5,982 matches
-
dintr-un sistem, despărțită de alte componente prin suprafețe în dreptul cărora are loc o variație bruscă a proprietăților. Un sistem poate fi constituit din una sau mai multe faze. Pot exista mai multe faze solide sau lichide alături de o fază gazoasă. Poate exista doar o singură fază gazoasă pentru că toate gazele sunt miscibile (se amestecă în orice proporție). Proprietățile extensive ale sistemelor depind de cantitatea de substanță și au caracter aditiv, iar proprietățile intensive nu depind de cantitatea de substanță. Procesul
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
prin suprafețe în dreptul cărora are loc o variație bruscă a proprietăților. Un sistem poate fi constituit din una sau mai multe faze. Pot exista mai multe faze solide sau lichide alături de o fază gazoasă. Poate exista doar o singură fază gazoasă pentru că toate gazele sunt miscibile (se amestecă în orice proporție). Proprietățile extensive ale sistemelor depind de cantitatea de substanță și au caracter aditiv, iar proprietățile intensive nu depind de cantitatea de substanță. Procesul termodinamic reprezintă orice modificare a unui sistem
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
variația presiunii în studiul reacțiilor chimice. Din această cauză s-a introdus starea standard, cu valoarea presiunii de 1 atm = 1,013 · 105 Pa (N/m2). Se evită astfel influența parametrului presiune. Într-o reacție, substanțele sunt în amestec, fie gazos, fie lichid, fie eterogen. Pentru a evita influența concentrației, participanții la reacție se consideră puri, astfel încât fracțiile molare xi sunt egale cu 1 pentru fiecare component. Diversele stări de agregare în care se pot afla participanții la reacție au anumite
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
loc între substanțe solide sau lichide, ∆S este mic. Dacă și temperatura este scăzută, termenul T·∆S poate avea valori neglijabile. Reacțiile endoterme, de exemplu, nu pot avea loc decât la temperaturi mai mari și preferabil cu formare de compuși gazoși. Aceștia cresc valoarea termenului T·∆S, deci posibilitatea ca ∆G să fie negativ. 38 Toate sistemele tind spre o energie liberă minimă. Pentru aceasta, ele tind să-și micșoreze entalpia ∆H (dacă procesul are loc la presiune constantă), să-și
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
activare se exprimă în cal/mol sau kcal/mol. Ea măsoară bariera de energie care trebuie învinsă pentru ca reacția să poată avea loc. 3.2.1.2. Influența presiunii Se exercită în special la reacțiile care se petrec în fază gazoasă, caz în care variația presiunilor parțiale este egală cu variația concentrației: 43 p = R · T · C sau p este presiunea totală a gazului; C reprezintă concentrația reactanților. Pentru cazul unei reacții de ordin II avem următoarele relații: A + B → produși
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
a acestuia (izomer). S-a dovedit că enzimele participă chimic la reacțiile pe care le catalizează, regenerându-se după fiecare reacție elementară. 3.2.1.3.1. Cataliza omogenă Se produce atunci când catalizatorul și reactanții constituie o singură fază (lichidă, gazoasă). În prezența catalizatorului, reacția are loc în două etape: A + Cat → ACat ACat + B → AB + Cat, unde AB este un compus intermediar. Fiecare etapă este caracterizată printr-o energie de activare mult mai mică decât cea a reacției necatalizate, astfel încât
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
Braun (1850 1918) Pentru o reacție de ordin superior constanta de echilibru va fi: , unde a,b,c,m,n,p - număr de moli. Constanta de echilibru se mai poate exprima și în funcție de presiunile parțiale ale componenților, în cazul sistemelor gazoase: unde pA, pB, pC, pM, pN, pP - presiuni parțiale. 3.3.3. Deplasarea echilibrului chimic. Principiul lui Le Châtelier - principiul echilibrului mobil Influența diferiților factori asupra poziției de echilibru într-o reacție reversibilă a fost exprimată calitativ prin intermediul principiului echilibrului
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
în consecință concentrația lui în soluție scade. Pentru a păstra constanta de echilibru la aceeași valoare, echilibrul se va deplasa spre dreapta. 3.4. Echilibre chimice în sisteme eterogene Când la o reacție participă o substanță solidă și o fază gazoasă, sistemul este eterogen. De exemplu, disocierea termică a carbonatului de calciu este o reacție în sistem eterogen: CaCO3 ↔ CaO + CO2 Valoarea constantei de echilibru în funcție de presiune va fi: 3 2 CaCO COCaO p p pp K ⋅ = Deoarece cele două componente
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
