Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Równowaga ciecz-ciecz w układzie dwuskładnikowym (1) p,T 1 (T,p,x 1 ) = 1 (T,p,x 1 ) 2 (T,p,x 1 ) = 2 (T,p,x 1 ) a 1 (T,p,x 1 ) = a 1 (T,p,x 1 ) a 2 (T,p,x.

Коpie: 1
Równowaga ciecz-ciecz w układzie dwuskładnikowym (1) p,T 1 (T,p,x 1 ) = 1 (T,p,x 1 ) 2 (T,p,x 1 ) = 2 (T,p,x 1 ) a 1 (T,p,x 1 ) = a 1 (T,p,x 1 ) a 2 (T,p,x.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Równowaga ciecz-ciecz w układzie dwuskładnikowym (1) p,T 1 (T,p,x 1 ) = 1 (T,p,x 1 ) 2 (T,p,x 1 ) = 2 (T,p,x 1 ) a 1 (T,p,x 1 ) = a 1 (T,p,x 1 ) a 2 (T,p,x."— Zapis prezentacji:

1 Równowaga ciecz-ciecz w układzie dwuskładnikowym (1) p,T 1 (T,p,x 1 ) = 1 (T,p,x 1 ) 2 (T,p,x 1 ) = 2 (T,p,x 1 ) a 1 (T,p,x 1 ) = a 1 (T,p,x 1 ) a 2 (T,p,x 1 ) = a 2 (T,p,x 1 ) x1αx1α x1βx1β α β 1 0 (T,p) + RTlna 1 (T,p,x 1 ) = 1 0 (T,p) + RTlna 1 (T,p,x 1 ) 2 0 (T,p) + RTlna 2 (T,p,x 1 ) = 2 0 (T,p) + RTlna 2 (T,p,x 1 ) Parametry: T, x 1 α,x 1 β,(p)

2 Równowaga ciecz-ciecz w układzie dwuskładnikowym (2) p,T x 1 = x 1 x 2 = x 2 x1αx1α x1βx1β α β Czy równowaga pomiędzy ciekłymi fazami może zaistnieć dla roztworu doskonałego? x1βx1β x1αx1α β α x1x1 Równowaga ciecz-ciecz (rozpad fazy ciekłej na dwie współistniejące fazy) możliwa jest tylko dla roztworów wykazujących duże dodatnie odchylenia od doskonałości.

3 Molekularna interpretacja odchyleń od doskonałości |ε AA ||ε BB | |ε AB | |ε BB ||ε AB | |ε AA | |ε BB | roztwór doskonały odchylenia + odchylenia - |ε AB | ~ 1/2(|ε AA |+ |ε BB |) Równowaga ciecz-ciecz (rozpad fazy ciekłej na dwie współistniejące fazy) możliwa jest tylko dla roztworów wykazujących duże dodatnie odchylenia od doskonałości.

4 Mieszanie na poziomie molekularnym (1) Roztwór doskonały – mieszanie swobodne

5 Mieszanie na poziomie molekularnym (2) Roztwór niedoskonały – mieszanie nieprzypadkowe w otoczeniu cząsteczki dominują cząsteczki dodatnie odchylenia od doskonałości

6 Mieszanie na poziomie molekularnym – rozpad na dwie fazy ciekłe (3) faza α faza β

7 Równowaga ciecz-ciecz w układzie dwuskładnikowym – interpretacja w kategoriach stabilności faza stabilna x1αx1α x1βx1β α β faza niestabilna

8 Równowaga ciecz-ciecz w układzie dwuskładnikowym – krzywe rozpuszczalności (1) K α + β T p = const xBxB A B α β T=T(x B α, p = const) T=T(x B β, p = const) górny krytyczny punkt mieszalności xBαxBα x B β cięciwa równowagi A B C reguła dźwigni: TgTg górna krytyczna temperatura mieszalności luka mieszalności

9 Równowaga ciecz-ciecz w układzie dwuskładnikowym – krzywe rozpuszczalności (1) K α + β T p = const xBxB A B α β T=T(x B α, p = const) T=T(x B β, p = const) górny krytyczny punkt mieszalności xBαxBα x B β zanik zmętnienia pojawienie się zmętnienia TgTg górna krytyczna temperatura mieszalności luka mieszalności

