Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Vízkémia Többkomponensű rendszerek Vizes oldatok.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Vízkémia Többkomponensű rendszerek Vizes oldatok."— Előadás másolata:

1 Vízkémia Többkomponensű rendszerek Vizes oldatok

2 Az oldódás (elegyedés) Adott folytonos közegben a részecskék molekuláris méretű eloszlatása (hőmozgás révén) - fizikai oldódás(hidratáció) ionos kötésű kristályok oldásamolekularácsos kötésű kristályok oldása egyes anyagok reakcióba lépnek a vízzel - oldódásuk kémiai oldódás

3 Az oldódás (elegyedés) Fizikai oldódás  lyuk mechanizmus – inert gázok oldódódása (O 2, N 2 )  hidrogénhíd – alkoholok, szerves savak elegyedése  kémiai kötések – ionkristályok és molekularácsos anyagok kristályainak felbomlása Kémiai oldódás – reakció vízzel  hidrogénhíd – NH 3 + H 2 O  NH 4 OH  HCl, CO 2, SO 2,

4 Az oldódás (elegyedés) Az oldódás sebessége: időegység alatt bekövetkező koncentrációváltozás v = ∆ c / ∆ t  anyagi minőség - keverés mértéke - hőmérséklet  szemcseméret - koncentráció Telített oldat: az oldódó és kiváló részecskék száma megegyezik Oldhatóság: adott körülmények között (hőmérséklet, nyomás) a telített oldat koncentrációja

5 Az oldódás (elegyedés) Az oldás során bekövetkező energiaváltozás - oldáshő: 1 mol anyagból végtelen híg oldat elkészítésekor bekövetkező hőmennyiség változás (rácsenergia és szolvatációs hő) az oldat felmelegszik, az oldáshő előjele negatív exoterm folyamat Er < Esz az oldat lehűl, az oldáshő előjele pozitív endoterm folyamat, Er > Esz

6 Oldódás Az oldhatóság hőmérsékletfüggése - növekvő és csökkenő - az oldáshő előjelétől függően A nyomás gyakorlatilag nem változtat a szilárd anyag oldhatóságán negatív oldáshőpozitív oldáshő

7 Többkomponensű rendszerek Folytonos közegben eloszlatott részecskék - diszperz rendszerek  homogén - kolloid - heterogén rendszerek - a részecskék mérete alapján

8 Homogén rendszerek Egy fázisú rendszer - nincsenek benne határfelületek  elegyek - mindhárom halmazállapotban: egyetlen komponens sem megkülönböztetett a többivel szemben ideális elegy - az összetevő komponensek megőrzik sajátságaikat - additivitás reális elegy - a komponensek elkeveredésekor dilatáció vagy kontrakció lép fel  oldatok - a komponensek közül kiemeljük az oldószert (folytonos közeg), a többi az oldott anyag (diszpergált)

9 Homogén rendszerek Tulajdonságai a komponensek tulajdonságaitól és koncentrációjától függenek  a koncentráció megadása: a megnevezett alkotórész mennyisége az oldatban/elegyben esetleg oldószerben tömegtört, tömegszázalék molaritás (c n mol/dm 3 ) tömegkoncentráció (c m g/dm 3 ) Raoult koncentráció (molalitás) (mol/1000 g oldószer)

10 Gázok oldódása folyadékban A fizikai oldódás kismértékű (inert gázok: O 2, N 2, CH 4 ), kémiai kölcsönhatás az oldószerrel (CO 2, NH 3, HCl, HCHO) O2O2 CH 4 CO 2 SO 2 NH 3 HClHCHO 0 °C0, , ,334622,8389,582,331,2 20 °C0, , ,168811,2853,172,040,2 40 °C0, , ,0973 5,4130,763,349,2 60 °C0, , ,057656,162,0 g/100 g víz

11 Gázok oldódása folyadékban Az oldhatóság függ a  hőmérséklettől

12 Gázok oldódása folyadékban Az oldhatóság függ a nyomástól - Henry-Dalton törvény c = K p keszon-betegség (N 2 oldódása a vérben)

13 Folyadékok elegyedése A hasonló szerkezetű folyadékok többnyire jól oldódnak egymásban (víz és alkoholok)  nem elegyedő (szén-tetraklorid - víz) mindig két oldatfázis van csekély oldhatósággal  korlátozottan elegyedő (fenol - víz) csak meghatározott koncentrációk esetén van homogén oldat  korlátlanul elegyedő (etanol - víz, ecetsav - víz) bármilyen arányban keverhető

