Закон Вант-Гоффа для растворов: Объяснение и решение

Закон Вант-Гоффа для растворов Закон Вант-Гоффа описывает осмотическое давление в разбавленных растворах неэлектролитов. Он гласит: осмотическое давление раствора прямо пропорционально его молярной концентрации и абсолютной температуре. Формулировка закона: Осмотическое давление раствора равно тому давлению, которое оказывало бы растворенное вещество, если бы оно находилось в состоянии идеального газа при той же температуре и занимало объем, равный объему раствора. Математическая формула закона: \[ \pi = C \cdot R \cdot T \] Где: \( \pi \) — осмотическое давление (Па); \( C \) — молярная концентрация растворенного вещества (моль/м³ или моль/л); \( R \) — универсальная газовая постоянная, равная \( 8,314 \) Дж/(моль·К); \( T \) — абсолютная температура (К). Для растворов электролитов (веществ, которые распадаются на ионы) в формулу вводится изотонический коэффициент \( i \) (коэффициент Вант-Гоффа): \[ \pi = i \cdot C \cdot R \cdot T \] Коэффициент \( i \) показывает, во сколько раз число частиц в растворе больше числа молекул растворенного вещества. Он рассчитывается по формуле: \[ i = 1 + \alpha \cdot (n - 1) \] где \( \alpha \) — степень диссоциации, а \( n \) — число ионов, на которые распадается одна молекула. Этот закон имеет огромное значение в биологии и медицине, так как осмотические процессы определяют обмен воды в клетках живых организмов. Российская наука внесла значительный вклад в изучение физической химии растворов, развивая идеи классиков и применяя их в современной промышленности и медицине.