Upload
dorinda-urbina
View
30
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
skład fazy ciekłej. Parametry: T,p,x 1 , ,y 1 Równania: 1 ( T,p,x 1 ) c = 1 ( T,p,y 1 ) g 2 ( T,p,x 1 ) c = 2 ( T,p,y 1 ) g Liczba niezależnych parametrów - 2. skład fazy gazowej. Równowaga ciecz-para w układach dwuskładnikowych – parametry. Reprezentacje graficzne : - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Równowaga ciecz-para w układach dwuskładnikowych – parametry
Parametry: T,p,x1,,y1
Równania: 1(T,p,x1)c = 1(T,p,y1)g 2(T,p,x1)c = 2(T,p,y1)g
Liczba niezależnych parametrów - 2
Reprezentacje graficzne:
W formie pełnej możliwe tylko w przestrzeni trójwymiarowej.Wykresy dwuwymiarowe (płaskie) wymagają ustalenia wartości jednego parametru – zwykle: T = const (izoterma) i p = const (izobara).
1. p = p(T = const, x1) – izoterma parowania2. p = p(T = const, y1) – izoterma kondensacji3. T = T(p = const, x1) – izobara parowania4. T = p(p = const, y1) – izobara kondensacji
skład fazy ciekłej
skład fazy gazowej
Równowaga ciecz-para w układach dwuskładnikowych – związek między parametrami
(1)
i = 1,2,3,…,n
Zaczynamy od równości potencjałów chemicznych:
Wykorzystujemy opis równowagi ciecz-para dla czystej substancji i w temperaturze T:
0
0 lnR,,,p
pyTpTpT iioid
igi
y ii
oci
ci xTpTpT lnR,,, x
xy ,,,, pTpT ci
gi
iioci
iioidi xTpT
p
pyTpT
lnR,lnR,
00
czysty gaz – p0
czysta ciecz - p
oi
oci
oi
ogi pTpT ,,
0
0 lnR,p
ppTpT
oii
oioid
i
0
0 lnR,,p
ppTpTpT
oi
oi
oio
ioci
oidi
Równowaga ciecz-para w układach dwuskładnikowych – związek między parametrami
(2)
iioci
iioi
oi
oio
ioci xTpT
p
pyT
p
ppTpT
lnR,lnRlnR-,
00
oi
oci
ociii
oi
oi
oiii pTpTxT
p
ppT
p
pyT ,,lnRlnRlnR
00
p
p
oi
iioi
oi
oiii
oi
dpT
Vxpppy
Rexp)(
ułamek Poyntinga
Forma uproszczona – niskie i umiarkowane ciśnienia
iioii xppy
2222
1111
xppy
xppyo
odla układu
dwuskładnikowego
oci
T
oci Vp
dpVd oci
oci
p
p
oci
oi
oci
oci
oi
dpVpTpT ,,
Równowaga ciecz-para w układach dwuskładnikowych – związek między parametrami
(3)
Z równań łatwo wyeliminować y1, dodając je stronami i otrzymując równanie krzywej parowania:
Gdzie są parametry?
pTxxTppy
pTxxTppyo
o
,,
,,
12222
11111
2222
1111
xppy
xppyo
o
22211121 xpxppypy oo
22211121 xpxpyyp oo
222111 xpxpp oo
Równowaga ciecz-para w układach dwuskładnikowych – związek między parametrami
(4)
Dalsze uproszczenia możliwe są dla roztworu doskonałego, wtedy:
2222
1111
xppy
xppyo
o
222
111
xppy
xppyo
o
2211 xpxpp oo
Prawo Raoulta
François Marie Raoult(1830-1901)
Równowaga ciecz-para w układach dwuskładnikowych – związek między parametrami
(5) – prawo Raoulta
Postać matematyczna krzywych parowania i kondensacji (T = const):
izoterma parowania: p = p(T = const, x1)
zależność liniowa !
