Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Követelmények – értékelés módosítás Elérhető 100 pont (51-60 elégséges, 61-75 közepes, 76-85 jó, 86- jeles) Félév során teljesíthető 50 pont (minimum 26!)

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Követelmények – értékelés módosítás Elérhető 100 pont (51-60 elégséges, 61-75 közepes, 76-85 jó, 86- jeles) Félév során teljesíthető 50 pont (minimum 26!)"— Előadás másolata:

1 Követelmények – értékelés módosítás Elérhető 100 pont (51-60 elégséges, közepes, jó, 86- jeles) Félév során teljesíthető 50 pont (minimum 26!) Félév során teljesíthető 50 pont (minimum 26!) 2 db ZH: 2 x 15 pont = 30 pont 2 db ZH: 2 x 15 pont = 30 pont Aktivitás gyakorlatokon10 pont Aktivitás gyakorlatokon10 pont Labor gyakorlat10 pont Labor gyakorlat10 pont Vizsga során teljesíthető 50 pont Vizsga során teljesíthető 50 pont 25 pont írásbeli () minimum 13 pont! 25 pont írásbeli ( feladatmegoldás ) minimum 13 pont! Kampfl Györgyi által leadott anyagból írásbeli vizsga. 25 pont szóbeli 25 pont szóbeli Tolner László által leadott anyagból szóbeli vizsga

2 Letölthető tankönyv (ajánlott) Letölthető tankönyv (ajánlott) Bárány Sándor…: Fizikai kémia műszakiaknak 02_ebook_fizikai_kemia_muszakiaknak/A3_02_fizikai_kemia_ muszakiaknak_1_1.html 02_ebook_fizikai_kemia_muszakiaknak/A3_02_fizikai_kemia_ muszakiaknak_1_1.html jobboldalon adatlap- ra kattintva – Letölthető anyagok A3_02_fizikai_kemia_muszakiaknak.pdfTranszportfolyamatok: Anyagáramlás – viszkozítás Anyagáramlás – viszkozítás Diffúzió Diffúzió Hővezetés HővezetésKolloidikaEgyensúlyok

3 Viszkozitás lamináris (réteges) áramlás: minden réteget a falhoz közelebbi szomszédja fékez, a faltól távolabbi szomszédja gyorsít TV a két szomszédos réteg között fellépő az F erő nagysága egyenesen arányos (1) a rétegek A érintkezési felületével és a (2) dv x /dy sebességgradiens nagyságával DEF  arányossági tényezőt viszkozitásnak nevezzük. SI mértékegysége: Pa s Régi, még használt mértékegysége: 1 poise = 1 g cm ‑ 1 s ‑ 1 = 0,1 Pa s 3 x

4 Viszkozitás értelmezése A hőmozgás következtében az áramlásra merőleges irányban a szomszédos rétegekből kölcsönösen részecskék lépnek át a másik rétegbe. Ha a kisebb áramlási sebességű rétegbe nagyobb sebességű részecskék kerülnek  a réteg impulzust kap nagy impulzustranszport = nagy viszkozitás a hőmérséklet növelésével (T  ) gázok viszkozitása növekszik folyadékok viszkozitása csökken. 4 „a folyadéknak nagy a sűrűsége” hétköznapi értelmezés: lassú folyású folyadék tudományos szóhasználat: nagy tömeg esik egy térfogategységre (pl. g/cm 3 ) víz sűrűsége  = 1,00 g/cm 3 méz sűrűsége  = 1,42 g/cm 3 víz viszkozitása  = 8,90 × 10 −4 Pa s méz viszkozitása  = 10,0 Pa s

5 Stokes-féle ellenállástörvény Stokes ‑ féle ellenállástörvény Viszkózus folyadékban mozgó részecskékre közegellenállási erő hat. Gömb alakú részecskék érvényes a Stokes ‑ féle ellenállástörvény: F mozgó részecskére ható közegellenállási erő  viszkozitás r gömb sugara v gömb sebessége 5 Sir George Gabriel Stokes (1819 –1903) angol matematikus és fizikus

6 Diffúzió, konvekció, anyagforrás DEF diffúzió: egy anyag vándorlása a magasabb koncentrációjú helyről az alacsonyabb koncentrációjú hely felé a közeg makroszkopikus áramlása nélkül 6 DEF anyagok forrása és nyelői: anyag megjelenése egy rendszerben, például kémiai reakciók miatt f(x,c,t) egységnyi térfogatban, időegység keletkező vagy eltűnő anyagmennyiség. A következőkben az egyszerűség kedvéért a folyamatokat csak az x-koordináta mentén vizsgáljuk. Hasonló eredményeket kapnánk 2 illetve 3 térbeli dimenzióban is. DEF konvekció: egy anyag vándorlása, mert a közeg makroszkopikus áramlása magával sodorja

