Ch_7_-_cb_DD_long_-_R

Chöông 7

CÂN BẰNG GIỮA

DUNG DỊCH LỎNG-RẮN

(SỰ KẾT TINH)

2

Nội dung

1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ hòa tan

2. Tính chất nồng độ của dung dịch

3. Sự kết tinh của dung dịch 2 cấu tử


3


• Xét quá trình hòa tan chất rắn i vào dung dịch:

HSCB:

i (r) = i (d.d., xi) + Hht

ii

i

ix xddx

rx

ddxK .).(

)(

.).(

PT đẳng áp Van’t Hoff:

2

ln

RT

H

dT

Kd x

2

ln

RT

H

dT

xd i

4


i (r) = i (d.d., xi) + Hht

Xem d.d. là Lý Tưởng: Hht = nc + Hph.l = nc = i

PT Sreder

2

ln

RTdT

xd ii 2

ln

RT

H

dT

xd i

5


PT Sreder

2

ln

RTdT

xd ii

Do i > 0 nên: T tăng xi tăng

(đô tan tăng khi nhiệt độ tăng)

xi = k. exp(- i /RT) (độ tan phụ thuộc T dưới dạng hàm số mủ -

đường cong)

6


PT Sreder

2

ln

RTdT

xd ii

0

11ln

TTRx i

i

xi : phần mol i (độ hòa tan) tại nhiệt độ T (K)

T0 (K): nhiệt độ nóng chảy của i ;

i (cal/mol): nhiệt nóng chảy của i ;

R = 1,987 cal/mol/K

7


• Độ giảm áp suất hơi của dung dịch

Dung dịch chứa chất tan không bay hơi

Áp suất hơi của dd là AS hơi của dm.

ĐL Raoult: P = Pdm = P0dm .xdm = P0

dm .(1-x)

Với: P : ASH của dung dịch

P0dm : ASH bão hòa của dm nguyên chất

(ở nhiệt độ khảo sát)

x : tổng phần mol của các chất tan

8


• Độ giảm áp suất hơi của dung dịch (tt)

ĐL Raoult: P = Pdm = P0dm .xdm = P0

dm .(1-x)

xP

P

P

PP

dmdm

dm

00

0

ĐL Raoult về độ giảm ASH:

Độ giảm tương đối ASH của d.d.

bằng tổng phân mol các chất

tan không bay hơi trong d.d.

D.D càng

đặc thì

ASH càng

thấp

9


• Độ tăng điểm sôi và hạ điểm kết tinh

1000

MRTK

1

2

0

T = K.Cm

(ĐL chỉ thật đúng với dung dịch vô cùng loãng)

Cm : nồng độ molan

Độ tăng điểm sôi và hạ điểm kết tinh của các

d.d. chất tan không bay hơi tỉ lệ thuận với

nồng độ của d.d. (ĐL Raoult)

Với:

10


• Độ tăng điểm sôi và hạ điểm kết tinh (tt)

Đại lượng Điểm sôi Điểm kết tinh

T (K) Độ tăng Độ giảm

K (K/mol) HS nghiệm sôi (KS) –

chỉ phụ thuộc bản chất

dung môi

HS nghiệm đông (KD) – chỉ

phụ thuộc bản chất dung

môi

(cal/mol) Nhiệt hóa hơi Nhiệt nóng chảy

To (K) Nhiệt độ sôi của d.m. Nhiệt độ kết tinh của d.m.

R = 1,987 (cal/mol/K) : Hằng số khí

M1 (g/mol) : phân tử khối của d.m.

11


• Áp suất thẩm thấu

A/S thẩm thấu của d.d. ():

là a/s phụ cần tác động lên

một màng bán thấm nằm

phân cách giữa d.d. và d.m.

nguyên chất để d.d. nằm cân

bằng thủy tĩnh với d.m.

12


• Áp suất thẩm thấu (tt)

PT Van’t Hoff:

V= nRT(Có thể áp dụng cho d.d.

có nồng độ tương đối lớn)

CRTRTV

n

Với:

(atm): a/s thẩm thấu của d.d.

