Әдебиеттер тізімі

1. Физическая химия. Учебник А.Г.Стромберг, Д.П.Семченко. под.ред. Стромберга – 4-еизд., испр. – М.,Высшая школа, 2001 – 527с.

2. Симбинова К.Ж., Дюсекенова С.Р., Байсанова Ш.З. «Физико-химический анализ диаграмм состояния»: Методическое пособие по курсу «Физическая химия» для студентов химических, металлургических и технологических специональностей ВУЗов – Актобе: АГУ им. К.Жубанова, 2004. -152 с.

3. Андреев Л.А., Астахов М.В., Бокнштейн Б.С. и др. Физическая химия: лаб. практикум. – М.: Изд. Дом МИСиС, 2011. – 126 с.

1. Симбинова К.Ж., Байсанова Ш.З., Дюсекенова С.Р. «Термодинамика и кинетика растворов». Методическое пособие по выполнению лабораторного практикума по курсу «Физическая химия» для студентов химических, металлургических и технологических специальностей ВУЗов- Актобе: РИО Актюбинского государственного университета им. К.Жубанова, 2004г.-173с.

№7 Зертханалық жұмыс

«СУ-ФЕНОЛ» ЖҮЙЕСІ ҮШІН ЕРУДІҢ КРИТИКАЛЫҚ ТЕМПЕРАТУРАСЫН АНЫҚТАУ

Зертханалық жұмыстың мақсаты: Зерттеу әдісімен танысу. Екікомпонентті жүйенің ерігіштігін эксперименталды зерттеу. Ерігіштік диаграммасының анализін және тұрғызылуын меңгеру.

Кілт сөздер: еркіндік дәрежесі, варианттылық, фазалық тепе-теңдік.

Материалдар, аспаптар және реактивтер:

1. Фенол, дистилденген су

2. Сым ұстағыш, термометр, үш аяқ, штатив, жарықтандырғыш.

Қауіпсіздік техникасы:

1. Жұмыс істер алдында барлық аспаптардың дұрыстығына көз жеткізу қажет.

2. Зертханада халатсыз жұмыс істемеу керек, жеке заттарды зертханалық столдарға қоймай, арнайы тағайындалған орындарға қою қажет.

3. Зертханалық жұмыс кезінде ас, су ішуге болмайды.

4. Жұмысқа арналған әрбір ребелсендің, аспаптың, склянканың және құрылғылардың өздерінің арнайы тұрақты орны болуы керек. Жұмыс аяқталғаннан кейін қондырғыны бастапқы қалпына келтіру керек, қондырғының барлық бөлшектерін орнына қойып, ыдысты жуу қажет.

Теориялық бөлім

Гетерогенді жүйелердің анализін фазалық тепе-теңдікті диаграмма тұрғызу арқылы зерттеу әртүрлі заттардың ерігіштігін зерттеуде кең қолданысқа ие.

Заттардың бір бірінде еру қабілеті берілген жағдайдағы бірінші заттың екіншісінде еруінің максималды ерігіштігімен анықталады. Максималды ерігіштік қаныққан ерітіндінің концентрациясына сәйкес келеді.

Қаныққан ерітіндінің концетрациясы ерігіштік деп аталады.

Ерігіштік реагенттердің тек табиғаты бойынша ғана емес, сонымен қатар температура арқылы да анықталады.

Екі сұйықтық бір бірімен араласқан жағдайда, олардың табиғаты мен температусына тәуелді, немесе кез келген пропорцияда еруінде шектелген болуы мүмкін.

Шектелген еритін жүйеде температураның өгерісі ерігіштіктің жоғарылуымен қатар, төмендеуін әкелуі мүмкін. Сұйықтықтардың өзара ерігіштігінің айырмашылығы бойынша жүйенің төрт типі ажыратылады:

• жоғарғы критикалық температурадан ерігіштік;

• төменгі критикалық температурадан ерігіштік;

• жоғарғы және төменгі критикалық температурадан ерігіштік;

• критикалық температурасыз ерігіштік.

Тұрақты қысым кезінде өзара ерігіштікті зерттеуді температура-құрам координатасында күй диаграммасын тұрғызу әдісі бойынша рационалды түрде жүргізу керек.

Шектелген еритін сұйықтықтардан жоғарғы критикалық температурадан ерігіштікке жатады:

• фенол – су

• анилин – су

Бөлме температурасында фенолды азғантай үлесте суға қосқанда және сілку арқылы ұқыпты араластырғанда біршама құрамға дейінгі біртекті жүйенің, яғни фенолдың судағы қанықпаған ерітіндісі пайда болатыны байқалады. Фенолдың суға одан әрі қосылуы судың фенолмен қанығуына, қаныққан ерітіндінің пайда болуына әкеледі, фенолдың кезекті қосылуы жүйенің лайлануын тудырады, тұнған кезде қаныққан ерітіндінің екі қабаты пайда болады: фенолдың судағы, судың фенолдағы, гетерогенизация жүреді. Алғашқыда фенолдағы су ерітіндісінің жаңа қабатының мөлшері азғантай, бірақ фенолды суға қосу өлшемі бойынша жаңа қабаттың өсуі судағы фенолдың алғашқы қабатының төмендеуімен қатар жүреді. Қабаттағы ерітіндінің концентрациясы тұракты болып қала береді. Фенолдың одан әрі қосылуы фенолдың сулы ерітіндісінің жоғалуына әкеледі және фенолдың C₂-мен концентрациядағы бір қаныққан ерітіндісі қалады; одан әрі судың фенолдағы шексіз ерігіштігі байқалады, жүйенің гомогенезациясы жүреді.

Осылайша, жүйеде бөлме температурасында құрамның С₁-де C₂-ге дейінгі интервалдағы ауыспалы құрамды екі қаныққан ерітінді өмір сүреді.

Шектелген еритін қоспаға фенол – су жатады. Қоспаның біртекті болуы компоненттердің тек біреуінің көп болуына байланысты. Егер судың және фенолдың бірдей мөлшерінен дайындасақ, араластыру барысында сүтті-ақ сұйықтық пайда болады, ал тұнған кезде екіқабатты жүйеге айналады, оның төменгі қабаты – судың фенолдағы ерітіндісі, жоғарғысы – фенолдың судағы ерітіндісі.

Температураға тәуелді шектелген өзара еритін су-фенол жүйесінің диаграммасын қарастырайық (4.17 а сур). Қисықтан тыс жатқан нүктелер біртекті қоспаға, қисықтағы әрбір нүкте берілген температурадағы судың фенолдағы, фенолдың судағы қаныққан ерітіндісіне сәйкес келеді, шектелген қисық қабаттасу аймағындағы нүктелер, 2 бір бірінде қаныққан ерітінділер компоненттерінің жүйесіне сәйкес келеді.

Қисықтың максимумына сәйкес келетін температура ерудің критикалық температурасы деп аталады. Бұл температурадан жоғары өзара шексіз еритін компоненттер қанықпаған L_nn ерітіндісінің пайда болуына әкеледі.

Диаграммадан кез келген екіқабатты қоспаны белгілі бір температураға дейін қыздырғанда, құрамына байланысты, біртекті болуы, ал салқындату барысында қайтадан қабаттарға бөлінуі тиіс екені көрінеді.