7 Diffúziós áramsűrűség - Fick I. törvénye DEF diffúziós áramsűrűség az az anyagmennyiség, amely a diffúzió irányára merőleges, egységnyi felületen időegység alatt áthalad [mol m -2 s -1 ] TV Fick I. törvénye: a J d diffúziós áramsűrűség arányos a diffundáló anyag koncentrációjának térbeli gradiensével: DEF a D > 0 arányossági tényező a diffúziós együttható negatív előjelre azért van szükség, mert J d pozitív,  c/  x negatív (csökken a koncentráció jobbfelé) D pozitív (így definiáltuk)  a diffúzió a csökkenő koncentráció irányába megy 7 Adolf Eugen Fick ( ) német orvos (nem ő találta fel a kontaktlencsét!)

8 Kolloidika valódi oldat – – makroszkopikus részecske 1 nm – kolloid – 500 nm (agyag 2000 nm – lemezkék)) Diszperz rendszer, (talaj, köd, füst, csapadék) Makromolekula, (élőlények, humusz, műanyagok) Molekula asszociátumok (mosószerek, kolloidstabilitás) Felületi jelenségek (nedvesedés, habzás, adszorpció) Κόλλα = enyv

9 A diszpergált fázis halmazállapota Diszperziós közeg Gáz G/Folyékony L/Szilárd S/ Aeroszol /G -L/G kolloid köd (pl: légköri köd, felhők) S/G kolloid füst (pl: dohányfüst) Lioszol /L kolloid hab G/L (szappanhab) Emulzió L/L (pl: tej, kenőanyag) S/L szol, szuszpenzió (pl:kolloid kénoldat) Xeroszol /S G/S szilárd hab, pórusrendszer L/S pórus-, kapilláris rendsz. Gélek, adszorbens, talaj szilárd szól S/S (rubinüveg, ötvözetek) A kolloid rendszerek csoportosítása a diszpergált (eloszlatott) fázis és a diszperziós közeg (összefüggő) halmazállapota szerint

10 A kolloidok osztályozása az eloszlatott részecskék típusa szerint diszperziós kolloidok (fáziskolloidok): valamely folytonos közegben gáz, folyadék és szilárd mikrofázisok, felülettel határolt részecskék találhatók pl. köd, füst, emulzió (tej, vaj), agyag, szuszpenzió makromolekuláris kolloidok: a folyadékban oldott részecskék mérete eleve a kolloid mérettartományba esik pl. fehérje, ragasztók, lakkok, zselatin, polimer sejtek, mikroszervezetek, testszövetek, vér asszociációs kolloidok: az oldott amfipatikus molekulák micellákká csoportosulnak (felületaktív anyagokat tartalmazó rendszerek) pl. szappanoldat, mosószerek (micellák!)

11 Kolloid rendszerek átalakulásai Szol hűtés, vagy oldószer-elvonás melegítés, vagy oldószer hozzáadás Gél Pl.: szilárd zselatin (xerogél) + oldószer(duzzadt xerogél), majd (liogél), melegítés (lioszol), majd lehűtés (liogél)

12 A kolloidok osztályozása az eloszlatott részecskék közt ható erő szerint inkoherens rendszerek: a részecskék egymástól függetlenek. A közeg folyékony jellege a mérvadó (aero- és lioszolok, kolloid oldatok) koherens rendszerek: összefüggő szilárd vázat alkotnak (gélek – a részecskék kapcsolódása miatt; xeroszolok – a közeg miatt)

13 A kolloidok előállítása nagyobb szemcséket aprítunk kolloid méretűre (porlasztással, kolloid malomban, ultrahanggal stb.); vegyi eljárással olyan körülmények között (hőmérséklet, koncentráció, oldószer stb.), hogy a keletkező csapadék szemcséinek mérete kolloid méretű legyen valódi oldatban úgy változtatjuk meg a körülményeket, hogy az oldott anyag (egy része legalább) kolloid méretű szemcsékben váljon ki.

14 ADSZORBENSEK - KOLLOIDOK A kolloidok tipikus nagy felületű anyagok, melyek felületükön jelentős mennyiségben képesek más anyagokat a felületükön megkötni. Sok apró szemcséből állnak (pl. kolloid oldat) Porózus anyagok (liogél, xerogél) Azokat a kolloidokat, melyek felületükön oldószer molekulákat képesek megkötni, azok a liofil kolloidok, amelyek oldószer molekulákat nem képesek adszorbeálni, azok a liofób kolloidok.