V (lit): thể tích d.d.

n (mol): số mol chất tan trong d.d.

R (= 0,082 atm.lit/mol/K): HS khí

T (K): nhiệt độ

C (M) : nồng độ mol của chất tan

VD: Đường Sucrose trong nước ở 293 K. C= 0.1 mol/l; (thực)= 262 kPa; (tính)= 240 kPa.C= 0.75 mol/l; (thực)= 2,4 MPa; (tính)= 1,8 MPa

13

Hệ không tạo d.d. rắn, không tạo hợp chất hóa học


• Giản đồ (T-x)

Ví dụ: NaCl – H2O; KCl – LiCl; MgO – CaO;

naphthalene - diphenyamin….

RB

a

b

eRA

A BxB

ToC

RA + RB

Lỏng A + B

RA LRB L

Đường ae:

xA = KA.exp (-A/RT)

Đường be:

xB = KB.exp (-B/RT)

Điểm e: Điểm eutecti

14


• Quá trình đa nhiệt

RB

a

b

eRA

Q

r1

r2

l1

l2Q2

H Te

T1

T2

A BxB E

ToC

RA + RB

Lỏng A + B

RA LRB L

HệPha

lỏng

Pha

rắn

Nhiệt

độ

Bậc

TD

Q Q - -2

l1 l1 r1 T1

1Q2 l2 r2 T2

H e RB Te 0


P= const

15



rB

a

b

erA

Q

r1

r2

l1

l2Q2

H Te

T1

T2

A BxB E

ToC

RA + RB

Lỏng A + B

RA LRB L

Lượng các pha, ví dụ tại Q2:

22

22

2

2

)(

)(

rQ

Ql

lg

rg

Hệ Q2=lỏng (l2) + rắn (r2)


16



rB

a

b

erA

Q

HrC

A BxB E

ToC

RA + RB

Lỏng A + B

RA LRB L

Te

Tại H:

- Lỏng e KT RắnA và RắnB

- Hệ có 3 pha: RắnA (rA) ,

RắnB (rB), LỏngAB (e).

- Hệ rắn chung (rC):

= RắnA + RắnB

Tiếp tục kết tinh:

rC : rB H

Kết tinh kết thúc khi: rC = H

Ce

C

HR

eH

Lg

Rg

)(

)(


17



rB

a

b

erA

Q

r1

r2

l1

l2Q2

H Te

T1

T2

A BxB E

ToC

RA + RB

Lỏng A + B

RA L RB L

Đường nguội lạnh

f = 1 2

f = 2 3

q

r

s tu

t (thời gian)

ToC

f = 3 2


18


• Hỗn hợp eutecti

Ở P= const:

- Hỗn hợp eutecti sẽ kết tinh

ở nhiệt độ không đổi.

- Thành phần pha rắn = thành

phần pha lỏng

- Hỗn hợp rắn là những tinh

thể rất nhỏ, mịn của hai pha

RắnA , RắnB nguyên chất.


rB

a

b

erA

Q

A BxB E

ToC

RA + RB

Lỏng A + B

RA LRB L

Te

19


• Hỗn hợp eutecti (tt)

Nếu P const:

- Bậc tự do: c = 2 – 3 +2 = 1

Khi thay đổi P nhiệt độ kết tinh (T0)

thay đổi nồng độ eutecti xe thay đổi.


20


• Hỗn hợp eutecti (tt)

Ứng dụng:

- Hỗn hợp “sinh hàn” (muối-nước): điểm

cryohydrat (T0 < 0 0C), ví dụ: NaCl – H2O

(22,4% NaCl) có điểm cryohydrate -21,2 0C.

