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].

Тема 2.5. Діаграми плавлення дво- та трикомпонентних систем

Запитання і завдання для самоконтролю

1. Для чого використовують термічний аналіз? Як його проводять? Що таке криві охолодження?

2. Наведіть та опишіть діаграму плавлення з евтектикою. Який вигляд мають криві охолодження в такій системі?

3. Наведіть діаграму плавлення системи з хімічною сполукою, що плавиться конгруентно. Опишіть лінії та поля діаграми. Накресліть характерні криві охолодження.

4. Як за діаграмою плавлення можна визначити формули хімічних сполук, що утворюються в системі? Покажіть на прикладах систем, склад яких виражено в молярних та масових частках.

5. Яке плавлення називають інконгруентним? Наведіть та опишіть діаграму плавлення системи, в якій утворюється така сполука.

6. Що називають твердим розчином? Які типи твердих розчинів Ви знаєте?

7. Який вигляд можуть мати діаграми плавлення з обмеженою розчинністю в твердому стані? Наведіть та опишіть ці діаграми.

8. Як виглядають діаграми плавлення систем з необмеженою розчинністю компонентів у твердому та рідкому станах? Наведіть та поясніть їх.

9. Покажіть, як правило фаз Гіббса застосовують до трикомпонентної системи.

10. Як графічно виражають склад трикомпонентної системи?

11. Накресліть та поясніть об’ємну діаграму плавлення трикомпонентної системи з потрійною евтектикою. Як аналізують площинні діаграми?

12. Наведіть приклади діаграм плавлення трикомпонентних систем з утворенням хімічних сполук.

Типові задачі

1. За наведеною діаграмою визначити:

а) за яких температур починається та закінчується кристалізація системи заданого складу;

б) для гетерогенної системи – склад та кількісне співвідношення рівноважних фаз;

в) склад сполук, що утворюються;

г) склад подвійних та потрійних евтектик.

Література: [1, § 145, 147149; 2, § V.5V.8, V.10V.12; 3, Гл. 9, § 29, § 1112; 4, 9.19.8, 10.110.3].