10 Równowaga ciecz-ciecz w układzie dwuskładnikowym – krzywe rozpuszczalności (2) K α + β T p = const xBxB A B αβ dolny krytyczny punkt mieszalności TdTd dolna krytyczna temperatura mieszalności

11 Równowaga ciecz-ciecz w układzie dwuskładnikowym – krzywe rozpuszczalności (3) K α 1 + β 1 T p = const xBxB A B α1α1 β1β1 TdTd α 2 + β 2 α2α2 β2β2 p = const T AxBxB B α + βαβ TgTg TgTg TdTd TdTd

12 Równowaga ciecz-ciecz-para (1) A/R = 750 K; T = 300 K c 1 + c 2 c2c2 c1c1 c2+gc2+g c1+gc1+g g x1c1x1c1 x1c2x1c2 heteroazeotrop reguła faz: 2 (składniki) + 2 – 3 (fazy) = 1 ale dla T = const λ = 0 (!) układ inwariantny nad luką mieszalności ciśnienie musi być stałe

13 Równowaga ciecz-ciecz-para (2) A/R = 750 K; T = 300 K c 1 + c 2 c2c2 c1c1 c1+gc1+g g x1c1x1c1 x1c2x1c2 heterozeotrop c 2 + g

14 Podział składnika pomiędzy dwie fazy ciekłe - ekstrakcja p,T 3 (T,p,x 1, x 3 ) = 3 (T,p,x 1, x 3 ) a 3 (T,p,x 1,x 3 ) = a 3 (T,p,x 1,x 3 ) x3αx3α x3βx3β α β [1,(2),3] [(1),2,3] Dla roztworów rozcieńczonych współczynnik podziału; w ogólnym przypadku zależny od stężenia i współczynnik podziału nie zależy od stężenia współczynniki aktywności w niesymetrycznym układzie odniesienia

15 Równowaga ciecz-ciało stałe – faza stała czysta Parametry: T, x 1,(p) p,T x1x1 c(1,2) s(1) skład roztworu nasyconego (rozpuszczalność) współczynnik aktywności entalpia topnienia składnika (1) (stałego) Rozpuszczalność doskonała (równanie Schrödera): normalna temperatura topnienia składnika (1) (stałego)

16 Rozpuszczalność doskonała 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) Eutektyk prosty x1Ex1E TETE λ = n f λ = – 3 = 1 = (0)

17 Czynniki wpływające na rozpuszczalność (1) T t1 = 290 K T t1 = 278,7 K niska temperatura topnienia sprzyja rozpuszczalności

18 Czynniki wpływające na rozpuszczalność (2) H t1 = 9,87 kJ/mol H t1 = 12 kJ/mol niska entalpia topnienia sprzyja rozpuszczalności

19 Czynniki wpływające na rozpuszczalność (3) benzen (1) + toluen (2); H t1 = 9,87 kJ/mol; T t1 = 278,7 K A/R = K; G E < 0 A/R = 500 K; G E > 0 id Dodatnie odchylenia od doskonałości ograniczają rozpuszczalność, ujemne zwiększają

20 Diagram fazowy rozpuszczalności H 2 O + NaCl T topB = 801 o C T topA = 0 o C c + A s T E = -21 o C x B E = 0,064 wykres uproszczony

21 Eutektyk prosty – krzywe chłodzenia c T topA c + B s A s + B s Tp = const xBxB A B c + A s T topB T τ ba ab odcinek ~ B s odcinek ~ c c ABC

22 Związek międzycząsteczkowy (AB) topiący się kongruentnie c T topA c + B s A s + AB s T p = const xBxB A B c + A s T topB c + AB s AB s + B s ABAB T topAB temperatura topnienia (kongruentnego) związku AB

23 Związek międzycząsteczkowy (AB) topiący się kongruentnie – krzywe chłodzenia c T topA c + B s A s + AB s Tp=const xBxB A B c + A s T topB c + AB s AB s + B s ABAB T τ bac abc

24 Związek międzycząsteczkowy (AB) topiący się inkongruentnie - perytektyk c T topA c + B s A s + AB s T p=const xBxB A B c + A s T topB c + AB s AB s + B s ABAB P E temperatura topnienia inkongruentnego związku AB punkt perytektyczny punkt eutektyczny Różnice pomiędzy eutektykiem i perytektykiem: E – (s 1,c,s 2 ), P – (c,s 1,s 2 )