- Hỗn hợp “thiết hàn” (Sn-Pb): T0 = 200 0C

(T0 (Sn) = 232 0C ; T0 (Pb) = 327 0C)


21


• Quá trình đẳng nhiệt

Giảm nồng độ cấu tử A

trong d.d. (vd.: hút chât

không):- Điểm hệ Q l : Bắt đầu

kết tinh RB

- Tiếp tục : l m :

k = 2; f = 2 ; T, P = const

c = 2- 2 + 0 = 0

Nồng độ xB = const :

điểm lỏng cố định tại l

rB

a

b

e

Qh l m r

rA

A BxB E

ToC

RA + RB

Lỏng A + B

RA L


22


• Quá trình đẳng nhiệt

Khi điểm hệ chạy từ l m:

- Lượng tương đối hai

pha (L, RB):

- Lượng cấu tử A giảm:

RB

a

b

eRA

Qh l m r

A BxB E

ToC

RA + RB

Lỏng A + B

RA Lmr

lm

Lg

Rg B )(

)(

mh

Qm

LRg

Ag

B

)(

)(


23


• Phép phân tích nhiệt

a

b

A B

ToC

t (thời gian)

x y z t x y z t

1 2 3 4

56

1 2 3 4 5 6

ToC


24



a

d

e1rA

Q2

Q3Q1

A DE1

T

RA + RD

Lỏng A + B

RA L RD L

b

e2

BE2

RD + RB

RD L

RB L

-Giản đồ của hai

hệ (A-D) và (D-B)

ghép lại.

- Có 1 điểm cực

đại (d) và 2 điểm

eutecti.

- Đường ae1 :

kết tinh RA

-Đường e1de2 :

kết tinh RD

-Đường e2b:

kết tinh RB

Ví dụ: CuSO4 – H2O tạo CuSO4.5H2O

Hệ không tạo d.d. rắn, kết tinh tạo hợp chất hóa học bền

25


• Quá trình đa nhiệt (tt)

a

d

e1rA

Q2

Q3Q1

A DE1

T

RA + RD

Lỏng A + B

RA L RD L

b

e2

BE2

RD + RB

RD L

RB L

-Hệ ở Q2,Q3: giống

hệ không tạo hchh.

-Hệ ở Q1 :

Giảm T, Q1 d:

D bắt đầu kết tinh

x(lỏng) = x (rắn)

c = r – q – f + 1 = 0

T = const

Giống k.t. một

chất nguyên chất


26


• Quá trình đẳng nhiệt, đẳng áp

a

d

e1RA

Qh l1 l2 l3 rB

rD

A DE1

T

RA + RD

Lỏng A + B

RA L RD L

b

e2

BE2

RD + RB

RD LRB L

-Từ l1 đến rD :Rắn D (rD) lỏng (l1)

c = k-f + 0 = 2-2 = 0

TP pha lỏng không

đổi

-Tại rD : chỉ một pha

rắn D

- Từ rD đến l2 :Rắn D (rD) lỏng (l2)

c = k-f + 0 = 2-2 = 0


đổi

Bốc hơi cấu tử A ở điều kiện: T, P = const


27


• Quá trình kết tinh đẳng nhiệt, đẳng áp

a

d

e1RA

Qh l1 l2 l3 rBrD

A DE1

T

RA + RD

Lỏng A + B

RA L RD L

b

e2

BE2

RD + RB

RD LRB L

-Tại l2 : chỉ một pha

lỏng (l2)

- Từ l2 đến l3 :chỉ một pha lỏng

-Từ l3 đến rB :lỏng (l3) Rắn B (rB)

c = k-f + 0 = 2-2 = 0


đổi

-Tại rB : chỉ một pha

rắn B.

Bốc hơi cấu tử A ở điều kiện: T, P = const


28



Ví dụ: Na2SO4 – H2O tạo Na2SO4.10H2O bị phân hủy ở 32,3 0C

- Có 1 điểm eutecti (e) và

và 1 điểm peritecti (p).

- ae : kết tinh Rắn A

- ep : kết tinh Rắn D

- pb: kết tinh Rắn B

ap

erA

d

A DE

T

RA + RD

Lỏng A + B

RA L RD L

b

B

RD + RB

RB L

Hệ không tạo d.d. rắn, kết tinh tạo hợp chất hóa học không bền

29



- hệ Q có TP tương ứng

từ (a) (p): giống hệ

không tạo hchh.