de cristalizare, descompunându-se. Aceste substanțe se numesc eflorescente. În general, fenomenele de higroscopicitate și eflorescență depind de umiditatea relativă a atmosferei înconjurătoare. În concluzie, în cazul sistemelor eterogene, în expresia constantei de echilibru apar numai presiunile parțiale ale componentelor gazoase. 54 4.1. Solubilitatea substanțelor lichide După solubilitatea reciprocă, se deosebesc mai multe sisteme lichid - lichid: lichide nemiscibile, parțial miscibile și complet miscibile. De exemplu, apa și alcoolul sunt complet miscibile, apa și eterul sunt parțial miscibile iar apa și
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
sunt complet miscibile, apa și eterul sunt parțial miscibile iar apa și mercurul sunt nemiscibile. 4.1.1. Amestecuri de lichide miscibile Sunt amestecuri binare miscibile în orice proporție. Aceste sisteme sunt formate din două faze: faza lichidă și faza gazoasă (vaporii). Presiunea totală (P) a vaporilor este egală cu suma presiunilor parțiale P1 și P2 ale celor două componente: P = P1 + P2 Dacă P1>P2, faza gazoasă va fi mai bogată în componentul (1) iar dacă P2>P1, va fi
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
orice proporție. Aceste sisteme sunt formate din două faze: faza lichidă și faza gazoasă (vaporii). Presiunea totală (P) a vaporilor este egală cu suma presiunilor parțiale P1 și P2 ale celor două componente: P = P1 + P2 Dacă P1>P2, faza gazoasă va fi mai bogată în componentul (1) iar dacă P2>P1, va fi mai bogată în componentul (2). În general, se poate afirma că faza gazoasă este mai bogată în componentul mai volatil (se evaporă mai ușor, are presiunea de
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
P1 și P2 ale celor două componente: P = P1 + P2 Dacă P1>P2, faza gazoasă va fi mai bogată în componentul (1) iar dacă P2>P1, va fi mai bogată în componentul (2). În general, se poate afirma că faza gazoasă este mai bogată în componentul mai volatil (se evaporă mai ușor, are presiunea de vapori mai mare). În cazul unui amestec de lichide, separarea prin volatilizare se bazează pe diferențele dintre presiunile de vapori ale lichidelor ce compun amestecul. Substanțele
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
amestecurilor de lichide care au puncte de fierbere foarte Fig. 4.1. Diagrama de fază temperatură compoziție 56 apropiate. Se lucreează cu coloane de rectificare în care se realizează un număr foarte mare de echilibre între faza lichidă și cea gazoasă (o multitudine de distilări simple). Coloana de rectificare (fig. 4.3.) este formată dintr-o serie de despărțituri numite talere pe care are loc stabilirea echilibrului lichid vapori. Coloana este un aparat în care un curent ascendent de vapori vine
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
aminici; extracția uraniului, toriului și ceriului din soluții de acid azotic cu compuși organo-fosforici; extracția lipidelor (grăsimilor) din materii prime vegetale sau animale prin metoda Soxhlet. 4.2. Presiunea de vapori a soluțiilor Trecerea substanțelor din stare lichidă în stare gazoasă se produce nu numai la temperatura de fierbere a lichidului, ci și la temperaturi mai joase. Acest fenomen se numește vaporizare. Când vaporizarea are loc la suprafața lichidului și la temperatura mediului ambiant se numește evaporare. Dacă vaporizarea are loc
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
mai joase. Acest fenomen se numește vaporizare. Când vaporizarea are loc la suprafața lichidului și la temperatura mediului ambiant se numește evaporare. Dacă vaporizarea are loc în toată masa lichidului și la temperatură înaltă se numește fierbere. Moleculele din starea gazoasă (vapori) exercită o presiune asupra pereților vasului și suprafeței lichidului, numită presiune de vapori. Presiunea de vapori a unui lichid depinde de natura acestuia și crește odată cu creșterea temperaturii. Temperatura la care presiunea de vapori a unui lichid este egală
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
temperatură și presiune normală, drumul parcurs de fiecare moleculă este mic, ea suferă un număr mare de ciocniri din partea celorlalte molecule, drumul suferind frecvente devieri. Mărirea vitezei de difuzie are loc prin creșterea temperaturii și a presiunii (dacă sistemul este gazos). Viteza de difuzie este influențată și de masa moleculară a particulelor. Cu cât aceasta este mai mică, moleculele difuzează mai ușor. De exemplu, hidrogenul este cel mai difuzibil gaz. Expresia vitezei de difuziune este: unde: dx cantitatea de substanță care
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
aceeași presiune osmotică se numesc izotonice. Van’t Hoff a enunțat și următoarea lege a presiunii osmotice. Definiție. Presiunea osmotică a unei soluții diluate este egală cu presiunea pe care ar exercita-o substanța dizolvată, dacă ar fi în stare gazoasă, ar ocupa același volum ca soluția și ar avea aceeași temperatură. Această lege este valabilă doar pentru soluții ideale; soluțiile diluate o urmează cu aproximație. 68 Fig. 4.7. Instalație de desalinizare a apei 4.6.3. Osmoza inversă Este
