Лекции по химии
(какой компонент кристаллизуется первым?) через Т2 проводим
конноду в поле существования гетерогенной системы. Т2 и Т2’ отвечает
составу фаз, находящихся в равновесии при данной температуре
Т2 – А-80%, В – 20%
Т2’ – А-100%
[от 60% до 100% комп. А]
комп А кристаллизуется быстрее чем В
Т3 – охлаждение твёрдого тела Ф=2, с=1
Состав равновесных фаз определяется точками 3’ и 3’’
Т. 3’ – А-100%
Т. 3’’ – А-65%, В-35%
Правило рычага:
Отношени масс равновесных фаз обр. проп. Отношению длин отрезков ,на
которые коннода делится точкой общего состава системы.
mж/mтв=(3’-3)/(3”-3)
Т4 – при температуре кон кристаллизации характеризует одновременно
кристаллизацию обоих компанентов. В конце крист каннода совпадает с
солидусом. Ф=3, с=0
Состав равновесных фаз определяется точками L,N,E
Т-ки L,N отвечают за составы тв фаз, т-ка Е за состав жид фазы
Т.L – 1-ая тв фаза – 100%А
Т.N – 2-ая тв фаза – 100%В
Т.E – 40%В и 60% А
Т5 – характеризует гетерогеное состояние ф=2 с=1
Т.К – 1-ая тв фаза – 100% А
Т.Р – 2-ая тв фаза – 100%В
Диаграммы состояния бинарной системы с неограниченной взаимной
растворимостью компонентов в жид состоянии и непрерывном рядом тв растворах
Для опр состава равновесных фаз через т-ку О (в гетерогенной области)
проводим конноду.
Т.К – отвечает за состав тв фазы 15%В и 85%А
Т.L - отвечает за состав жид фазы 45%В и 55%А
mтв/mж =OL/OK
Т.Р – нач кристал
Т.N – кон кристал
Определение состава жид фазы в кон кристал?
Ответ: через Т.М проведем конноду до пересечения с ликвидусом
Q – 32%A, 68%B
Неограниченно растворимыми называются жидкости, которые могут растворяться
друг в друге в любых соотношениях, образуя одну жидкую фазу.
От состава образующегося раствора зависит температура кипения, давление
насыщенного пара, состав паровой фазы.
По характеру зависимости давления насыщенного пара от состава раствора
различают:
. Идеальные растворы (подчиняются закону Рауля)
. С положительным или отрицательным отклонением от закона Рауля, но без
экстремальных точек
. С положительным или отрицательным отклонением от закона Рауля и
наличием экстремальных точек
1) Идеальные растворы образуются из веществ, молекулы которых сходны по
химическому составу, строению и полярности.
Порциальное давление насыщенного пара компонента в растворе линейно
подчиняется закону Рауля
[pic] pA=pA0NA
pA=pB0NB=PB0(1-NA)
Суммарное давление подчиняется закону Дальтона
pобщ=pA+pB
Изучая соотношения между равновесными составами жидкости и пара, Коновалов
сформулировал 2 закона, описывающих равновесие жидкость – пар.
I) В паре содержится больше того компонента, добавление которого в исходный
раствор понижает его температуру кипения или повышает общее давление пара
над раствором.
Вывод: содержание в равновесных компонентов в паре и жидкости не одинаково.
Реальные растворы отличаются от идеальных, их образование сопровождается
ненулевым тепловым эффектом и для них не соблюдается закон Рауля.
Отклонение давления насыщенного пара от линейной зависимости в сторону
большего значения называется положительным, а в сторону меньшего –
отрицательным.
Растворы с положительным отклонением образуются:
. С поглощением тепла (ph+)
. Химический потенциал компонентов больше, чем в случае простейшего
идеального раствора и образуется с увеличением объема
Причина: уменьшение величины частиц вследствие полной или частичной
диссоциации комплексов, которые могли быть в одном из чистых компонентов,
что вызывает поглощение тепла, облегчает испарение и приводит к
положительному отклонению
Растворы с отрицательным отклонением образуются:
. с выделением тепла
. потенциал меньше чем в чистой жидкости с уменьшением объема
Причина: увеличение размера частиц вследствие соединения.
II) Закон Коновалова
Для некоторых систем отклонение от закона Рауля так велики, что на кривой
общего давления пара появляются точки, в которых давление пара смеси
больше, чем давление чистого более летучего компонента в случаях
положительных отклонений или меньше в случаях отрицательных отклонений
(менее летучие компоненты)
Максимум на кривой общего давления соответствует минимуму на кривой
температур кипения и отвечает такому равновесию раствора и его насыщенного
пара, при котором составы обеих фаз одинаковы – это азеотропные точки
Электрохимия
Электрод-гетерогенная эл-хим система состоящая из электронно-проводящей
фазы (металл или полупроводник), к-ая находится в контакте с ионным
проводником. На границе раздела фаз происходит электродный процесс
Электродный процесс - реакция между компонентами фаз, в результате к-ой
происходит переход электрических зарядов из одной фазы в др. Каждая фаза
при этом приобретает заряд и на границе их раздела двойной электрический
слой, к-ому соответствует электродный пот-л.