izoterma kondensacji: p = p(T = const, y1)
zależność hiperboliczna
1022
01
02
01
ypyp
ppp
py1 = p1o x1
py2 = p2o x2
{
2211 xpxpp oo 1211 1 xpxpp oo
Równowaga ciecz-para w układach dwuskładnikowych – związek między parametrami
(7) – prawo Raoulta
Postać matematyczna krzywych parowania i kondensacji dla układu
spełniającego prawo Raoulta (p = const):
izobara parowania: T = T(p = const, x1)
np. z wykorzystaniem równania Antoine’a:
izobara kondensacji: T = T(p = const, y1)
constexpexp 22
221
1
11
xCT
BAx
CT
BAp
const)()(
)()(
1022
01
02
01
yTpyTp
TpTpp
constpxTpxTp oo 2211
Równowaga ciecz-para w układach dwuskładnikowych – diagramy fazowe (1)
cTwA
p = p(x B)
pT = const
xB,yB A B
c + g
TwB
T
A B
cfazyilosc
gfazyilosc
BC
AB
p = const
gpA
o
pBo
A xB, yBB
p = p(y B)
c
g
c + g
T = T(xB )
T = T(yB )
różnica pomiędzy składem fazy ciekłej i gazowej
możliwość rozdzielenia składników
mieszaniny przez destylację
punkt pierwszego pęcherzykapunkt rosy
C
odcinek AB – długość proporcjonalna do ilości fazy g
odcinek BC – długość proporcjonalna do ilości fazy c
Reguła dźwigni
cięciwa równowagi
Równowaga ciecz-para w układach dwuskładnikowych – diagramy fazowe (2)
c
xB, yBA B
T = const
pAo
pBo
g
c + g
dodatnie odchylenia od doskonałości γ1, γ2 > 1
ujemne odchylenia od doskonałości 0 <γ1, γ2 < 1
222111 xpxpp oo2211 xpxpp ooid 2211 xpxpp ooid
Równowaga ciecz-para w układach dwuskładnikowych – azeotropia
xBA B
T=const
pAo
pBo
p
maksimum
Równowaga ciecz-para w układach dwuskładnikowych – azeotropia (1)
xB, yBA B
T = const
pAo
pBo
p
w punkcie azeotropowym
x1 = y1
reguła Gibbsa-Konowałowa
py1 = p1ox11
py2 = p2ox22
p = p1o1 = p2
o2
p1o/ p2
o = 2 / 1
Termodynamiczny warunek istnienia
azeotropu
xBaz
paz
p = p(
x 1)
p = p(y1 )
składników mieszaniny nie da
się w prosty sposób rozdzielić przez
destylację
Czynniki sprzyjające powstawianiu zjawiska azeotropii:
1.Małe różnice w prężnościach nad czystymi składnikami.
2.Duże odchylenia od doskonałości.
Równowaga ciecz-para w układach dwuskładnikowych – azeotropia (2)
xB, yB
A B
T = const
pAo
pBo
p
p = p
(x 1)
p = p(y1)
xB, yB
B
p = const
TwB
T = T(x1 )
T = T(y1 )
A
T
TwA
azeotrop dodatni
c
g
c+g
c+g
c
g
c+g
c+g
Właściwości GE – nadmiarowej entalpii swobodnej
udział czystych składników udział roztworu
doskonałego
funkcja nadmiarowa – miara niedoskonałości roztworu
funkcja mieszania
GE(x1,x2,…) γ1, γ2,…., HE, SE, (VE)
Nadmiarowa entalpia swobodna determinuje wartości współczynników aktywności i pozostałych funkcji nadmiarowych
iiE xTG lnRE
iiiim GxxTxG lnR0
Model roztworu prostego (1)
GE(x1) = Ax1x2 → RTlnγ1 = Ax22 ; RTlnγ2 = Ax1
2
Interpretacja molekularna współczynnika A:
A ~ {ε12 - 1/2(ε11+ ε22)} (energia wymiany)
A > 0 → dodatnie odchylenia od doskonałościA < 0 → ujemne odchylenia od doskonałości
Model roztworu prostego (2)
0
200
400
600
800
1000
1200
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