25 Związek międzycząsteczkowy (AB) topiący się inkongruentnie – krzywe chłodzenia T topA c + B s A s + AB s T p=const xBxB A B c + A s T topB c + AB s AB s + B s ABAB P E T τ

26 Równowaga ciecz-ciało stałe - rozpuszczalność w obu fazach T = T(x 1 c, p = const) - równanie likwidusu. T = T(x 1 s, p = const) - równanie solidusu Parametry: T, x 1 c,x 1 s, (p) Rozpuszczalność doskonała:

27 Pełna rozpuszczalność w obu fazach c T topA c + α s Tp=const xBxB AB T topB αsαs T τ likwidus solidus

28 Pełna rozpuszczalność w obu fazach c T topA c + α s T p=const xBxB A B T topB αsαs c + α s

29 Ograniczona rozpuszczalność w obu fazach c T topA c + α s T p=const xBxB AB T topB αs+βsαs+βs B T αsαs p=const c c + β s βsβs αsαs αs+βsαs+βs c + α s T topA c + β s βsβs xBxB A T topB

30 Ograniczona rozpuszczalność w obu fazach c T topA c + α s Tp=const xBxB AB T topB αs+βsαs+βs T B xBxB A p=const βsβs αsαs c+βsc+βs c+βsc+βs c + α s αsαs βsβs αs+βsαs+βs E P a a b T topB T topA

31 Ograniczona rozpuszczalność w obu fazach + związki międzycząsteczkowe c T topA c + α s T p=const xBxB AB T topB αsαs c + δ s CD βsβs γsγs δsδs α s + γ s γ s + δ s δ s + β s c + β s c + γ s

32 Diagram fazowy LiF + LiOH – eutektyk prosty

33 Diagram fazowy Cd + Zn

34 Diagram fazowy Pb + Au

35 Diagram fazowy Ag + Au

36 Diagram fazowy Au + Pt

37 Diagram fazowy Au + Cr

38 Diagram fazowy Al + Ti

39 Układ trójskładnikowy, dwufazowy (α,β) Parametry: T,p, x 1 α, x 2 α, x 1 β, x 2 β λ = n + 2 – f = – 2 = 3 Jeden stopień swobody [zależność typu y = f(x)] otrzymujemy dla ustalonych dwóch parametrów – zwykle T i p. Mamy wtedy: x 1 α = f( x 2 α,T,p = const) i x 1 β = f( x 2 β ;T,p = const)

40 Ułamki molowe w układach trójskładnikowych x2x2 x1x1 0 x x x 3 = 1 – x 1 – x x 1 + x 2 = 1 1

41 Równowagi fazowe w układach trójskładnikowych – trójkąt Gibbsa A B C x A = 0,20 x B = 0,10 x C = 0,70 0,20 0,10 0,70

42 ABBCCA T AB C T1T1 T = T 1 = const, p = const cięciwy równowagi krzywa równowagi (stężenie roztworu nasyconego względem A) 2 fazy – A s + c 1 faza - c

43 ABBCCA T AB C T2T2 T = T 2 = const, p = const

44 ABBCCA T AB C T3T3 T = T 3 = const, p = const

45 ABBCCA T AB C T4T4 T = T 4 = const, p = const punkt eutektyczny A + C

46 ABBCCA T AB C T5T5 T = T 5 = const, p = const 3 tu są trzy fazy w równowadze A s + C s + c

47 ABBCCA T AB C T6T6 T = T 6 = const, p = const 3 3

48 ABBCCA T AB C T7T7 T = T 7 = const, p = const 3 3

49 ABBCCA T AB C T8T8 T = T 8 = const, p = const W układach dwuskładnikowych faza ciekła nie występuje; istnieje wciąż jednak w układzie trójskładnikowym

50 ABBCCA T AB C T9T9 T = T 9 = const, p = const E3E3 potrójny punkt eutektyczny (s 1,s 2,s 3,c)

51 Układy – dwie sole + woda Problem: Liczba rzeczywistych składników dla substancji jonowych Np.: 1. NaF + KNO 3 + H 2 O – 3 składniki (?) 2. Na +, F -, K +, NO 3 -, H 2 O - 5 składników (?) 1. NaF + KNO 3 + H 2 O + (KF + NaNO 3 ) – 5 składników (?) 1.NaF + KNO 3 + H 2 O + (KF + NaNO 3 ) – 5 składników + równowaga: NaF + KNO 3 = KF + NaNO 3 4 niezależne składniki 2. Na +, F -, K +, NO 3 -, H 2 O - 5 składników + warunek elektroobojętności roztworu 4 niezależne składniki