15 Felületaktív molekulák elhelyezkedése a vizes és olajos fázisok határán olajos fázis vizes fázis poláros csoport apoláros rész

16 Felületaktív molekulák

17 Sejtmembrán Micella

18 CMC Kritikus Micella Koncentráció Egyensúlyi folyamat CMC feletti koncentrációnál nem nő az aktív molekulák koncentrációja

19 Felületaktív molekulák Detergens (latin:letörlő) hatás- mosás A szennyeződés a textíliákhoz vagy más tárgyakhoz főleg olajos film közvetítésével tapad. Az olajos felületeket a víz nem nedvesíti, a felületaktív anyag azonban közvetíteni tud a két fázis között. A lipofil rész jól adszorbeálódik az olajos felületre, az így kialakult új felület pedig – a hidrofil csoportokon keresztül – jól nedvesíti a víz. A felületaktív molekulák mozgásban lévő víz segítségével fokozatosan behatolnak a szennyezés és a szennyezett anyag közé, majd az így szabaddá vált szennyrészecské- ket emulzió formájában a vizes oldatba viszik.

20 szenny- részecske H2OH2OH2OH2O H2OH2OH2OH2O Detergens hatás A felületről a detergens nedvesítő hatása választja le a szennyrészecskéket, és emulgeáló hatása tartja azokat emulzió formájában a vizes oldatban.

21 Felület borításához kevés molekula is elég kis mennyiség – nagy hatás Felület megváltoztatása felületi feszültség csökkentése HABKÉPZŐDÉS gyakori feladat: habképződés gátlása Védőkolloid hatás – elválasztási probléma (csapadék, emulzió) Megszüntetés – a detergens elroncsolása (oxidáció, mikrobák) – a detergens kicsapása (Ca-szappan) – felület lefedése (szilikon, olaj, zsirsavak, alkohol) – hab eltávolítás – felületaktív anyag eltávolítás

22 Szennyezések csapadékképzésen alapuló elválasztása Kolloid szennyezők eltávolítása (koaguláció) Részecskék elektromos töltésének csökkentése pH függvényében – H + ill OH - ionok megkötődése (izoelektromos pont) Védőkolloidok (szerves makromolekulák, detergensek) elbontás (mikrobiológia – eleven iszap) detergens megkötés polielektrolittal Hídképző flokkuláció polimerrel alacsony koncentrációban (magasabb koncentrációban védőkolloid !)

23

24 CH 2 =CH-COOH akrilsav A polimetilmetakrilátot (szerves üveg, „plexi”) metakrilsav-észter polimerizációjával állítják elő. Jó optikai, elektromos és nem utolsó sorban mechanikai tulajdonságai miatt (  C –fokon már hajlik, de szobahőmérsékleten kemény) gyakran alkalmazzák különböző konstrukciós elemek, optikai alkatrészek, ablakok gyártásához. Polielektrolit/1 Poli-aklrilsav PAA „Gyenge” polielektrolit disszociációja részleges

25 A polisztirol mérettartó, rideg, jó szigetelő anyag. Savak lúgok nem károsítják. Habosítva – kemény hab - jó hőszigetelő (Hugarocell). Szerves oldószerek károsítják. Gyenge hőállóság, nehezen éghető. Az anyag nem táptalaja a mikroorganizmusoknak, s a talajbaktériumok sem támadják meg. Polielektrolit/2 Poli(nátrium-sztirol-szulfonát) PSS „Erős” polielektrolit disszociációja 100%-os

26 Egyensúlyi összefüggések alkalmazása Egyensúlyi folyamatok: pl.: észterképződés Gyenge savak, bázisok disszociációja Víz ionszorzata, pH Oldhatósági szorzat – szennyezők eltávolítása Komplexképződési egyensúlyok

27 10:54 Sav bázis egyensúlyok vizes oldatban Disszociációs egyensúlyi állandó HAcH + + Ac - ecetsav disszociációja K sav = ▬▬▬▬▬▬ [HAc] [H + ] [Ac - ] NH 4 OH NH OH - Ammóniumhidroxid disszociációja K bázis = ▬▬▬▬▬▬ [ NH 4 OH] [NH 4 + ] [OH - ]

28 10:54 Savak disszociációja vizes oldatban Sav Ks pKs Sósav ∞ Kénsav ∞ Salétromsav ∞ Triklórecetsav 3,0* ,52 Ecetsav 1,8* ,75 Kénessav 1,6* ,79 Szénsav 4,4* ,37 Erős savak Gyenge savak HAH + + A - K s = ▬▬▬▬ [HA] [H + ] [A - ]

29 10:54 Bázis K b pK b Nátrium-hidroxid ∞ Lítium-hidroxid ∞ Kálium-hidroxid ∞ Etilamin 6,5* ,19 Ammónia 1,8* ,74 Piridin 1,8* ,75 Erős bázisok Gyenge bázisok Bázisok disszociációja vizes oldatban BOHB + + OH - K s = ▬▬▬▬ [BOH] [B + ] [OH - ]