x1
GE/J
.mol
-1
0
1
2
3
4
5
6
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
x1
γ1, γ
2
A = 500R
γ2
γ1
T
Ax
T
AxxAxG E
Rexp;
Rexp;
21
2
22
121
Model roztworu prostego (3)
A = -500R
-1200
-1000
-800
-600
-400
-200
0
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
x1
GE/J
.mol
-1
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
x1
γ1, γ
2
γ1
γ2
T
Ax
T
AxxAxG E
Rexp;
Rexp;
21
2
22
121
Równowaga ciecz-para w układach dwuskładnikowych – diagramy fazowe
T = 300 K = const
0
5
10
15
20
25
30
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
x 1, y 1
p/
kPA
A/R = 0
0
5
10
15
20
25
30
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
x 1, y 1
p/
kPA
A/R = 150 K
0
5
10
15
20
25
30
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
x 1, y 1
p/
kPA
A/R = 300 K
0
5
10
15
20
25
30
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
x 1, y 1
p/
kPA
A/R = 500 K
0
5
10
15
20
25
30
35
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
x 1, y 1
p/
kPA
A/R = 600 K
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
x 1, y 1
p/
kPA
Coś bardzo dziwnego się tutaj dzieje!!!
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
x 1, y 1
p/
kPA
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
x 1
γ 1,
γ 2
γ1
γ2
T
Ax
T
AxxAxGE
Rexp;
Rexp;
21
2
22
121 A/R = 800 KA/R = 1500 K
Równowaga ciecz-para w układach dwuskładnikowych – diagramy fazowe
T = 300 K = const
0
5
10
15
20
25
30
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
x 1, y 1
p/
kPA
A/R = 0 K
0
5
10
15
20
25
30
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
x 1, y 1
p/
kPA
A/R = -200 K
0
5
10
15
20
25
30
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
x 1, y 1
p/
kPA
A/R = -500 K
0
5
10
15
20
25
30
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
x 1, y 1
p/
kPA
A/R = -1000 K
0
5
10
15
20
25
30
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
x 1, y 1
p/
kPA
A/R = -5000 K
0
5
10
15
20
25
30
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
x 1, y 1
p/
kPA
A/R = -10000 K
T
Ax
T
AxxAxGE
Rexp;
Rexp;
21
2
22
121
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
x 1
γ 1,
γ 2
γ1
γ2
Równowaga ciecz-ciecz w układzie dwuskładnikowym (1)
p,T
1(T,p,x1
) = 1(T,p,x1
)
2(T,p,x1
) = 2(T,p,x1
)
a1(T,p,x1
) = a1(T,p,x1
)
a2(T,p,x1
) = a2(T,p,x1
)
),,(1),,(1
),,(),,(
121121
111111
xpTxxpTx
xpTxxpTx
x1α
x1β
α
β
10(T,p) + RTlna1
(T,p,x1) = 1
0(T,p) + RTlna1(T,p,x1
)
20(T,p) + RTlna2
(T,p,x1) = 2
0(T,p) + RTlna2(T,p,x1
)
Parametry: T, x1α,x1
β,(p)
Równowaga ciecz-ciecz w układzie dwuskładnikowym (2)
p,Tx1
= x1
x2 = x2
),,(1),,(1
),,(),,(
121121
111111
xpTxxpTx
xpTxxpTx
x1α
x1β
α
β
Czy równowaga pomiędzy ciekłymi fazami może zaistnieć dla roztworu
doskonałego?
x1β
x1α
β
α
x1
Równowaga ciecz-ciecz (rozpad fazy ciekłej na dwie współistniejące fazy) możliwa jest tylko dla
roztworów wykazujących duże dodatnie odchylenia od doskonałości.
