hóa lý:he cau tu rắn-lỏng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (918.08 KB, 22 trang )
Chương 7: Cân bằng giữa dung dịch lỏng và pha rắn (sự hòa
tan và kết tinh)
7.1 Tính chất của các dung dịch loãng các chất tan không
bay hơi
7.1.1 Độ giảm áp suất hơi của dung dịch
7.1.2 Độ tăng điểm sôi và độ hạ điểm kết tinh
Độ tăng điểm sôi và độ hạ điểm kết tinh của các dung dịch
chất tan không bay hơi tỷ lệ thuận với nồng độ của dung
dịch.
7.1.3 Áp suất thẩm thấu
7.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ hòa tan của chất rắn
trong pha lỏng
Độ hòa tan của rắn trong lỏng phụ thuộc các yếu tố
- Bản chất chất tan,
- Bản chất dung môi
- Nhiệt độ
- Sự có mặt của cấu tử lạ
- Áp suất ít phụ thuộc vào độ hòa tan của các chất rắn trong pha lỏng
7.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ hòa tan của chất
rắn trong pha lỏng
Tương tự như sự hòa tan của các chất khí trong pha lỏng,
Xét cân bằng: i(rắn) = i (dung dịch) + H
ht
Hằng số Cân Bằng:
Vì pha rắn là nguyên chất nên x
i
(rắn) = 1 và ta có:
K
X
=x
i
(dd)=x
i
Khi xem dung dịch là lý tưởng thì quá trình pha loãng không kèm theo hiệu
ứng nhiệt:
PT đẳng nhiệt Vanhoff:
Suy ra PT Sreder:
∆
)(
).(
ranx
ddx
K
i
i
X
=
incplyncht
HH
λλλ
==∆+=∆
.
2
ln
RTdT
Kd
iX
λ
=
2
ln
RTdT
xd
ii
λ
=
Ảnh hưởng của P
không đáng kể
Quá trình nóng chảy là quá trình thu nhiệt nên λ
i
>0, suy ra dlnx
i
/dT>0,
do đó độ hòa tan của chất rắn trong pha lỏng tăng theo nhiệt độ.
Khi xem λ
i
là hằng số, tích phân được PT:
Độ tan phụ thuộc vào nhiệt độ biểu diễn trên đồ thị có dạng đường
cong
Tích phân 2 vế của PT Sreder, với tiệm cận T
0
là nhiệt độ nóng chảy của
chất i, (khi đó i là nguyên chất, x
i
=1); T là nhiệt độ hòa tan ứng với nồng
độ tương ứng:
7.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ hòa tan của chất rắn
trong pha lỏng (tt)
const
RT
x
i
i
+−=
2
ln
λ
( )
RT
i
i
kex
/
λ
−
=
2
1
0
ln
T
dT
R
xd
T
T
i
x
x
i
i
i
∫∫
−=
=
λ
)
11
(ln
0
TTR
x
i
i
−−=
λ
7.3 Sự kết tinh của dung dịch hai cấu tử
7.3.1 Hệ không tạo dung dịch rắn,
7.3.1 Hệ không tạo dung dịch rắn,
không tạo hợp chất hóa học
không tạo hợp chất hóa học
a. Giản đồ T-x:
Hệ khi kết tinh sẽ cho các pha rắn
nguyên chất và các chất này không tạo
thành hợp chất hóa học với nhau như các
hệ: muối ăn-nước, KCl-NaCl, MgO-CaO,
Ag-Pb,…
Đường cong ae, eb được mô tả bằng pt
sreder:
Điểm e được gọi là điểm eutecti, có sự
kết tinh đồng thời rắn A và rắn B, vì
dung dịch bão hòa cả 2 cấu tử.
( )
RT
i
i
kex
/
λ
−
=
b. Khảo sát quá trình đa nhiệt (Quá trình trong đó có sự thay đổi nhiệt độ,
còn thành phần của hệ không đổi)
Hệ Biểu Diễn T L R c=k-f+1(P=const) Hiện tượng
Q Lỏng
T
Q
l
hh
c=2-1+1=2 Thay đổi T, x
l
1
L=R
B
T
1
l
1
r
1
c=2-2+1=1
T=f(x),tiếp tục thay đổi T, tp hệ thay đổi theo
Q
2
L=R
B
T
2
l
2
r
2
c=2-2+1=1
H
L=R
A
=R
B
T
e
e
R
B
c=2-3+1=0 Dung dịch e bh cả A và B, A và B đồng thời kết tinh
Thời Gian
Hệ Q
2
= lỏng l
2
+ rắn r
2
Điểm etecti: c = 0; Suốt quá trình kết tinh 2 pha rắn từ dung dịch e, nhiệt độ của
hệ và thành phần pha lỏng của e khôn thay đổi; nghĩa là pha lỏng e kết tinh theo
đúng thành phần của nó
Hệ H = Pha lỏng e + hệ rắn chung R
C
Hệ Rắn chung R
C
= Rắn A + Rắn B
Quá trình kết thúc khi rắn chung chạy đến điểm e
22
22
2
rQ
Ql
g
g
l
r
B
=
eH
HR
g
g
C
R
l
C
e
=
CA
CB
R
R
RR
RR
g
g
B
A
=
