- •Учебно-методичесКие указания и контрольные работы
- •240134 Переработка нефти и газа (базовая подготовка спо)
- •Содержание
- •Пояснительная записка.
- •Рабочая программа по физической и коллоидной химии для специальности 240134 Переработка нефти и газа (базовый уровень) Содержание учебной дисциплины:
- •Раздел 1. Физическая химия.
- •Тема 1.1. Молекулярно-кинетическая теория агрегатных состояний вещества.
- •Тема 1.2. Основы химической термодинамики.
- •1.2.1.Первый закон термодинамики. Термохимия.
- •1.2.2. Второй закон термодинамики.
- •1.2.3. Элементы термодинамики пара.
- •Контрольная работа № 1.
- •Тема 1.3. Химическая кинетика.
- •Тема 1.4. Поверхностные явления. Катализ.
- •Тема 1.5. Химическое равновесие.
- •Тема 1.6. Фазовое равновесие.
- •Тема 1.7. Растворы.
- •Контрольная работа № 2. По теме: "Растворы".
- •Тема 1.8. Электрохимия.
- •Раздел 2. Основы коллоидной химии.
- •Тема 2.1. Дисперсные системы.
- •Тема 2.2. Растворы высокомолекулярных соединений (в.М.С.).
- •Раздел 1. Физическая химия.
- •Тема 1.1. Молекулярно-кинетическая теория агрегатных состояний вещества. Газообразное состояние вещества.
- •Жидкое состояние вещества
- •Твёрдое состояние вещества.
- •Плазменное состояние.
- •Примеры решения задач.
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Тема 1.2. Основы химической термодинамики.
- •1.2.1. Первый закон термодинамики.
- •1.2.2. Второй закон термодинамики
- •1.2.3. Элементы термодинамики пара.
- •Примеры решения задач по теме: «Основы термодинамики». Пример 1
- •Пример 2
- •Пример 3
- •Пример 4
- •Пример 5
- •Пример 6
- •Пример 7
- •Пример 8 Определить тепловой эффект реакции образования 200 кг дихлорметана.
- •Пример 9
- •Пример 10
- •Пример 11
- •Пример 12
- •Пример 13
- •Вопросы для самоконтроля по теме «Основы термодинамики»
- •Тема 1.3. Химическая кинетика
- •А продукты
- •Примеры решения задач по теме «Химическая кинетика»
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 1.4. Поверхностные явлении. Катализ
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 1.5. Химическое равновесие.
- •Примеры решения задач.
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 1.6. Фазовое равновесие
- •Примеры решения задач.
- •Пример 3
- •Вопросы для самоконтроля.
- •1.7. Растворы.
- •1 Закон Коновалова:
- •2 Закон Коновалова:
- •Примеры решения задач.
- •Пример 8
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 1.8. Электрохимия.
- •Примеры решения задач. Пример 1
- •Вопросы для самоконтроля
- •Раздел 2. Основы коллоидной химии.
- •Тема 2.1. Дисперсные системы.
- •Тема 2.2. Растворы высокомолекулярных соединений (в.С.М.)
- •Вопросы для самоконтроля по разделу 2. Коллоидная химия.
- •Методические указания к контрольным работам по дисциплине физическая и коллоидная химия.
- •Задания для контрольных работ Контрольная работа №1 Вариант № 1
- •Вариант № 2
- •Вариант № 3
- •Вариант № 4
- •Вариант № 5
- •Вариант № 6
- •Вариант № 7
- •Вариант № 8
- •Задача 4
- •Не происходит, а при высоких температурах эта реакция идёт самопроизвольно. Определить температуру, выше которой эта реакция может быть использована в химической технологии Задача 5
- •Вариант № 9
- •Вариант № 10
- •Приложения
- •Термическая характеристика некоторых типов внутримолекулярной связи (к формуле Коновалова)
- •Средние ионные коэффициенты активности сильных электролитов в водных растворах при 25 ºС
- •Нормальные электродные потенциалы при 25 ºС
- •Литература.
1 Закон Коновалова:
Над двойной жидкой системой пар относительно жидкости богаче тем компонентом, прибавление которого к системе повышает общее давление пара – понижает температуру кипения смеси при данном давлении.
2 Закон Коновалова:
Экстремумы (max или min) на кривых давления пара над растворами соответствуют жидкости и пару с одинаковым составом.
Растворы, состав которых отвечает указанным экстремальным точкам, называют азеотропными смесями – нераздельно кипящие смеси (то есть разделить их простой перегонкой невозможно), с одинаковым составом жидкости и пара.
Перегонка с водяным паром используется для снижения температуры перегонки, то есть смесь кипит при Т = const, которая ниже самого низкокипящего компонента – воды (вещество А) . Тперегонки < 100C.
Используя закон
Дальтона Рi
Vсм =
miRT/Mi.
можно вывести формулу расходного
коэффициента Х:
Он выражает массу водяного пара (mA), приходящееся на 1кг пара органического вещества (mB) в паре над смесью.
МА, МВ – молярные массы воды и органического вещества.
Если в систему, состоящую из двух взаимонерастворимых жидкостей ввести третье вещество, которое растворимо в обеих жидкостях, то оно распределится между ними определённым образом.
В 1890 г. Нернст сформулировал закон распределения.
При Т = const отношение концентраций вещества (третьего компонента), растворённого в двух фазах, постоянно.
c1/с2 = K K – коэффициент распределения.
(с1)n/с2 = К – закон распределения Шилова.
n – const, зависит от Т, природы всех компонентов.
На законе распределения основан метод экстрагирования или экстракция – способ извлечения веществ из сложных систем, обработкой их селективным растворителем – выборочным экстрагентом.
В результате экстракции образуется экстракт – раствор извлечённых компонентов в экстрагенте и рафинат – обработанная смесь, обеднённая извлекаемым компонентом (исходная смесь).
Экстракцию обычно ведут ступенчато, n-кратно.
Расчёты ведут по
формуле:
V0 – объём исходного раствора, в котором находится извлекаемый компонент;
VЭ – объем экстрагента;
К – коэффициент распределения;
g0 – масса экстрагируемого вещества в исходном растворе;
g1 – масса экстрагируемого вещества в рафинате;
g0 – g1 – масса экстрагируемого вещества в экстракте;
п – число ступеней экстракции.
При соприкосновении газа с жидкостью происходит поглощение газов жидкостью – процесс абсорбции.
Этот процесс характеризуется коэффициентом абсорбции - это тот объём газа, приведённый к н.у., который приходится на 1 объём жидкости при нормальном давлении и данной Т.
Зависимость растворимости газа от давления выражается законом Генри:
При Т = const растворимость газа в жидкости прямо пропорциональна давлению этого газа над раствором.
Сж = К Р - закон Генри
Сж – концентрация газа в жидкости
Р – давление этого газа
К – коэффициент Генри.
При T = const сж/сг = S
сг – концентрация газа в газовой фазе.
S – коэффициент растворимости.
Взаимосвязь между и S выражается следующей формулой: S/ = Т/Т0
Для газовой смеси используется закон Генри-Дальтона: сi = K'Pi
При T = const растворимость каждого компонента идеальной газовой смеси в жидкости прямо пропорциональна давлению этого газа (парциальное Р) в смеси газов над раствором.