Mieszanie na poziomie molekularnym (1)
Roztwór doskonały – mieszanie swobodne
Mieszanie na poziomie molekularnym (2)
Roztwór niedoskonały – mieszanie nieprzypadkowe
w otoczeniu cząsteczki dominują cząsteczki
w otoczeniu cząsteczki dominują cząsteczki
dodatnie odchylenia od doskonałości
Mieszanie na poziomie molekularnym – rozpad na dwie fazy ciekłe (3)
faza α
faza β
Równowaga ciecz-ciecz w układzie dwuskładnikowym – interpretacja w kategoriach
stabilności
faza stabilna
x1α
x1β
α
β
0,
21
2
pT
m
x
G0
,
21
2
pT
m
x
G
faza niestabilna
Równowaga ciecz-ciecz w układzie dwuskładnikowym – krzywe rozpuszczalności (1)
K
α + β
T p = const
xBA B
α β
T=T(xBα, p = const)
T=T(xBβ, p = const)
górny krytyczny punkt mieszalności
xBα
xB β
cięciwa równowagi
A B C
reguła dźwigni:
fazyilosc
fazyilosc
BC
AB
Tg
górna krytyczna temperatura mieszalności
luka mieszalności
Równowaga ciecz-ciecz w układzie dwuskładnikowym – krzywe rozpuszczalności (1)
K
α + β
T p = const
xBA B
α β
T=T(xBα, p = const)
T=T(xBβ, p = const)
górny krytyczny punkt mieszalności
xBα xB
β
zanik zmętnienia
pojawienie się zmętnienia
Tg
górna krytyczna temperatura mieszalności
luka mieszalności
Równowaga ciecz-ciecz w układzie dwuskładnikowym – krzywe rozpuszczalności (2)
K
α + β
T p = const
xBA B
α β
dolny krytyczny punkt mieszalności
Td
dolna krytyczna temperatura mieszalności
Równowaga ciecz-ciecz w układzie dwuskładnikowym – krzywe rozpuszczalności (3)
Kα1 + β1
T p = const
xBA B
α1 β1Td
α2 + β2α2 β2
p = constT
A xB B
α + βα β
Tg
Tg
Td
Td
Równowaga ciecz-ciecz-para (1)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
x 1, y 1
p/
kPA
A/R = 750 K; T = 300 K
c1 + c2
c2
c1
c2+g
c1+g
g
x1c1 x1
c2
heteroazeotrop
reguła faz: 2 (składniki) + 2 – 3 (fazy) = 1
ale dla T = const λ = 0 (!)
układ inwariantny
→ nad luką mieszalności ciśnienie musi być stałe
Równowaga ciecz-ciecz-para (2)
0
50
100
150
200
250
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
x 1, y 1
p/
kPA
A/R = 750 K; T = 300 K
c1 + c2c2
c1
c1+g
g
x1c1 x1
c2
heterozeotrop
c2 + g
Równowaga ciecz-ciało stałe – faza stała czysta
111 ,,, xpTpT cso
11
11 ln11
ln
R
TTHxR
tt
Parametry: T, x1,(p)
p,T
x1
c (1,2)
s (1)
111
11ln
tt TT
HxR
skład roztworu nasyconego
(rozpuszczalność)
współczynnik aktywności
entalpia topnienia składnika (1) (stałego)
Rozpuszczalność doskonała (równanie Schrödera):
normalna temperatura topnienia składnika (1)
(stałego)
Rozpuszczalność doskonała
160
180
200
220
240
260
280
300
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
x 1
T/K
160
180
200
220
240
260
280
300
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
x 1
T/K
benzen (1) + toluen (2)
równowaga (1)(s) + c
równowaga (2)(s) + c
równowaga (1)(s) + (2)(s) + c
c
c + (1)(s)
(1)(s) + (2)(s)
c + (2)(s)
111
1
ln/ xRTH
HT
tt
t
222
2
ln/ xRTH
HT
tt
t
Eutektyk prosty
x1E
TE
111
11ln
tt TT
HxR
!0lim01
Tx
λ = n + 2 - f
λ = 2 + 2 – 3 = 1 = (0)
Czynniki wpływające na rozpuszczalność (1)
160
180
200
220
240
260
280
300
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
x1
T/K
Tt1 = 290 K
Tt1 = 278,7 K
niska temperatura topnienia sprzyja rozpuszczalności
