Тема 2.3. Рівновага «розчин – пара» в системі, яка утворена двома необмежено розчинними рідинами

Тема 2.2. Загальні властивості двокомпонентних систем. Рівновага «рідина – пара». Розчини газів

Запитання і завдання для самоконтролю

1. Покажіть, як правило фаз застосовують до двокомпонентних систем.

2. Перелічіть відомі Вам способи вираження та графічного зображення складу двокомпонентних систем.

3. Які властивості двокомпонентних систем є адитивними, неадитивними? Що називають парціальною молярною величиною? В яких розрахунках її використовують?

4. Як змінюються термодинамічні параметри при змішуванні ідеальних газів?

5. Що являє собою розчин? Як змінюється енергія Гіббса при утворенні розчину?

6. Як класифікують рідкі розчини? Наведіть термодинамічні властивості ідеальних розчинів.

7. Сформулюйте та поясніть закон Рауля. До яких розчинів його можна застосовувати?

8. Як виражають хімічні потенціали компонентів в ідеальних та реальних розчинах? Що таке активність, коефіцієнт активності? Від яких факторів вони залежать?

9. Як пов’язана температура кипіння розведеного розчину нелеткої речовини з його моляльною концентрацією? Що називають ебуліоскопічною сталою? Як її теоретично розраховують та експериментально визначають?

10. Що таке ізотонічний коефіцієнт? Як його обчислюють і для чого використовують?

11. В чому полягає ебуліоскопічний метод визначення молярної маси нелеткої речовини, ступеня дисоціації та числа асоціації?

12. Як впливають природа компонентів, тиск і температура на розчинність газів у рідинах?

13. Сформулюйте закон Генрі. До яких розчинів його можна застосовувати? Що являє собою та від чого залежить константа Генрі?

14. Що називається коефіцієнтом абсорбції? Яку він має розмірність, від яких факторів залежить? Як відбувається розчинення суміші газів у рідкій фазі?

15. Які особливості розчинності газів у розчинах електролітів, у рідких металах?

Типові задачі

1. Перерахунок одного способу вираження концентрації в інший.

2. Розрахунок температури кипіння розчину нелеткої рідини відомої концентрації.

3. Визначення тиску насиченої пари над розчином певної концентрації, якщо відомо тиск насиченої пари над розчинником за тієї самої температури.

4. Розрахунок молярної маси нелеткої розчиненої речовини, ступеня дисоціації та числа асоціації за температурами кипіння розчину та чистого розчинника.

Література: [ 1, § 115, 116, 121-125, 127-130, 141; 2, § VІ.1, VІ.3-V.5; 3, 3, Гл. 10, § 1-4; 4, 6.1-6.4, 7.1-7.6, 8.2].

Запитання і завдання для самоконтролю

1. Як тиск насиченої пари залежить від концентрації ідеального розчину? Як розрахувати молярний та масовий склад пари?

2. Сформулюйте та поясніть на прикладах перший закон Коновалова. До яких систем він застосовується?

3. Який вигляд має діаграма для ідеального розчину? Опишіть лінії та поля діаграми.

4. Наведіть та поясніть діаграму « – склад» для ідеального розчину. Які питання можна вирішити за допомогою цієї діаграми?

5. Що розуміють під додатними та від’ємними відхиленнями від закону Рауля? Якими причинами вони зумовлені?

6. Який вигляд можуть мати діаграми «Р – склад» та « – склад» для неідеальних розчинів? Сформулюйте другий закон Коновалова та проілюструйте його діаграмами.

7. Які розчини називають азеотропними? Чому дорівнює варіантність системи в азеотропній точці? Чи можна змінити склад азеотропного розчину?

8. Сформулюйте закони Вревського та поясніть, як впливають температура та тиск на положення азеотропної точки.

9. Як формулюють та з якою метою використовують правило важеля? Поясніть на прикладі.

10. У чому полягають процеси перегонки та ректифікації?

11. На які фракції можна розділити ідеальний та реальний розчини ректифікацією?

12. Чи завжди розчин кипітиме при більш високій температурі, ніж розчинник? Відповідь аргументуйте.

Типові задачі

1. Обчислення складу ідеального розчину, який кипить за заданого тиску і при певній температурі.

2. Розрахунок складу пари над ідеальним розчином, якщо відомі тиски насиченої пари чистих компонентів і склад розчину.

3. Розрахунки за правилом важеля.

4. Визначення за діаграмою «Т_кип. – склад» складу фракцій, які можна

отримати при ректифікації будь-якого розчину, та їх кількісного співвідношення.

Література: [ 1, § 143, 144; 2, § VІ.10-VІ.12; 3, Гл. 10; § 4-6; 4, 7.9].

Тема 2.4. Взаємно нерозчинні та обмежено розчинні рідини. Закон розподілу. Рівновага «рідина – тверда фаза»

Запитання і завдання для самоконтролю

1. Чому дорівнює тиск насиченої пари над системою, яка утворена двома нерозчинними одна в одній рідинами? Як визначити температуру кипіння такої системи? Як розрахувати склад конденсату?

2. Який процес називають перегонкою з водяною парою? Коли її застосовують? Що таке видатковий коефіцієнт водяної пари? Від чого він залежить?

3. Наведіть та поясніть діаграми стану систем з обмеженою взаємною розчинністю рідин. У чому полягає правило Алексєєва?

4. Що називають критичною температурою розчинення? Від чого залежить її положення на кривій розшарування?

5. Виведіть та сформулюйте закон розподілу. Від яких факторів залежить коефіцієнт розподілу?

6. Що називають екстракцією з розчинів? За допомогою яких рівнянь можна розрахувати кількість екстрагованої речовини? Від чого залежить ефективність екстракції?

7. Поясніть, чому розчин нелеткої речовини замерзає при нижчій температурі, ніж розчинник?

8. Який існує зв’язок між температурою замерзання розчину нелеткої речовини та його моляльною концентрацією? Що називається кріоскопічною сталою? Як її теоретично розрахувати та експериментально визначити?

9. У чому полягає кріоскопічний метод визначення молярної маси розчиненої речовини? До яких речовин його можна застосовувати?

10. Як розраховують ступінь дисоціації та число асоціації розчиненої речовини за температурами замерзання розчину?

11. Які властивості розведених розчинів нелетких речовин називають колігативними? Як пов’язані між собою підвищення температури кипіння та зниження температури замерзання таких розчинів?

12. Яка розчинність твердої речовини називається ідеальною? Як вона залежить від температури? Наведіть та проаналізуйте рівняння Шредера.

13. Як залежить від температури реальна розчинність? Наведіть приклади.

Типові задачі

1. Визначення фазового складу системи при заданій температурі за діаграмою стану двох обмежено розчинних рідин.

2. Розрахунок кількості екстрагованої речовини.

3. Розрахунок температури замерзання розчину відомої концентрації.

4. Визначення молярної маси нелеткої речовини за даними кріоскопічних досліджень.

5. Обчислення числа асоціації або ступеня дисоціації розчиненої речовини за температурою замерзання розчину.

6. Розрахунок температури замерзання розчину нелеткої речовини за його температурою кипіння.

Література: [ 1, § 125, 142, 144, 145, 150; 2, § V.9, VІ.5,VІ.6, VI.8, VI.13; 3, Гл. 9, § 1, § 9-10, Гл. 10, § 7-8; 4, 7.7-7.8, 7.10, 8.1-8.4, 10.4].

Дата добавления: 2015-05-23