Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Объемные дианраммы фазового равновесия систем, образованных ограниченно растворимыми жидкостямиСтр 1 из 8Следующая ⇒
ОБЪЕМНЫЕ ДИАНРАММЫ ФАЗОВОГО РАВНОВЕСИЯ СИСТЕМ, ОБРАЗОВАННЫХ ОГРАНИЧЕННО РАСТВОРИМЫМИ ЖИДКОСТЯМИ ОГРАНИЧЕННАЯ РАСТВОРИМОСТЬ В ДВУХ И ТРЕХ ЧАСТНЫХ БИНАРНЫХ СИСТЕМАХ.
В данной части мы рассмотрим только изотермические сечения Т-х диаграмм (рисунок 3).
а)
б)
в)
Рис. 3. Изотермические сечения объемных диаграмм, образованных тремя жидкостями с ограниченной растворимостью в одной (а), в двух (б) и трех (в) частных бинарных системах.
На рисунке 3(а) представлено изотермическое сечение для системы с ограниченной взаимной растворимостью в одной бинарной системе. На рисунке 3(б) представлено изотермическое сечение для системы с ограниченной взаимной растворимостью в двух бинарных системах. На рисунке 3(в) представлено изотермическое сечение для системы с ограниченной взаимной растворимостью в трех бинарных системах. Как видно из рисунков, неограниченная растворимость может приводить к возникновению одной, двух или трех двухфазных областей на изотермических сечениях объемной дианраммы.
Слайд 2
УЧЕНИЕ О РАСТВОРАХ Растворы – это гомогенные системы, состоящие из растворенных веществ, растворителя и продуктов их взаимодействия. Основные параметры состояния раствора – это давление, температура, концентрация. Идеальный раствор - раствор, образование которого, при любом соотношении компонентов, не сопровождается тепловым эффектом (∆Нраст=0), а также сжатием или расширением системы (т. е. объем раствора обладает свойством аддитивности). Vр-ра= V1 +V2, (1) где V1 и V2 - соответственно объемы первого и второго компонентов до образования раствора. Для соблюдения этих условий надо, чтобы силы взаимодействияв растворе между однородными и разнородными молекулами были одинаковыми, что, естественно, ни в одном действительносуществующем растворе не выполняется. Раствор называется бесконечно разбавленным, если концентрация растворенного вещества в нем бесконечно мала. В таком растворе взаимодействие между молекулами растворенного вещества отсутствует, так как они разделены бесконечно большим объемом растворителя.
В практике бесконечно разбавленныерастворы не встречаются, но к ним близки по свойствам растворы газов в жидкости, с которой они химически не взаимодействуют. Состав растворов обычно выражают в весовых процентах, в молях растворенного вещества на литр раствора (молярность) или на килограмм растворителя (моляльность), а также в мольных долях. Формулы для расчета различных концентраций приведены в таблице 9.
Способы выражения концентраций Таблица 9
Для пересчета концентраций можно использовать следующие соотношения (индекс 1 относится к растворителю, 2 – к растворенному веществу, Mi – молекулярная масса, г/моль; ρ – плотность раствора, г/см3): , ; , ; , . Среднюю молекулярную массу раствора рассчитывают по формуле: (2)
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРЦИАЛЬНЫХ СВОЙСТВ
• Аналитический – дифференцирование аналитической зависимости интегрального свойства от состава раствора по количеству молей одного из компонентов. Если зависимость Ф=f(n2) может быть аппроксимирована полиномом: , то парциальная мольная характеристика растворенного вещества определяется как , а парциальная мольная характеристика растворителя может быть рассчитана на основании свойства аддитивности (5): . • Графические – основаны на построении касательных к зависимости свойство раствора – состав, причем состав раствора может быть выражен через число молей одного из компонентов, мольную или массовую долю:
а) к кривой Ф = f(n2) → парциальное свойство (метод касательных), б) к кривой Ф = f(х2) или Ф = f(ω2) → парциальные свойства и (метод пересечений).
а) б) Рис. 3 Графические методы определения парциальных мольных величин на основании зависимости свойства раствора от состава: а) от числа молей растворенного вещества n2 – метод касательных; б) от мольной доли растворенного вещества x2 – метод пересечений.