Czynniki wpływające na rozpuszczalność (2)
160
180
200
220
240
260
280
300
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
x1
T/K
∆Ht1 = 9,87 kJ/mol
∆Ht1 = 12 kJ/mol
niska entalpia topnienia sprzyja rozpuszczalności
Czynniki wpływające na rozpuszczalność (3)
160
180
200
220
240
260
280
300
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
x1
T/K
benzen (1) + toluen (2); ∆Ht1 = 9,87 kJ/mol; Tt1 = 278,7 K
A/R = - 500 K; GE < 0
A/R = 500 K; GE > 0
id
Dodatnie odchylenia od doskonałości ograniczają rozpuszczalność, ujemne zwiększają
Eutektyk prosty – krzywe chłodzenia
cTtopA
c + Bs
As + Bs
T p = const
xB
A B
c + As
TtopB
T
τ
b aa b
odcinek ~ Bs odcinek ~ c
c
A B C
cfaza
Bfaza
BC
AB s
Związek międzycząsteczkowy (AB) topiący się kongruentnie
c
TtopA
c + Bs
As + ABs
T p = const
xBA B
c + As
TtopB
c + ABs
ABs + Bs
AB
TtopAB
temperatura topnienia (kongruentnego)
związku AB
Związek międzycząsteczkowy (AB) topiący się
kongruentnie – krzywe chłodzenia
c
TtopA
c + Bs
As + ABs
T p=const
xBA B
c + As
TtopB
c + ABs
ABs + Bs
AB
T
τ
ba ca b c
Związek międzycząsteczkowy (AB) topiący się inkongruentnie - perytektyk
c
TtopA c + Bs
As + ABs
T p=const
xBA B
c + As
TtopB
c + ABs
ABs + Bs
AB
P
E
temperatura topnienia inkongruentnego
związku AB
punkt perytektyczny
punkt eutektyczny
Różnice pomiędzy eutektykiem i perytektykiem: E – (s1,c,s2), P – (c,s1,s2)
E: c = s1+ s2 P: c + s1 = s2
Związek międzycząsteczkowy (AB) topiący się inkongruentnie – krzywe chłodzenia
TtopAc + Bs
As + ABs
Tp=const
xBA B
c + As
TtopB
c + ABs
ABs + Bs
AB
P
E
T
τ
Równowaga ciecz-ciało stałe - rozpuszczalność w obu fazach
• T = T(x1c, p = const) - równanie likwidusu
• T = T(x1s, p = const) - równanie solidusu
ccss
ccss
xpTxpT
xpTxpT
1212
1111
,,,,
,,,,
22
22
22
11
11
11 11ln;
11ln
ttss
cc
ttss
cc
TTH
x
xR
TTH
x
xR
22
2
2
11
1
1 11ln;
11ln
tts
c
tts
c
TTH
x
xR
TTH
x
xR
Parametry: T, x1c,x1
s, (p)
Rozpuszczalność doskonała:
Pełna rozpuszczalność w obu fazach
c
TtopA
c + αs
T p=const
xBA B
TtopB
αs
T
τ
likwidus
solidus
Pełna rozpuszczalność w obu fazach
c
TtopA
c + αs
T p=const
xBA B
TtopB
αs
c + αs
Ograniczona rozpuszczalność w obu fazach
c
TtopA
c + αs
Tp=const
xBA B
TtopB
αs+βs
B
T
αs
p=constc
c + βs
βs
αs αs+βs
c + αs
TtopA
c + βs
βs
xBA
TtopB
Ograniczona rozpuszczalność w obu fazach
c
TtopA
c + αs
T p=const
xBA B
TtopB
αs+βs
T
BxBA
p=const
βs
αs
c+βs
c+βsc + αs
αs
βs
αs+βs
E
P
a ab
TtopBTtopA
Ograniczona rozpuszczalność w obu fazach + związki międzycząsteczkowe
c
TtopA
c + αs
Tp=const
xBA B
TtopB
αs
c + δs
C D
βs
γs δs
αs + γs
γs + δs
δs + βs
c + βs
c + γs
Diagram fazowy rozpuszczalności H2O + NaCl
TtopB= 801 oC
TtopA= 0 oC
c + As TE = -21 oC
xBE
= 0,064
wykres uproszczony
Diagram fazowy LiF + LiOH – eutektyk prosty
Diagram fazowy Cd + Zn
Diagram fazowy Pb + Au
Diagram fazowy Ag + Au
Diagram fazowy Au + Pt
Diagram fazowy Au + Cr
Diagram fazowy Al + Ti
Układ trójskładnikowy, dwufazowy (α,β)
Parametry: T, p, x1α, x2
α, x1β, x2
β λ = n + 2 – f = 3 + 2 – 2 = 3
Jeden stopień swobody [zależność typu y = f(x)] otrzymujemy dla ustalonych dwóch parametrów – zwykle T i p.