- Hệ Q1:

Từ l1 đến H:

lỏng(l1) Rắn B(r1)

c = k-f+1=2- 2 + 1 = 1

TP lỏng phụ thuộc T

Điểm lỏng: l1 p

Điểm rắn: r1 rB

ap

erA

Q

Q1

dH

A DE

T

RA + RD

Lỏng A + B

RA L RD L

br1

rB

l1

rC

B

RD + RB

RB L


30



-Hệ Q1: (tt)

Tại H: hệ có 3 pha:

lỏng(p); rắnD(d); rắnB(rB)

c = k- f +1 = 2-3+1= 0

x(lỏng),T(lỏng) không

đổi: lỏng cố định ở p.

rC = Rắn D + Rắn B


rC di chuyển từ rB H

ap

erA

Q1

dH

A DE

T

RA + RD

Lỏng A + B

RA L RD L

br1

rB

l1

rC

B

RD + RB

RB L


31



-Hệ Q1: (tt)

Khi rCđến H:

kết thúc kết tinh.

hệ có 2 pha:

rắnD (d); rắnB (rB).

ap

eRA

Q1

dH

A DE

T

RA + RD

Lỏng A + B

RA L RD L

br1

rB

l1

rC

B

RD + RB

RB L


32



-Hệ Q1: (tt)

Lượng các pha:

ap

erA

Q1

dH

A DE

T

RA + RD

Lỏng A + B

RA L RD L

br1

rB

l1

rC

B

RD + RB

RB L

C

C

Hr

pH

Lg

Rg

)(

)(

BC

C

D

B

rr

dr

Rg

Rg

)(

)(

)()()( DBC RgRgRg


33



ap

eRA

Q1

dH

A DE

T

T

RA + RD

Lỏng A + B

RA L RD L

Đường cong nguội lạnh

br1

rB

l1

rC

(1)

(2)(3)

B

RD + RB

RB L

Thời gian


34


• Quá trình đa nhiệt (tt)-Hệ Q2: (TP = D)

Tại d: hệ có 3 pha:


c = k- f +1 = 2-3+1= 0





rC di chuyển từ rB d

ap

erA

Q2

d

A DE

T

RA + RD

Lỏng A + B

RA L RD L

b

r2

rB

l2

rC

B

RD + RB

RB L


35



ap

erA

Q2

d

A DE

T

RA + RD

Lỏng A + B

RA L RD L

b

r2

rB

l2

rC

B

RD + RB

RB L

-Hệ Q2: (tt)

Khi rCđến d:

Kết thúc kết tinh.

Lỏng (p) và Rắn B (rB)

đồng thời biến mất.

Hệ có 1 pha: rắnD (d).


36



ap

erA

Q2

d

A DE

T

RA + RD

Lỏng A + B

RA L RD L

b

r2

rB

l2

rC

B

RD + RB

RB L

-Hệ Q2: (tt)

Lượng các pha:

C

C

dr

pd

Lg

Rg

)(

)(

BC

C

D

B

rr

dr

Rg

Rg

)(

)(

)()()( DBC RgRgRg


37



ap

eRA

Q2

d

A DE

T

T

RA + RD

Lỏng A + B

RA L RD L


b

rBrC

(1)

(2)(3)

B

RD + RB

RB Lr2

l2

Thời gian


38



-Hệ Q3:

Tại I: hệ có 3 pha:


c = k- f +1 = 2-3+1= 0





rC di chuyển từ rB d

ap

eRA

Q3

dI

K d'

A DE

T

RA + RD

Lỏng A + B

RA L RD L

b

r3

rB

l3

rC

B

RD + RB

RB L


39



ap

eRA

Q3

dI

K d'

A DE

T

RA + RD

Lỏng A + B

RA L RD L

b

r3

rB

l3

rC

B

RD + RB

RB L

-Hệ Q3: (tt)

