосульфат натрия).

Из сказанного следует, что пересыщенные растворы являются неустойчивыми системами, способными к существованию только при отсутствии в системе твердых частиц растворенного вещества. Возможность длительного существования таких растворов объясняется трудностью первоначального возникновения мельчайших «зародышевых» кристалликов, так называемых центров кристаллизации, от которых кристаллизация распространяется на всю массу раствора.

78. Осмос. Как уже говорилось, раствор представляет собой го-

могенную систему. Частицы растворенного вещества и раствори-

теля находятся в беспорядочном тепловом движении и равномерно

распределяются по всему объему раствора.

Если поместить в цилиндр концентрированный раствор какого-либо вещества, например, сахара, а поверх него осторожно налить слой более разбавленного раствора сахара, то вначале сахар и вода будут распределены в объеме раствора неравномерно. Однако через некоторое время молекулы сахара н воды вновь равномерно распределятся по всему объему жидкости. Это происходит потому, что молекулы сахара, беспорядочно двигаясь, проникают как из концентрированного раствора в разбавленный, так и в обратном направлении; но при этом в течение любого промежутка времени из более концентрированного раствора в менее концентрированный переходит больше молекул сахара, чем из разбавленного раствора в концентрированный. Точно так же молекулы воды движутся в различных направлениях, но при этом из разбавленного раствора, более богатого водой, в концентрированный раствор переходит больше молекул воды, чем за то же время переносится в обратном направлении. Таким образом возникает направленное перемещение сахара из концентрированного раствора в разбавленный, а воды—из разбавленного раствора в концентрированный; каждое вещество переносится при это?! туда, где его концентрация меньше. Такой самопроизвольный процесс перемещения вещества, приводящий к выравниванию его концентрации, называется диф-ф у з и е й.

В ходе диффузии некоторая первоначальная упорядоченность в распределении веществ (высокая концентрация вещества в одной части системы и низкая — в другой) сменяется полной беспорядочностью их распределения. При этом энтропия системы возрастает. Когда концентрация раствора во всем его объеме выравнивается, энтропия достигает максимума и диффузия прекращается.

Диффузию можно наблюдать, если налить в стеклянный цилиндр какой-либо окрашенный раствор, например, раствор КМпО/и а сверху него осторожно, чтобы не вызвать перемешивания, добавить воды. Вначале будет заметна резкая граница, но постепенно она будет размываться; через некоторое время растворенное вещество равномерно распределится по всему объему раствора и вся жидкость примет один и тот же цвет.

В рассмотренном примере частицы растворителя и растворенного вещества диффундируют в противоположных направлениях. Такой случай называется встречной