Читайте также:
|
(лекции – 6,0 часов, практические занятия – 10,0 часа)
Ознакомившись с сущностью физико-химического анализа, его значением, освоившись с понятием «фаза», «компонент», «степень свободы», обратите внимание на следующее.
Фаза не является понятием, адекватным понятию агрегатного состояния. В однокомпонентных системах могут находиться в равновесном состоянии две фазы одинакового агрегатного состояния серы, например, моноклинная, ромбическая.
В тех случаях, когда число компонентов в системе меньше числа веществ, выбор веществ в качестве компонентов произволен. Когда же в равновесной системе имеются две фазы с тождественным составом, то независимо от числа веществ система будет вести себя как однокомпонентная. Так, азеотропная смесь, состоящая из любого числа веществ − система однокомпонентная, так как состав пара, и жидкости одинаковый. Такой вывод является следствием из правил фаз Гиббса, а не эмпирическим правилом.
Число степеней свободы определяется числом компонентов и фаз, находящихся в равновесной системе. Оно может быть равным нулю, единице, двум, трем и т.д. Необходимо в каждом отдельном случае уметь сделать практические выводы в зависимости от числа степеней свободы, помня, что выбор параметра в качестве степени свободы произволен. Следует пользоваться правилом фаз при изучении однокомпонентных (диаграммы состояния воды, серы), двухкомпонентных систем (жидкие смеси, сплавы и растворы твердых веществ в жидких растворителях).
На изучении опытных данных диаграмм состав − давление, состав − температура кипения бинарных безгранично смешивающихся жидких смесей основаны два закона Коновалова, а на изучении двух и трехкомпонентных систем − правило рычага.
Изучая перегонку смесей, уясните, что различные виды перегонки (перегонка в равновесии, простая перегонка и ректификация) основаны на различии состава пара и жидкости.
Необходимо приобрести навыки чтения диаграмм состав − свойство различных бинарных жидких смесей, диаграмм плавкости и простейших диаграмм трёхкомпонентных систем. Чтение диаграммы заключается в безошибочном определении в любой точке на диаграмме числа компонентов, степеней свободы, фаз. их состава и массового соотношения, а также в определении температур начала и конца кристаллизации, плавления, кипения, и конденсации. Надо знать, на основании каких экспериментальных данных строятся различные диаграммы.
В разделе «Свойства разбавленных растворов нелетучих веществ» изучаются: осмотическое давление, понижение давления пара раствори геля над раствором, понижение температуры замерзания и повышения температуры кипения раствора. Надо уметь показать взаимосвязь между этими свойствами, знать термодинамический вывод закона Рауля, уравнений для расчёта понижения температуры замерзания и повышения температуры кипения раствора, уравнений для расчёта криоскопической и эбуллиоскопической постоянных. Выводы уравнений будут более осмысленны, если вы поймёте, что жидкость закипает, когда давление пара над раствором становится равным внешнему давлению, а замерзание, т.е. появление первых кристаллов твёрдой фазы, происходит, когда давление насыщенных паров над твёрдой фазой и жидкостью будет одинаковым.
Кроме того, необходимо знать вывод уравнения Шредера, определяющего значимость растворимости твёрдого вещества от температуры при образовании идеального раствора.
Во всех уравнениях, выражающих связь между концентрацией идеального раствора и каждым его свойством, значение свойств не зависит от природы растворителя (осмотическое давление, относительное понижение давления пара) или не зависит от природы растворенного вещества (изменение температур замерзания и кипения растворов), а определяется только числом частиц растворённого вещества. Это обстоятельство послужило основанием для физической теории растворов и позволило понять свойства разбавленных растворов электролитов, в уравнение расчета которых вводится коэффициент Вант-Гоффа, учитывающий увеличение числа частиц вследствие диссоциации.
Необходимо освоить химическую природу растворов, в развитии которой большая роль принадлежит Д.И. Менделееву. На положении этой теории основаны современные представления о процессах растворения, при этом всегда учитывается влияние полярности молекул растворителя на растворимость данного вещества.
Следует различать понятия дифференциальной и интегральной теплот растворения и разбавления.
В результате освоения данного материала студент должен:
Знать
¶ основные понятия и принципы фазового равновесия;
¶ типы одно-, двух- и трехкомпонентных диаграмм состояния и плавкости;
¶ методы и приемы физико-химического анализа диаграмм;
¶ методы и приемы термического анализа диаграмм;
Уметь
¶ распознавать и читать диаграммы плавкости;
¶ производить количественный расчет равновесных фаз;
¶ анализировать кривые охлаждения.
Дата добавления: 2014-12-15; просмотров: 194 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |