WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 | 2 ||

«Прикладные вопросы математики Фазовые переходы воды: зависимость температуры кипения воды и температуры плавления льда от концентрации соли в растворе Антропова ...»

-- [ Страница 3 ] --

Особый интерес для нас описанные выше процессы представляют ещё и в связи с тем, что изучение кипения и плавления, связанных с изменением внутренней энергии вещества, позволяет сделать некоторые выводы о взаимодействии молекул. В некотором смысле «приоткрыть занавес» в явлениях, не воспринимаемых невооружённым глазом. Попробовать объяснить наблюдаемое на опыте изменение температур кипения и плавления на основе молекулярно-кинетической теории, опираясь на те знания, которыми уже владеет обычный восьмиклассник.

Другими словами, у нас появляется возможность убедиться в необыкновенной эвристической способности молекулярных представлений.

Для объяснения полученных в эксперименте зависимостей нам необходимо было разобраться в особенностях процесса растворения солей в воде. Молекулы воды представляют собой диполи, т.е. обладают пространственно разделёнными зарядами противоположного знака. В кристалле поваренной соли в узлах кубической решётки располагаются положительные ионы натрия и отрицательные ионы хлора. При погружении кристалла соли в воду отрицательные полюса ОН- молекул воды притягиваются электрическими силами к положительно заряженным ионам натрия. К отрицательно заряженным ионам хлора молекулы воды поворачиваются своим положительным полюсом Н+. Полярные молекулы воды отрывают ионы с поверхности кристалла соли. Другими словами, молекулы воды связываются с ионами соли, происходит процесс гидратации (см. рисунок). Гидратация (от греч. hydro — вода) — присоединение молекул воды к другим молекулам или ионам. Связь между молекулами воды слабее, чем связь, образовавшаяся в результате гидратации. Поэтому молекула пресной воды легче испаряется при более низкой температуре. А для того, чтобы молекула разорвала связь с солью и другими молекулами воды, требуется больше энергии, т.е. большая температура.

В процессе отвердевания образуется кристаллическая решетка. В процессе плавления кристаллическая решётка разрушается. Если для разрушения кристаллической решётки льда, полученного из рассола, необходима более низкая температура, чем в случае пресной воды, а значит, и меньшая кинетическая энергия теплового движения молекул, то ионы соли, по-видимому, ослабляют связи молекул воды в кристаллической решётке. То есть появление ионов натрия и хлора в кристаллической решётке льда является причиной уменьшения потенциальной энергии молекул воды.