Lượng các pha:

C

C

Ir

pI

Lg

Rg

)(

)(

BC

C

D

B

rr

dr

Rg

Rg

)(

)(

)()()( DBC RgRgRg


40



ap

erA

Q3

dI

K d'

A DE

T

RA + RD

Lỏng A + B

RA L RD L

b

r3

rB

l3

rC

B

RD + RB

RB L

-Hệ Q3: (tt)

Khi rCđến d:

Rắn B (rB) biến mất

(drC=0). Hệ có 2 pha:

rắnD (d), lỏng (p).

c = k- f +1 = 2-2+1= 1

Nhiệt độ,TP lỏng tiếp

tục thay đổi được.


41



ap

erA

Q3

dI

K d'

A DE

T

RA + RD

Lỏng A + B

RA L RD L

b

r3

rB

l3

rC

B

RD + RB

RB L

-Hệ Q3: (tt)

Hệ từ I đến K:

lỏng (p) rắnD (d)

Lỏng : p e

rắnD : d d’

c = k- f +1 = 2-2+1= 1

TP lỏng phụ thuộc T.


42


• Quá trình đa nhiệt (tt) -Hệ Q3: (tt)

Tại K: hệ có 3 pha:

lỏng (e); rắnD (d’);

rắnA (rA)

c = k- f +1 = 2-3+1= 0


đổi: lỏng cố định ở e.

rắnD + rắnA=R'C (tại r’c)


r'C di chuyển từ d’ K

ap

erA

Q3

dI

K d'

A DE

T

RA + RD

Lỏng A + B

RA L RD L

b

r3

rB

l3

rC

r'C

B

RD + RB

RB L


43



ap

erA

Q3

dI

K d'

A DE

T

RA + RD

Lỏng A + B

RA L RD L

b

r3

rB

l3

rC

r'C

B

RD + RB

RB L

-Hệ Q3: (tt)

C

C

Kr

eK

Lg

Rg

')(

)'(

AC

C

D

A

rr

rd

Rg

Rg

'

''

)(

)(

)()()'( DAC RgRgRg


44



ap

erA

Q3

dI

K d'

A DE

T

RA + RD

Lỏng A + B

RA L RD L

b

r3

rB

l3

rC

r'C

B

RD + RB

RB L

-Hệ Q3: (tt)

Khi r’C đến K:

Lỏng (e) biến mất

(Kr’C=0). Kết tinh kết thúc.

Hệ có 2 pha: RắnD (d’),

RắnA (rA).

c = k- f +1 = 2-2+1= 1

tiếp tục làm lạnh, nhiệt

độ hệ 2 pha rắn giảm.


45



ap

erA

Q3

dI

K d'

A DE

T

RA + RD

Lỏng A + B

RA L RD L

b

r3

rB

l3

rC

r'C

B

RD + RB

RB L

T

(1)

(2)(3)


(4)(5)

Thời gian


46


Kết tinh tách ra tinh thể hỗn hợp, đồng thể (dd rắn). Các phân tử

khác nhau nằm trên cùng một mạng tinh thể.

– Ví dụ: hệ: Ag- Au ; Cu- Ni; LiCl – NaCl ; Al2O3- Cr2O3;…

xB

Nh

iệtđ

ộ

Tnc, A

Tnc, BDung dịch rắn

Dung dịch lỏng A - B

Lỏng rắn

Hệ tạo d.d. rắn tan lẫn vô hạn

47


-Hệ Q: giảm nhiệt độ đến

t:

tinh thể rắn đầu tiên kết

tinh: lỏng(l); rắn(r);

pha rắn: giàu cấu tử B

(Au)

Tách riêng bằng “kết

tinh phân đoạn”

Pha rắn: tốc độ khuếch

tán chậm TP d.d.

không đồng nhất


48


Hệ có điểm cực tiểu:

Cr-Co ; Cu- Au ; Mn-Cu


49


Ở một khoảng nồng độ, d.d. rắn bị tách thành

hai pha riêng biệt nằm cân bằng.