ИДЕАЛЬНЫЙ БИНАРНЫЙ РАСТВОР ЛЕТУЧИЕ БИНАРНЫЕ РАСТВОРЫ Насыщенный пар над идеальным бинарным летучим раствором образован обоими веществами раствора (обозначим их А и В). Давление насыщенного пара над ним (Р) равно сумме парциальных давлений (РА и РВ): Р= РА + РВ. По закону Рауля: , , где - соответственно давление насыщенного пара над чистыми веществами А и В. Графически эти зависимости выражаются прямыми линиями, проходящими через начало координат (рис.2). Общее давление насыщенного пара: . (7)
Рис.2. График закона Рауля для смеси двух летучих жидкостей.
Зависимость общего давления насыщенного пара над раствором от концентрации вещества А выражается прямой линией, не проходящей через начало координат. В реальных предельно разбавленных растворах для растворителя выполняется закон Рауля, а для растворенного вещества выполняется закон Генри. В идеальных растворах закон Генри совпадает с законом Рауля.
РЕАЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Пример 1. Рассчитайте состав раствора бензол-толуол, который при нормальном давлении кипит при температуре 1000С, а также состав образующегося пара. Раствор считайте идеальным. Давления пара чистых бензола и толуола при 1000С равны 1350 Торр и 556 Торр соответственно. Решение: Мольную долю бензола в растворе находим по закону Рауля: 760 = 556 + (1350-556)х1, откуда х1 = 0,257. Мольная доля толуола в растворе равна х2 = 1-х1 = 0,743. Мольную долю бензола в газовой фазе находим по закону Дальтона: Соответственно мольная доля толуола в паре: Пример 2. Мольные объемы CCl4 и C6H6 равны 0,09719 и 0,08927 л/моль соответственно, а их парциальные мольные объемы в эквимолярном растворе равны 0,10010 и 0,10640 л/моль. Рассчитайте мольный объем эквимолярного раствора и изменение объема при смешении. Решение: Объем 1 моля раствора определим по формуле (36): Vm = 0,5·0,10010 + 0,5∙0,10640 = 0,10325 (л/моль). Объем до смешения: V0 = 0,5·0,09719 + 0,5∙0,089274 = 0,09323 (л/моль). ∆Vmix = Vm - V0 = 0,01002 (л/моль) – наблюдается увеличение объема раствора при смешении, т. е. положительные отклонения от закона Рауля. Пример 3. Рассчитайте растворимость висмута в кадмии при 150 и 2000С. Энтальпия плавления висмута при температуре плавления (2730С) равна 10,5 кДж/моль и не зависит от температуры. Считайте, что образуется идеальный раствор. Решение: Воспользуемся уравнением Шредера: при 1500С при 2000С . Растворимость увеличивается с температурой, что характерно для эндотермического процесса. Пример 4. Раствор 20 г гемоглобина в 1 л воды имеет осмотическое давление 7,52·10-3 атм при 250С. Определите молярную массу гемоглобина. Решение: В уравнении (47) выразим молярную концентрацию как С=m/MV (m – масса гемоглобина в растворе, а М – его молекулярная масса), получим .
Обратите особое внимание на соответствие размерностей всех величин в используемой формуле. При использовании величины R= 8,314 следует выразить осмотическое давление в Па, а молярную концентрацию в . Пример 5. Проба нелетучей жирной кислоты с общей формулой CnH2n-3COOH массой 1,263 г растворена в 500 г CCl4. Температура кипения раствора составила 76,8040С. Определите, какая кислота была исследована, если Ткип (ССl4)=76,760С, а эбуллиоскопическая постоянная 4,88. Решение: По формуле для расчета молярной массы растворенного вещества: . Индекс n находим, решая уравнение: 12n + 1(2n-3) + 12 + 2∙16 +1 = 280, откуда n = 17. Исследована линолевая кислота C17H31COOH (витамин F). Пример 6. Давление пара воды при 273 К равно 610,48 Па, а давление пара 10% раствора NaNO3 589,28 Па. Определите активность, коэффициент активности и химический потенциал воды в растворе. Решение: активность растворителя в неидеальном растворе можно рассчитать по закону Рауля , а коэффициент активности из соотношения . Мольная доля воды в растворе , тогда . Химический потенциал воды в реальном растворе: .
ОБЪЕМНЫЕ ДИАНРАММЫ ФАЗОВОГО РАВНОВЕСИЯ СИСТЕМ, ОБРАЗОВАННЫХ ОГРАНИЧЕННО РАСТВОРИМЫМИ ЖИДКОСТЯМИ
|
|||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-05-27; просмотров: 114; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.189.2.122 (0.034 с.) |