6,556 matches
-
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]
-
este lichidă: faza 1 este un lichid iar faza 2 un gaz; b) suprafața de separare este lichidă: fazele 1 și 2 sunt două lichide nemiscibile; c) suprafața interfazică este solidă: faza 1 este un solid iar faza 2 este gazoasă; d) suprafața de separare este solidă: faza 1 este solidă în contact cu faza 2 lichidă. După natura interacțiunii dintre substanța adsorbită și adsorbant, se deosebesc: adsorbția fizică (adsorbția van der Waals) - în acest caz, forțele atractive sunt de tip
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
cel de adsorbție. Când adsorbantul este pus în contact cu un gaz, la presiuni de echilibru coborâte, pe suprafața capilarelor se formează stratul de adsorbție. Trebuie remarcat că numai în primul strat se petrece un fenomen real de adsorbție, moleculele gazoase fiind reținute la suprafața corpului solid; în celelalte straturi, moleculele se așează peste alte molecule gazoase și avem un fenomen de condensare. Reprezentând grafic coeficientul de adsorbție Γ în funcție de presiunea de echilibru p se obține o curbă care prezintă pe
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
coborâte, pe suprafața capilarelor se formează stratul de adsorbție. Trebuie remarcat că numai în primul strat se petrece un fenomen real de adsorbție, moleculele gazoase fiind reținute la suprafața corpului solid; în celelalte straturi, moleculele se așează peste alte molecule gazoase și avem un fenomen de condensare. Reprezentând grafic coeficientul de adsorbție Γ în funcție de presiunea de echilibru p se obține o curbă care prezintă pe porțiunea inițială mersul izotermei de adsorbție, iar la presiuni ridicate, curba prezintă o ascensiune care se
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
k · C1/n sau Γ = k · p1/n Fig. 1.4. Diagramă coeficient de adsorbție - presiune de echilibru 111 unde Γ este coeficientul de adsorbție; C este concentrația de echilibru a adsorbatului lichid; p este presiunea de echilibru a adsorbatului gazos; k și 1/n sunt constante care se determină în mod obișnuit pe cale grafică. Această relație poartă numele de izoterma lui Freundlich și poate fi reprezentată grafic printr-o parabolă (fig. 1.5.): C - concentrația de echilibru în mediu fluid
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
face după natura acestora: cărbuni activi (vegetali sau animali); argile, pământuri decolorante; geluri de silice; site moleculare (zeoliți sintetici); oxizi metalici activați. O altă clasificare urmează domeniul de utilizare, în diferite procese, a adsorbanților: uscarea gazelor; purificarea și separarea amestecurilor gazoase sau lichide. Suprafețele adsorbanților pot fi : polare, nepolare, ionice, cu pori de diferite mărimi. Pentru a mări suprafața de contact dintre adsorbant și adsorbat, adsorbanții se folosesc sub formă de pulberi. Cei mai mulți dintre ei au o structură poroasă, cu numeroase
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
dacă adsorbantul este incolor sau alb. Acest efect al adsorbției dinamice a fost descoperit încă din 1906 de către botanistul rus M. S. Țvet, care a separat clorofila de ceilalți coloranți din plante. Separarea cromatografică, aplicată azi tuturor amestecurilor lichide sau gazoase, implică două procedee principale: a) cromatografia simplă de adsorbție, efectuată pe coloană sau hârtie; b) cromatografia de repartiție, bazată pe repartiția sau dizolvarea diferențiată a componentelor de separat între două faze: o fază mobilă (gaz sau lichid) și o peliculă
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]
-
se observă un con luminos, numit conul lui Tyndall. 140 Explicația acestui fenomen a fost dată de Rayleigh pe baza fenomenelor de difracție a luminii. El a explicat în același mod și culoarea albastră a cerului. Difuzia luminii pe particulele gazoase și lichide are loc la fel ca pe particulele coloidale, dar este mult mai slabă și nu se poate observa decât în spații foarte mari, cum sunt atmosfera sau apele mărilor și oceanelor. Culoarea apelor marine se datorează și unui
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]