Mamy wtedy: x1α = f (x2
α,T, p = const) i x1β = f (x2
β;T, p = const)
Ułamki molowe w układach trójskładnikowych
x2
x1
0 ≤ x1 ≤ 1
0 ≤ x2 ≤ 1
0 ≤ x3= 1 – x1 – x2 ≤ 1
1
x1 + x
2 = 1
1
Równowagi fazowe w układach trójskładnikowych – trójkąt Gibbsa
AB
C
xA = 0,20
xB = 0,10
xC = 0,70
0,20
0,10
0,70
A B B C C A
T
A B
C
T1
T = T1 = const, p = const
cięciwy równowagi krzywa równowagi (stężenie roztworu
nasyconego względem A)
2 fazy – As + c
1 faza - c
A B B C C A
T
A B
C
T2
T = T2 = const, p = const
A B B C C A
T
A B
C
T3
T = T3 = const, p = const
A B B C C A
T
A B
C
T4
T = T4 = const, p = constpunkt eutektyczny A + C
A B B C C A
T
A B
C
T5
T = T5 = const, p = const
3
tu są trzy fazy w równowadze → As + Cs + c
A B B C C A
T
A B
C
T6
T = T6 = const, p = const
3
3
A B B C C A
T
A B
C
T7
T = T7 = const, p = const
3
3
A B B C C A
T
A B
C
T8
T = T8 = const, p = const
3
3
3
W układach dwuskładnikowych faza
ciekła nie występuje; istnieje wciąż jednak w
układzie trójskładnikowym
A B B C C A
T
A B
C
T9
T = T9= const, p = const
3
3
3E3
potrójny punkt eutektyczny (s1,s2,s3,c)
Układy – dwie sole + woda
Problem: Liczba rzeczywistych składników dla substancji jonowych
Np.:
