Обсуждение:Разбавление

message: По приведённой ссылке http://in-chemistry.ru/archives/153 есть замечание: "Важно помнить, что данное правило можно использовать только относительно массовых долей, но не объемных!"
В самой же статье видим: "пишутся процентные концентрации (массовые или объемные)". Кому верить?
С точки зрения математики всё нормально, математически формула проверяется элементарно за пол минуты.
С точки зрения химии: раствор в-ва, взятого в объёме А, в другом в-ве, взятом в объёме Б не обязательно будет иметь объём А+Б, т.е. объём, в отличие от массы, не сохраняется.
Однако, тут у нас особый случай - не растворение, а разбавление растворов, т.е. по сути процесса растворения уже не будет (поправьте меня).
Вопрос: именно при разбавлении готовых растворов объём сохраняется или тоже не обязательно? Хорошо бы АИ.--Hint°°° 08:59, 23 июля 2014 (UTC)
replies: text: Разбавление подразумевает растворение. Для разбавленных растворов можно пренебречь нелинейной зависимостью плотности от концентрации и полагать, что объем смеси равен сумме объемов частей. Для растворов с сильно выраженной контракцией (например, водно-спиртовых) дефектом объема пренебречь нельзя — объемный вариант формулы неприменим. --Hardman Feidlimid 08:12, 13 августа 2014 (UTC)
=== Молярные и массовые, но не «объемные» ===
1. Плотность идеального раствора линейно зависит от объемных концентраций. Относительно, например, массовых долей плотность идеального раствора является средним гармоническим.
2. «Дефект» объема вызван отклонением от линейности не плотности, а молярного объема. Зависимость молярного объема идеальной (но не только, см. ниже) смеси от состава:

text: v(x) = \sum_{i=1}^N {x_i v_i^\circ},
где v_i^\circ — молярный объем чистого ~i-го компонента (в той же фазе); ~x_i — молярная доля компонента. Для реальной смеси:

text: v(x) = \sum_{i=1}^N {x_i v_i^\circ} + v^M(x),
где функция ~v^M(x) называется полным (интегральным) молярным объемом смешения Очевидно, что именно эту величину имел в виду участник Hardman Feidlimid, когда говорил о «дефекте объема».. Иногда вводят относительную величину -{v^M}/{\sum\nolimits_{i=1}^N {x_i v_i^\circ}}, которая называется контракцией. Функция смешения удовлетворяет естественным граничным условиям: ~v^M(A_i) = 0, где ~A_i — вершина ~i-го компонента.
Если

text: \frac{\partial\gamma_i}{\partial p}\Bigr|_{x_0} = 0, то ~v^M(x_0) = 0,
в частности, для идеального раствора, ~v^M \equiv 0.
3. Объемную долю компонента в смеси можно корректно ввести только в последнем случае. В технике «объемной долей» называют отношение \phi_i = {x_i v_i^\circ}/{v} при ~t= 20 °C и атм. давлении. Эта величина, однако, не является дóлей и нетривиально зависит от состава. Именно с тем, что величина \phi_i непредставима как доля, связана невозможность использования для нее мнемонического правила «креста».

text: Популярный пример: контракция жидкой смеси этилового спирта с водой состава 16,2 мол. % \mbox {C}_2\mbox {H}_5\mbox {OH}  имеет величину 3,22 % при 20 °C. Это означает, что объемная «доля» спирта равна 40 об. %, то есть для приготовления такой смеси (при 20 °C) нужно взять 400 мл спирта и разбавить его водой до 1000 мл. Это, однако, не означает, что объем воды, пошедшей на раствор (объем до смешения), равен 600 мл. Этот последний больше на величину контракции: \sum\nolimits_{i=1}^N {\phi_i} \neq 1. 
Поведение экстенсивных величин при смешении исследуется в термодинамике растворов с помощью парциальных молярных функций. С этим можно познакомиться по любым учебникам химической термодинамики, например:

text: Глазов В. М., Павлова Л. М. Химическая термодинамика и фазовые равновесия. М.: Металлургия, 1988;

text: Полторак О. М. Термодинамика в физической химии. М.: Высш. шк., 1991.
91.216.81.4 06:38, 24 октября 2014 (UTC) А. Наумов.
thread_title:  Массовые или объемные доли 

message: 1. Плотность идеального раствора линейно зависит от объемных концентраций. Относительно, например, массовых долей плотность идеального раствора является средним гармоническим.
2. «Дефект» объема вызван отклонением от линейности не плотности, а молярного объема. Зависимость молярного объема идеальной (но не только, см. ниже) смеси от состава:
replies: text: v(x) = \sum_{i=1}^N {x_i v_i^\circ},
где v_i^\circ — молярный объем чистого ~i-го компонента (в той же фазе); ~x_i — молярная доля компонента. Для реальной смеси:

text: v(x) = \sum_{i=1}^N {x_i v_i^\circ} + v^M(x),
где функция ~v^M(x) называется полным (интегральным) молярным объемом смешения Очевидно, что именно эту величину имел в виду участник Hardman Feidlimid, когда говорил о «дефекте объема».. Иногда вводят относительную величину -{v^M}/{\sum\nolimits_{i=1}^N {x_i v_i^\circ}}, которая называется контракцией. Функция смешения удовлетворяет естественным граничным условиям: ~v^M(A_i) = 0, где ~A_i — вершина ~i-го компонента.
Если

text: \frac{\partial\gamma_i}{\partial p}\Bigr|_{x_0} = 0, то ~v^M(x_0) = 0,
в частности, для идеального раствора, ~v^M \equiv 0.
3. Объемную долю компонента в смеси можно корректно ввести только в последнем случае. В технике «объемной долей» называют отношение \phi_i = {x_i v_i^\circ}/{v} при ~t= 20 °C и атм. давлении. Эта величина, однако, не является дóлей и нетривиально зависит от состава. Именно с тем, что величина \phi_i непредставима как доля, связана невозможность использования для нее мнемонического правила «креста».

text: Популярный пример: контракция жидкой смеси этилового спирта с водой состава 16,2 мол. % \mbox {C}_2\mbox {H}_5\mbox {OH}  имеет величину 3,22 % при 20 °C. Это означает, что объемная «доля» спирта равна 40 об. %, то есть для приготовления такой смеси (при 20 °C) нужно взять 400 мл спирта и разбавить его водой до 1000 мл. Это, однако, не означает, что объем воды, пошедшей на раствор (объем до смешения), равен 600 мл. Этот последний больше на величину контракции: \sum\nolimits_{i=1}^N {\phi_i} \neq 1. 
Поведение экстенсивных величин при смешении исследуется в термодинамике растворов с помощью парциальных молярных функций. С этим можно познакомиться по любым учебникам химической термодинамики, например:

text: Глазов В. М., Павлова Л. М. Химическая термодинамика и фазовые равновесия. М.: Металлургия, 1988;

text: Полторак О. М. Термодинамика в физической химии. М.: Высш. шк., 1991.
91.216.81.4 06:38, 24 октября 2014 (UTC) А. Наумов.
thread_title:  Молярные и массовые, но не «объемные»