30 10:54 Bázis K b pK b Etilamin 6,5* ,19 Ammónia 1,8* ,74 Piridin 1,8* ,75 Gyenge bázisok disszociációja vizes oldatban B + H 2 OBH + + OH - K s = ▬▬▬▬ [B] [H 2 O] [BH + ] [OH - ] CH 3 -CH 2 -NH 2 CH 3 -CH 2 -NH 3 + NH 3 NH 4 + BBH + B B

31 10:54 Víz disszociációja és a pH fogalma H 2 O H + + OH - K v = K = ▬▬▬▬▬▬ [H 2 O] [H + ] [OH - ] Mert az elbomlás mértéke elhanyagolható 1000g / 18(g/mol) = 55,6 mol [H + ] [OH - ] = pH = - lg[H + ] és pOH = -lg[OH - ] pH + pOH = 14 [H 2 O] = konstans

32 10:54 0 ≤ pH < 7 savas tartomány, savas jelleg a pH csökkenésével nő pH = 7 semleges oldat 7 < pH ≤ 14 lúgos tartomány, lúgos jelleg nő a pH növekedésével pK v = pH + pOH = 14,00

33 10:54 Erős savak és bázisok pH-ja disszociáció – 100% [H + ] = [sav] [H + ] [OH - ] = pH = - lg[H + ] = - lg [sav] [OH - ] = [bázis] [H + ] = / [OH - ]= / [bázis] pH = - lg[H + ] = 14 + lg [bázis]

34 10:54 Gyenge savak pH-ja HAH + + A - K s = ▬▬▬▬ [HA] [H + ] [A - ] x = [H + ] = [A - ] << [HA] [HA] egyens. ≈ [HA] kiind. = [sav] K s = ▬▬▬▬ [HA] [H + ] [A - ] = ▬▬▬▬ [sav] - x [x] 2 x = [H + ] ≈ K s [sav] x 2 - K s.x + K s.[sav] =0x = [H + ] =

35 10:54 Erős sav kiszorítja a gyenge savat sójából CH 3 COONa + HCl → CH 3 COOH + NaCl Az oldatba kerülő ionok: CH 3 COO - + Na + + H + + Cl - K s = ▬▬▬▬ [HAc] [H + ] [Ac - ] HAcH + + Ac - ecetsav disszociációja = 1,8*10 -5 Az oldat összetétele: Na + + Cl - + CH 3 COOH és egy kevés CH 3 COO - + H + 1 mólos oldatok esetén ~ gyök( 1,8*10 -5 ) = 0,004 mol

36 10:54 de ugyan a foszforsav erősebb sav mint a kovasav H 3 PO 4 előállítása: - lepárlás 1400 – C koksz kemencében 2 Ca 5 (PO 4 ) 3 F + 5SiO C = 9CaSiO 3 + CaF 2 +15CO+6P P illékony eltávozik a rendszerből > P 2 O 5 > H 3 PO 4 SO 2 + CaCO 3 = CaSO 3 + CO 2 anhidridre is igaz CaCO 3 + H 2 SO 4 = CaSO 4 + H 2 CO 3 Füstgáz tisztítás H 2 CO 3 = H 2 O + CO 2 el is távozik a rendszerből Kénessav 1,6*10 -2 Szénsav 4,4*10 -7

37 Le Chatellier  Braun-elv Ha egyensúlyban lévő rendszerre változást kényszerítünk, akkor a rendszer úgy reagál, hogy csökkentse a változás mértékét. 2 NO 2 N 2 O 4 p, T függés barna színtelen exoterm endoterm

38 Szilárd anyagok oldódása folyadékban

39 10:54Oldhatóság Vegyület Oldhatósági szorzat Vegyület Oldhatóság g/100g víz) AgCl1,77* AgNO BaSO 4 1,08* CuSO 4 21 CaCO 3 3,36*10 -9 FeCl 3 92 CaSO 4 4,93*10- 5 KMnO 4 6,5 HgS2,00* KNO 3 32 PbSO 4 1,58*10 -8 NH 4 NO NaCl36 NaOH109 L = 1,58*10 -8 = [Pb ++ ]*[SO 4 -- ] [Pb ++ ] =~0,0001 mol/dm 3 0,0207 g/dm 3 Ivóvíz határérték= 0,01 ppm ~ 20 ppm

40 Köszönöm a figyelmet


Letölteni ppt "Követelmények – értékelés módosítás Elérhető 100 pont (51-60 elégséges, 61-75 közepes, 76-85 jó, 86- jeles) Félév során teljesíthető 50 pont (minimum 26!)"

Hasonló előadás


Google Hirdetések