Ví dụ các hệ:

Pb-Sn (hệ có điểm eutecti)

Pt-Ag (có điểm peritecti)

Hệ tạo d.d. rắn tan lẫn có giới hạn

50


a

A

T

B

R R

LR LR

Lỏng A + B

RR

b

r1 r2e

Hệ có điểm eutecti:

NaNO3 – KNO3; Pb- Sn ;

Cu- Ag;

Pha R: dung dịch rắn

của B tan trong A


của A tan trong B

xB



51


a

A

T

B

R R

LR LR

Lỏng A + B

RR

b

r1 r2

Q

e

1

2

3

r

Làm lạnh Hệ Q:

Tại (1): tinh thể rắn R

xuất hiện (điểm r).

Từ (1) (2): Hệ gồm 2

pha, có bậc tự do:

c = 2 -2 + 1 = 1

Tại (2): Pha lỏng mất, chỉ

còn pha rắn R.

Từ (2) (3): Hệ gồm 1

pha rắn R, có bậc tự do:

c = 2 -1 + 1 = 2

xB

6



52


a

A

T

B

R R

LR LR

Lỏng A + B

RR

b

r1 r2

Q

e

1

2

3

rLàm lạnh Hệ Q: (tt)


xuất hiện - điểm (6).

Sau (3) : Hệ gồm 2 pha,

có bậc tự do:

c = 2 -2 + 1 = 1

xB

6

x y



53


a

A

T

B

R R

LR LR

Lỏng A + B

RR

b

r1 r2

R

e

4

5

r'

Làm lạnh Hệ R:


xuất hiện (điểm r’).

Từ (4) (5) : Hệ gồm 2


c = 2 -2 + 1 = 1


xuất hiện (điểm r2). Hệ có

3 pha: Lỏng (e) , rắn R

(r1) , rắn R (r2):

c = 2 -3 + 1 = 0

TP lỏng không đổi

xB x y



54


a

A

T

B

R R

LR LR

Lỏng A + B

RR

b

r1 r2

R

e

4

5

r'Làm lạnh Hệ R: (tt)

Khi lỏng (e) kết tinh hết,

hệ còn 2 pha bậc tự

do: c = 2-2+1 = 1

Điểm hệ chạy từ

(5) (7)

xB x y7



55


a

A

T

B

R R

LR LR

Lỏng A + B

RR

b

r1 r2

R

e

4

5

r'

xB x y7

Thời gian

T


Q

1

2

3

1

2

3

4

5



56


a

A

T

B

R

R

LR

LR

Lỏng A + B

RR

b

r1

r2 p

r

Hệ có điểm peritecti:

Pt-Ag


của B tan trong A


của A tan trong B

xB


x y


57


a

A

T

B

R

R

LR

LR

Lỏng A + B

RR

b

r1

r2

Q

p

1

2

r

xB


x y

Làm lạnh Hệ Q:



Từ (1) (2): Hệ gồm 2


c = 2 -2 + 1 = 1

Tại (2): Hệ gồm 3 pha:

lỏng (p), rắn R (r1), rắn

R (r2); có bậc tự do:

c = 2 -3 + 1 = 0

Điểm lỏng không đổi


58


a

A

T

B

R

R

LR

LR

Lỏng A + B

RR

b

r1

r2

Q

p

1

2

r

xB


x y

Làm lạnh Hệ Q: (tt)

Khi lỏng kết tinh hết:

Hệ gồm 2 pha: rắn R

(r1), rắn R (r2); có bậc tự

do:

c = 2 -2 + 1 = 1

Nhiệt độ tiếp tục

giảm.

Thành phần 2 dung dịch

rắn thay đổi theo T.