1. NaF + KNO3 + H2O – 3 składniki (?)
2. Na+, F-, K+, NO3-, H2O - 5 składników (?)
1. NaF + KNO3 + H2O + (KF + NaNO3) – 5 składników (?)
1. NaF + KNO3 + H2O + (KF + NaNO3)
– 5 składników + równowaga: NaF + KNO3 = KF + NaNO3
→ 4 niezależne składniki
2. Na+, F-, K+, NO3-, H2O - 5 składników + warunek elektroobojętności
roztworu
→ 4 niezależne składniki
Układy – dwie sole o wspólnym jonie + woda
1. NaF + KF + H2O - 3 składniki
2. Na+, F-, K+, H2O - 4 składniki + warunek elektroobojętności roztworu = 3 składniki niezależne
Układ dwie sole o wspólnym jonie + woda
jest układem trójskładnikowym
H2ONaCl NaCl KCl KCl H2O
T
H2ONaCl
KCl
T*
T = T* =const, p = const
3
odparowanie H2O
dodawanie NaCl
B
B·2H2O
A·H2OH2O A
A·B·H2O
T = const, p = const
33
Typowy diagram rozpuszczalności - dwie sole o wspólnym jonie + woda; w układzie występują
hydraty
B·2H2O
A·H2O
A·B·H2O
B·2H2O
skład roztworu nasyconego
względem 1 fazy stałej
skład roztworu nasyconego
względem 2 faz stałych
Równowagi fazowe w układach trójskładnikowych – trójkąt Gibbsa
H2ONaCl
CrCl2
Fazy stałe
CrCl2∙2H2O
2CrCl2∙NaCl∙H2O
CrCl2∙NaCl
NaClC
rCl 2∙2
H 2O
2CrCl2∙NaCl∙H2OC
rCl
2 ∙NaC
l
Równowagi fazowe w układach trójskładnikowych – trójkąt Gibbsa
H2ONaCl
CrCl2
Fazy stałe
CrCl2∙2H2O
2CrCl2∙NaCl∙H2O
CrCl2∙NaCl
NaClC
rCl 2∙2
H 2O
2CrCl2∙NaCl∙H2OC
rCl
2 ∙NaC
l
Równowagi fazowe w układach trójskładnikowych – trójkąt Gibbsa
H2ONaCl
CrCl2
faza stała ułamki molowe w fazie ciekłej
CrCl2 NaCl
CrCl22H2O 0,12 0
CrCl22H2O 0,13 0,10
CrCl22H2O +
2CrCl2NaClH2O
0,27 0,09
2CrCl2NaClH2O + CrCl2NaCl 0,23 0,21
CrCl2NaCl + NaCl 0,11 0,33
NaCl 0 0,12
CrC
l 2∙2
H 2O
2CrCl2∙NaCl∙H2OC
rCl
2 ∙NaC
l
To już ostatni wykład z termodynamiki technicznj
i chemicznej!To już ostatni wykład z termodynamiki !To już ostatni wykład z termodynamiki !To już ostatni wykład z termodynamiki !To już ostatni wykład z termodynamiki !To już ostatni wykład z termodynamiki ! To już ostatni wykład z termodynamiki !To już ostatni wykład z termodynamiki !To już ostatni wykład z termodynamiki !To już ostatni wykład z termodynamiki !To już ostatni wykład z termodynamiki !To już ostatni wykład z termodynamiki !To już ostatni wykład z termodynamiki !
C
A
B
T = const, p = const
Równowaga ciecz-ciecz w układach trójskładnikowych (1)
α
β
miareczkowanie (A + B) składnikiem C)
cięciwa równowagi
α + β
p = const
α
T
β
A
krytyczny punkt mieszalności
B
C
A B
T = const, p = const
Równowaga ciecz-ciecz w układach trójskładnikowych (2)
C
A B
T = const, p = const
Równowaga ciecz-ciecz w układach trójskładnikowych (3)
β
B
C
A
Równowaga osmotyczna
2(T,p) = 2o(T,p) + RTln(x22) < 2
o(T,p)
221
możliwy tylko transport rozpuszczalnika (2) (o małych cząsteczkach)
2o(T,p) = 2
o(T,p+) + RTln(x22)
p + p
ciśnienie osmotyczne
2(T,p) = 2o(T,p) 2
o(T,p) + RTln(x22) =
Równowaga osmotyczna
22
1
2o(T, p) = 2
o(T, p+) + RTln(x22)
p + p
równanie van’t Hoffa
p
p
oooo VdpVpTpT 2222 ),(),(
2202
02 lnR,, xTpTpT
2202
lnR1 xT
V
Dla roztworów bardzo
rozcieńczonych
12 222 lnln xx 11ln x
22
11 nn
nx
21
02 nn
VVV m
T
nnV
nnnR
21
121
Tc R1
Równowaga osmotyczna
221
p + p
3
p + ” p + ‘
” < ’
roztwór hipotonicznyroztwór hipertoniczny
Tc R1
Wpływ równowagi osmotycznej na właściwości komórki (2)
roztwór hipotoniczny
roztwór hipertoniczny
Egzaminy w sesji letniej/ jesiennej 2014/2015
Ustny następnego dnia!
nr dzień godzina
1 18.06 czwartek 8:15-10:00
2 25.06 czwartek 8:15-10:00
3 2.09 środa 8:15-10:00