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
etc.). Coroziunea chimică se datorează acțiunii gazelor, substanțelor chimice asupra suprafeței metalice. Se formează o peliculă de sare sau oxid care atacă metalul în continuare. Coroziunea chimică se produce din cauza afinității dintre metal și unele gaze (O2; SO2; H2S; HCl gazos; CO; CO2; H2) sau lichide rău conducătoare de electricitate (alcooli; benzine; benzoli etc.) provocând Fig. 5.2. Electrod de calomel 79 modificări ale metalului manifestate prin: dizolvarea părților componente și pierderi de material; spălarea componenților; dezagregarea materialului de către cristalele sărurilor
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
particulelor solide, unde echilibrul dintre starea adsorbită și soluție produce separarea moleculelor solutului. În cromatografia de partiție faza staționară este un film subțire pe suprafața unui suport solid. Solutul stabilește un echilibru între lichidul staționar și faza mobilă (lichidă sau gazoasă). În cromatografia de schimb ionic anionii sau cationii sunt legați covalent de o fază staționară solidă, frecvent o rășină sau o fază solidă tare și amorfă. Faza mobilă utilizată este lichidă. Ionii solutului de sarcină opusă sunt atrași de faza
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
excluziune moleculară este mai comun denumită de gel permeabil sau de filtrare cu gel. Această tehnică separă moleculele după mărime și moleculele mari trec cu o viteză mai mare decât moleculele mici. Nu există interacțiuni atractive. În schimb, faza mobilă gazoasă sau lichidă este trecută printr-un gel poros, care exclude moleculele mari, dar nu și pe cele mici. Moleculele mari curg peste fără a intra în gel, și ele eluează primele. Cromatografia de afinitate este bazată pe interacțiunea între un
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
este o metodă de separare bazată pe migrarea diferențiată a componenților într-o coloană cu fază staționară solidă cu proprietăți adsorbante. Va fi descrisă în cadrul chimiei coloidale, ca aplicație a adsorbției. 7.2. Cromatografia de gaze Baza separărilor în cromatografia gazoasă constă în distribuția componenților între o fază staționară lichidă sau solidă și o fază mobilă gazoasă. Când faza staționară este un solid, are loc un mecanism de adsorbție, iar când este un lichid nevolatil pe un suport inert, distribuția se
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
staționară solidă cu proprietăți adsorbante. Va fi descrisă în cadrul chimiei coloidale, ca aplicație a adsorbției. 7.2. Cromatografia de gaze Baza separărilor în cromatografia gazoasă constă în distribuția componenților între o fază staționară lichidă sau solidă și o fază mobilă gazoasă. Când faza staționară este un solid, are loc un mecanism de adsorbție, iar când este un lichid nevolatil pe un suport inert, distribuția se realizează printr-un mecanism de repartiție. Cromatografia de gaze se aplică în analiza substanțelor gazoase sau
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
mobilă gazoasă. Când faza staționară este un solid, are loc un mecanism de adsorbție, iar când este un lichid nevolatil pe un suport inert, distribuția se realizează printr-un mecanism de repartiție. Cromatografia de gaze se aplică în analiza substanțelor gazoase sau volatile și termic stabile. Metoda este eficientă, selectivă și mai rapidă decât alte metode cromatografice. 7.2.1. Aparatură Componentele de bază ale unui gaz cromatograf sunt (fig. 7.3.): Fig. 7.3. Gaz cromatograf (schemă bloc): 1- butelie
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
Aparatura pentru cromatografia de gaze Natura gazului purtător influențează performanțele coloanei. Opțiunea pentru un anumit gaz purtător este dictată de tipul de detector folosit. 7.2.1.2. Dispozitive de introducere a probei. Coloane de separare Dispozitivele pentru introducerea probelor gazoase sunt simple, deoarece nu este necesară vaporizarea lor. Se pot folosi pipete cu diferite volume, robinete cu mai multe căi sau rotoare cu by-pass (fig. 7.5.). Introducerea substanțelor lichide se efectuează cu ajutorul microseringilor. Deoarece proba lichidă va trebui vaporizată
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
suportă din partea moleculelor înconjurătoare atracții dirijate simetric după toate direcțiile, a căror rezultantă este nulă. În schimb, moleculele situate pe suprafața AB vor fi atrase numai lateral, de către vecinele lor și spre interiorul lichidului. Atracțiile suferite din partea moleculelor din faza gazoasă pot fi neglijate din cauza distanțelor intermoleculare mari. Astfel, în stratul AB, forțele intermoleculare nu sunt total compensate și apare o rezultantă a acestor forțe care este orientată către interiorul lichidului. Această rezultantă a forțelor intermoleculare, raportată la unitatea de suprafață
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]