59


Hệ có điểm peritecti: Làm lạnh Hệ R:



Từ (3) (4): Hệ gồm 2


c = 2 -2 + 1 = 1

Tại (4): Hệ gồm 3 pha:

lỏng (p), rắn R (r1), rắn

R (r2); có bậc tự do:

c = 2 -3 + 1 = 0

Điểm lỏng không đổi

a

A

T

B

R

R

LR

LR

Lỏng A + B

RR

b

r1

r2

R

p

3

4r

xB x y

56rC


60


a

A

T

B

R

R

LR

LR

Lỏng A + B

RR

b

r1

r2

R

p

3

4r

xB


x y

56

Làm lạnh Hệ R: (tt)

Điểm pha rắn chung (rC)

di chuyển từ r1 r2.

Khi rC đến r2 :

Hệ gồm 2 pha: rắn R (r2)

& lỏng (p); có bậc tự do:

c = 2 -2 + 1 = 1

Nhiệt độ tiếp tục

giảm.

Thành phần lỏng thay đổi

theo T.

rC


61


a

A

T

B

R

R

LR

LR

Lỏng A + B

RR

b

r1

r2

R

p

3

4r

xB


x y

56

Làm lạnh Hệ R: (tt)

Từ (4) (5): Hệ gồm 2


c = 2 -2 + 1 = 1

Tại (5): Điểm lỏng đến

(6), g(L) =0. Hệ gồm 1

pha: rắn R (r2);

Quá trình kết tinh kết

thúc.

rC


62


a

A

T

B

R

R

LR

LR

Lỏng A + B

RR

b

r1

r2

R

p

3

4

xB


x y

56

Q

1

2

Thời gian

T


1

2

3

4

5


63


C

A

B

c

a

b

e1

e2

e3

e

Q1 a,b,c: nhiệt độ kết tinh của

cấu tử nguyên chất

Ae1b: đường kết tinh của hệ

2 cấu tử A-B

e1: điểm eutecti

e1e: đường kết tinh đồng

thời của A và B

e: điểm eutecti-3: có sự kết

tinh đồng thời 3 pha rắn

(CB 4 pha: lỏng-rA-rB-rC)

Mặt ae1ee3: mặt kết tinh của

cấu tử A (từ d.d. 3 cấu tử)

64


• Giản đồ (T-x)

A

C

B

E2E3

E

E1

T2

T2T2

T2

T1

T1

T1

C

A

B

c

a

b

e1

e2

e3

e

Q1

65


Quá trình đa nhiệt

A

C

B

E2E3

E

E1

T2

T2T2

T2

T1

T1

T1

Q1

R

L2

L3

Làm lạnh Hệ Q1:

Khi T=T1: tinh thể rắnC xuất

hiện (điểm C).

Hệ gồm 2 pha, có bậc tự do:

c = 3 -2 + 1 = 2

Nhiệt độ và TP của 1 cấu tử

thay đổi tùy ý.

Điểm lỏng chạy Q1 L3

Hệ gồm 2 pha: c = 3 -2 + 1 = 2

Tại L2, Quy tắc đòn bẩy:

1

21

2 )(

)(

CQ

LQ

Lg

Rg C

66


A

C

B

E2E3

E

E1

T2

T2T2

T2

T1

T1

T1

Q1

R

L2

L3

Làm lạnh Hệ Q1: (tt)

Điểm lỏng đến L3 :

rắnA bắt đầu kết tinh. Hệ gồm

3 pha: rắnA (A); rắnC (C);

Lỏng (L3); c = 3 -3 + 1 = 1

T thay đổi, xi thay đổi theo T


67


A

C

B

E2E3

E

E1

T2

T2T2

T2

T1

T1

T1

Q1

R

L2

L3

Rch

L


Điểm lỏng Từ L3 đến E :

Hệ rắn chung (A+C): Rch: C R

Điểm lỏng (L): L : L3 E

3 điểm (Rch ; L ; Q1) thẳng hàng

ch

ch

RQ

LQ

Lg

Rg

1

1

)(

)(

AR

CR

Rg

Rg

ch

ch

C

A )(

)(

)()()( CAch RgRgRg


68


A

C

B

E2E3

E

E1

T2

T2T2

T2

T1

T1

T1

Q1

R

L2

L3


Điểm lỏng đến E :

rắnB bắt đầu kết tinh. Hệ gồm

4 pha: rắnA (A); rắnB (B); rắnC

(C); Lỏng (L3).

c = 3 -3 + 1 = 0

Không có thông số nào

được thay đổi (T, xi).