52 Układy – dwie sole o wspólnym jonie + woda 1. NaF + KF + H 2 O - 3 składniki 2. Na +, F -, K +, H 2 O - 4 składniki + warunek elektroobojętności roztworu = 3 składniki niezależne Układ dwie sole o wspólnym jonie + woda jest układem trójskładnikowym

53 H2OH2O NaCl KClKClKClH2OH2O T H2OH2O NaCl KCl T*T* T = T * =const, p = const 3 odparowanie H 2 O dodawanie NaCl

54 B B·2H 2 O A·H2OA·H2O H2OH2O A A·B·H2OA·B·H2O T = const, p = const 3 3 Typowy diagram rozpuszczalności - dwie sole o wspólnym jonie + woda; w układzie występują hydraty B·2H 2 O A·H2OA·H2O A·B·H2OA·B·H2O skład roztworu nasyconego względem 1 fazy stałej skład roztworu nasyconego względem 2 faz stałych

55 Równowagi fazowe w układach trójskładnikowych – trójkąt Gibbsa H2OH2O NaCl CrCl 2 Fazy stałe CrCl 2 2H 2 O 2CrCl 2 NaCl H 2 O CrCl 2 NaCl NaCl CrCl 2 2H 2 O 2CrCl 2 NaClH 2 O CrCl 2 NaCl

56 Równowagi fazowe w układach trójskładnikowych – trójkąt Gibbsa H2OH2O NaCl CrCl 2 Fazy stałe CrCl 2 2H 2 O 2CrCl 2 NaClH 2 O CrCl 2 NaCl NaCl CrCl 2 2H 2 O 2CrCl 2 NaClH 2 O CrCl 2 NaCl

57 Równowagi fazowe w układach trójskładnikowych – trójkąt Gibbsa H2OH2O NaCl CrCl 2 faza stała ułamki molowe w fazie ciekłej CrCl 2 NaCl CrCl 2 3H 2 O 0,120 CrCl 2 3H 2 O 0,130,10 CrCl 2 3H 2 O + 2CrCl 2 NaCl H 2 O 0,270,09 2CrCl 2 NaCl H 2 O + CrCl 2 NaCl 0,230,21 CrCl 2 NaCl + NaCl 0,110,33 NaCl00,12 CrCl 2 2H 2 O 2CrCl 2 NaClH 2 O CrCl 2 NaCl

58 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 β T β A krytyczny punkt mieszalności

59 C A B T = const, p = const Równowaga ciecz-ciecz w układach trójskładnikowych (2)

60 C A B T = const, p = const Równowaga ciecz-ciecz w układach trójskładnikowych (3) β B C A

61 Równowaga osmotyczna 2 o (T,p) > 2 (T,p) = 2 o (T,p) + RTln(x 2 2 ) możliwy tylko transport rozpuszczalnika (2) (o małych cząsteczkach) 2 o (T,p) = 2 o (T,p+ ) + RTln(x 2 2 ) p + p ciśnienie osmotyczne 2 o (T,p) = 2 (T,p)= 2 o (T,p) + RTln(x 2 2 )

62 Równowaga osmotyczna o (T, p) = 2 o (T, p+ ) + RTln(x 2 2 ) p + p równanie vant Hoffa Dla roztworów bardzo rozcieńczonych

63 Równowaga osmotyczna p + p 3 < roztwór hipotoniczny roztwór hipertoniczny

64 Równowaga osmotyczna (2) roztwór hipotoniczny roztwór hipertoniczny


Pobierz ppt "Równowaga ciecz-ciecz w układzie dwuskładnikowym (1) p,T 1 (T,p,x 1 ) = 1 (T,p,x 1 ) 2 (T,p,x 1 ) = 2 (T,p,x 1 ) a 1 (T,p,x 1 ) = a 1 (T,p,x 1 ) a 2 (T,p,x."

Podobne prezentacje


Reklamy Google