14 Folyadékok elegyedése Nem elegyedő folyadékok g/100 cm 3 víz benzol20 °C0,175 toluol16 °C0,047 n-pentán16 °C0,036 kloroform20 °C0,822 szén-tetraklorid25 °C0,77

15 Folyadékok elegyedése Korlátozottan elegyedő folyadékok - a kölcsönös oldhatóság növekszik a hőmérséklettel - kritikus elegyedési hőmérséklet felett homogén oldat  fenol - víz (20°C-on az oldhatóság: 10,0 w% fenol és 72,0 w% víz) 68,8 °C 100 g fenol g víz = 92,9 g fenol / 36,1 g víz + 7,1 g fenol / 63,9 g víz

16 Folyadékok elegyedése Korlátlanul elegyedő folyadékok a folyadékok egymással összemérhető mennyisége: koncentrációt moltörtben (X i = n i / n ö )

17 Folyadékok elegyedése A folyadékelegy gőznyomása  valamennyi komponens gőzét tartalmazza  az elegy gőznyomása a komponensek parciális nyomásából adódik össze  Raoult- törvény: az elegy gőznyomásában a komponensek tenziója mindig kisebb, mint lenne tiszta állapotában Ideális elegyben lineáris összefüggés a komponens tiszta állapotbeli gőznyomása és az elegybeli parciális nyomása között: p i = X i p i ° François Marie Raoult

18 Folyadékok elegyedése Reális elegyeket alkotó komponensek parciális tenziója nem változik lineárisan az összetétellel, mert a komponensek különböző molekulái úgy hatnak egymásra, hogy adhézió kisebb mint a kohézió: az elegyben kisebb lesz a vonzó kölcsönhatás és könnyebben párolognak (etanol és víz) az elegy gőznyomása nagyobb lesz a számítottnál adhézió nagyobb: az elegyben nagyobb lesz a vonzóerő, mint a tiszta anyagok esetén, ezek nehezebben párolognak (víz és salétromsav) az elegy gőznyomása kisebb lesz a számítottnál

19 Szilárd anyagok oldódása folyadékban A rosszul oldódó anyagok oldhatóságát - az oldódási egyensúlyból származtatható oldhatósági szorzattal (L) jellemezzük Az A m B n összetételű só esetén: A m B n  m A n+ + n B m- L = [A n+ ] m ·[B m  ] n

20 Szilárd anyagok oldódása folyadékban Híg oldatok: az oldott anyaghoz képest az oldószer olyan nagy feleslegben van, hogy az oldott anyag részecskéi nem gyakorolnak számottevő kölcsön- hatást egymásra - moltört < 0,01 - az oldószerre nézve ideális oldat A gőznyomás csökkenése, a fagyáspont és forráspont változása, ozmózis kialakulása

21 Szilárd anyagok oldódása folyadékban Raoult-törvénye: a nem illékony oldott anyag megváltoztatja a párolgás mértékét - az oldott anyag koncentrációjának függvényében csökken az oldószer gőznyomása - P = X oldószer · p° relatív gőznyomáscsökkenés: ∆p / p° = n / n oldószer

22 Fagyáspont és forráspont változása A nem illékony oldott anyagot tartalmazó oldat forráspontja magasabb, fagyáspontja pedig alacsonyabb, mint a tiszta oldószeré forráspont emelkedés fagyáspont csökkenés ∆T = i ·k · c R hőmérséklet változás Raoult koncentráció oldószerre jellemző állandó részecskeszám

23 Szilárd anyagok oldódása folyadékban Az ozmózis jelensége, hogy féligáteresztő hártyával elválasztott oldat és oldószer között megindul az oldószer molekulák átáramlása a nagyobb koncentrációjú oldat felé hajtóereje a koncentrációk kiegyenlítődése

24 Ozmózisnyomás Az oldat ozmózisnyomása az a nyomás, amely képes megakadályozni az oldószer átáramlását a membránon (pl. sejthártya, cellofán, műanyag membrán) Van't Hoff: π·V = n ·R ·T π = c n ·R ·T π = i ∙c n ·R ·T

25 Szilárd anyagok oldódása folyadékban Fordított ozmózis: az oldatot nagyobb nyomás alá helyezve, mint az ozmózis nyomása - megindul az oldószer kiáramlása az oldatból - tengervíz sótalanítása, gyümölcslevek töményítése


Letölteni ppt "Vízkémia Többkomponensű rendszerek Vizes oldatok."

Hasonló előadás


Google Hirdetések