Điểm rắn chung (rắnA+rắnB

rắnC) :

Rch : R Q1.

Rch


69



A

C

B

E2E3

E

E1

T2

T2T2

T2

T1

T1

T1

Q1

R

L2

L3


Lượng các pha:

Lượng rắnC max (dừng tại

L3):

Rch

ch

ch

RQ

EQ

Lg

Rg

1

1

)(

)(

)()()()( CBAch RgRgRgRg

3

31

1)(

max)(

CL

LQ

Qg

Rg C

70


Quá trình đẳng nhiệt, đẳng áp

AX

H2O

B

BX

A C

T= const

P= const

Ví dụ: hệ ba cấu tử nước và 2 muối cùng gốc acid:

H2O- AX- BX

d.d AX

d.d. chưa

bão hòa

AXd.d BX

d.d BX

Đường AB:

kết tinh của muối AX

Đường BC:

kết tinh của muối BX

71


AX

H2O

B

BX

A C

Q

M

Nd.d AX

d.d.

AXd.d BX

d.d BX

Thêm H2O vào hệ Q:

Điểm hệ : Q H2O

Từ Q đến M :

Hệ gồm 3 pha: rắnAX

(AX); rắnBX (BX);

d.d lỏng bão hòa AX và

BX (B).

c = 3 -3 = 0

d.d bão hòa có TP

không đổi.


T= const

P= const

72


Thêm H2O vào hệ Q:

Điểm hệ : Q H2O

Từ Q đến M : (tt)

Lượng các pha:

AX

B (d.d.)

BX

Qi

Bi

)()(

)(

AXB

QB

Qg

AXg

i

ii

i

)()()( AXgQgBg ii

)()(

)(

BXB

BB

Bg

BXg i

i


73


AX

H2O

B

BX

A C

Q

M

Nd.d AX

d.d.

AXd.d BX

d.d BX

Thêm H2O vào hệ Q:(tt)

Tại M :

BX tan hết, hệ gồm 2

pha: rắnAX (AX);

d.d lỏng bão hòa AX và

BX (B):

c = 3 -2 = 1

Tại N :

AX tan hết, hệ gồm 1

pha: d.d lỏng bão hòa AX

và BX (B): c = 3 -1 = 2


74


AX

H2O

B

BX

A C

Q

M

Nd.d AX

d.d.

AXd.d BX

d.d BX

Tinh chế muối AX tinh khiết

từ Q (AX+BX)

Ở T oC, thêm H2O vào Q vừa

vượt khỏi điểm M

Tăng nhiệt độ để BX hòa tan

hoàn toàn

Giảm nhiệt độ đến T để kết

tinh AX tinh khiết


75


AX

H2O

B

BX

A C

Q

M

Nd.d AX

d.d.

AXd.d BX

d.d BX

Tinh chế muối AX tinh khiết

từ Q (AX+BX)

Lượng tối đa AX tinh khiết thu

được:

)()(

)(

AXB

MB

Mg

AXg


76


Hệ tạo muối ngậm nước

AX

H2O

B

BX

A C

R

d.d AX

d.d.

AX AX.nH2O BX

d.d BX

AX.nH2Od.d BX

77

4. Sự kết tinh của dung dịch 3 cấu tửHệ tạo muối kép

AX

H2O

BX

A C

D

d.d AX d.d.

AX pAX.qBX.nH2OBX

d.d BX

d.d. p.AX.qBX.nH2OBXd.d.pAX.qBX.nH2OAX

d.d. p.AX.qBX.nH2O

78

Bài tập

Bài tập : 2,3,8,10

sách “Nhiệt động Hóa hoc”

Documents

Ch_7_-_cb_DD_long_-_R