Пот-л определяющий процессы – окис-вос реакции, протекающие на электродах
Ох+ne=Red
Различают обратимые и необратимые элеткроды
Обратимые – на поверхности к-х происходит одна и та же реакция, но в
различных направлениях при пропуске тока в различных направлениях.
Необратимые – на поверх-сти к-х при пропускании тока в различных
направлениях происходят процессы, не являющиеся обратными друг другу.
Из обратимых электродов составляются обратимые эл-хим пары, к-ые наз
гальваническими элементами. Несколько гальвонич элементов, соединенных
последовательно наз цепью (электрохимической).
В-ва, находящ в р-ре, указываются слева от вертикальной черты, справа
указыв в-ва, образующ др фазу или электрический пот-л.
Если в р-ре находится несколько ионов, участвующих в процессе, их символы
разделяются запятой
У-ия электродных реакций записываются таким образом, чтобы слева
располагались в-ва в окислительн форме и электроны, справа в восстановит
форме. Для эл-хим элементов
Слева – эелемент, имеющий больший отриц пот-л
Справа – элемент, имеющ больший полож пот-л
Растворы двух электродов разделяются 2 вертикальными чертами, если при
создании гальванического элемента используют солевой мостик.
Электрической характеристикой электрода является электродный пот-л, а эл-
хим цепи ЭДС
Уравнение Нернста
Рассмотрим обратимый электрод, работающий при постоянной температуре и
давлении.
Для обратимого изотермического процесса справедливо уравнение изотермы
реакции – ?G=-RT?lnK+RT?lnK
Изменение изобарно-изотермического пот-ла=максимальной положительной
работе.
При Т=const активность твёрдой фазы величина=const близкая к 1
Уравнение Нернста из расчёта пот-ла электрода меньше обратимого относ
катиона.
Уравнение расчёта пот-ла электрода обратимого относ аниона.
ЭДС гальванического элемента опр предельное значение разности пот-лов,
когда ток через него стремится к 0
Классификация электродов(2 типа)
1 рода:
~ металл или неметалл, погруженные в раствор, содержащий его ионы
к ним относятся:
- электроды обратимые относительно катиона(металлы, погруженные в раствор
собственных солей)
- электорды обратимые относительно аниона (неметалл, погруженные в раствор
собственных солей)
- амальгамные электроды(раствор металла ртути)
амальгамы металла, которые находятся в контакте с растворами с ионами
данного металла
- газовые электроды н/р водородный
стандартный пот-л водородного электрода при любой температуре = 0
2 рода:
~ сложные системы, состоящие из металлов, покрытые слоем его
труднорастворимого соединения и погружённого в раствор электролита,
содержащего тот же анион, что и труднорастворимое соединение
к ним относятся:
- калонейные
- ионоселективные электроды (н/р стеклянные)
для приготовления хлорсеребряного электрода обычно используют одно-
молярный раствор хлорида калия
т.к. пот-л таких электродов не зависит от концентрации измеряемых
ионов, то он хорошо воспроизводится в различных растворах, поэтому ф-
ия данного электрода – служить электродом сравнения.
Для электродов с водородозависимой ф-ией, н/р для водородного,
назначение – индикаторный или измерительный электрод.
Для практических целей используют условные вел-ны, характеризующие пот-лы
различных электродов относительно пот-ла электрода, выбранного за
стандартный. Таким эталоном явл стандартный водородный электрод. Из
стандартного водородного электрода и электрода, пот-л к-ого нужно опр
составляют гальвонич элемент так, чтобы водородный электрод был левым.
Тогда ЭДС такого гальвонич элемента будет = пот-лу исследуемого электрода.
[pic]
[pic](0
Если при работе такого гальвонич элемента электрод заряжается отриц по
отношению к водородному электроду, то его пот-л будет иметь знак «-» и
металл переходит в р-р ввиде ионов. Полож пот-л означает, что ионы металла
при работе гальвонич элемента из р-ра переходят на электрод и он заряжается
полож относит стандартного.
Располагая металлы в ряд по возраст их стандартн пот-лов получен ряд
напряжения металлов.
Классификация эл-хим цепей
Два основных вида:
1) химические
2) концентрационные
1) химические состоят из электродов, пот-лы, определяющие реакции к-х
различны
а) простые: в них оба эл-да погружены в р-р одного и того же электролита
и в них отсутствует диффузионный пот-л.
Н/р водородный и хлорсеребряный электроды погружены в р-р соляно кислоты
(Pt)H2(H+(A
| | скачать работу |
Лекции по химии |