Raoultův zákon, podle kterého je při zvolené teplotě T parciální tlak i-té složky nad roztokem

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Raoultův zákon, podle kterého je při zvolené teplotě T parciální tlak i-té složky nad roztokem"

Kryštof Tábor
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 DVOUSLOŽKOVÉ SYSTÉMY lkace Gbbsova zákona fází v f s mamálně 3 roměnné, ro fázový dagram bchom otřeboval trojrozměrný graf, oužíváme lošné graf, kd volíme buď konstantní telotu (zotermcký fázový dagram), č konstantní tlak (zobarcký fázový dagram) Přehled dvousložkových sstémů, o které se budeme zajímat: 2 kaaln - deální sstém - reálný sstém - neomezeně místelné kaaln - omezeně místelné kaaln kaalna ln kaalna tuhá látka - zředěný roztok kolgatvní vlastnost - fázový dagram ro sstém H 2 O NaCl Dvě kaaln - deální sstém Jedná se o dvě kaaln, které tvoří deální kaalnou směs, tzn. že jsou dokonale místelné. Takový sstém může ted obsahovat mamálně 1 kaalnou fáz. Nad kaalnou fází se za určtých odmínek bude vtvářet lnná fáze, o které budeme rovněž ředokládat, že se chová deálně. Složení fází budeme osovat molárním zlomk, ro kaalnou fáz zachováme běžný smbol, ro lnnou fáz oužjeme. K osu této soustav slouží dva jednoduché emrcké zákon: Raoultův zákon, odle kterého je ř zvolené telotě T arcální tlak -té složk nad roztokem římo úměrný molárnímu zlomku této složk v roztoku a konstantou úměrnost je tenze ár čsté složk ř telotě T. 37

2 38 V deální kaalné směs složek a latí Raoultův zákon ro obě složk smíšené v jakémkolv oměru. Raoultův zákon slouží k defnc deální kaalné směs. Daltonův zákon osuje chování deální lnné směs a říká, že celkový tlak lnné směs je roven součtu arcálních tlaků všech složek Kombnací Raoultova a Daltonova zákona ro zvolený sstém získáme vztah vjadřující lneární závslost celkového rovnovážného tlaku nad roztokem na složení kaalné fáze: Př zvolené telotě a tlaku je složení kaalné a lnné fáze obecně rozdílné - lnná fáze obsahuje více těkavější složk - důkaz: ( ) ( ) > > Jak závsí celkový rovnovážný tlak nad roztokem na složení lnné fáze? ( ) ( ) ( )

3 Fázový dagram zotermcký získáme zakreslením těchto dvou závslostí do jednoho grafu. 1 l z,2 z,2 - z z - molární zlomek složk z v soustavě n ( g ) n ( l ) n ( g) n ( l) n ( g) n ( l) 2 3 g lg,2,2 0 1,3,1,1,3, z Pákové ravdlo n n z [ n( g) n( l) ] n() l n( g) n( g) z n() l z Dvě kaaln neomezeně místelné reálný sstém Ukázk zotermckých fázových dagramů schématcká znázornění (a) (b) (c),,, Na obr. (a) je znázorněn sstém, který se svým chováním nejvíce blíží sstému deálnímu, lnná fáze vžd obsahuje více těkavější složk než fáze kaalná. Na obr. (b) a (c) jsou znázorněn sstém tvořící azeotrockou směs, ted směs, u které mají lnná a kaalná fáze stejné složení. 39

4 Soustava dvou omezeně místelných kaaln Příklad zobarckých fázových dagramů Voda fenol 80 t / o C t k I 1 kaalná fáze 60 II 2 kaalné fáze 40 1 tuhá fáze (fenol) 1 kaalná fáze (roztok vod III ve fenolu) w I w II w III w fenol / % Modrá část křvk (vzestuná) znázorňuje závslost rozustnost fenolu ve vodě. Červená část křvk (sestuná) znázorňuje závslost rozustnost vod ve fenolu. Zelená křvka znázorňuje snížení telot tání fenolu v důsledku řítomnost vod. Rozustnost vod ve fenolu fenolu ve vodě se vzrůstající telotou roste, až ř tzv. krtcké rozouštěcí telotě t k se složení obou roztoků vrovná. Nad touto telotou se voda s fenolem mísí neomezeně. Patří mez sstém s horní rozouštěcí telotou. Plocha I odovídá jednofázové oblast. Plocha II zobrazuje odmínk koestence dvou kaalných fází. Pro koestenc dvou fází ve dvousložkové soustavě z Gbbsova zákona fází vcházejí dva stuně volnost. Př zvoleném tlaku a telotě musí být složení obou fází dáno. Složení těchto dvou kaalných fází odovídá nasceným roztokům. Nař. smísíme-l ř telotě 30 o C vodu s fenolem v oměru odovídajícím hmotnostnímu zlomku w II, vtvoří se dvě kaalné fáze o složení w I a w III. 40

5 Voda dethlamn soustava s dolní krtckou rozouštěcí telotou 160 t / o C kaalné fáze t k 1 kaalná fáze w dethlamn / % Voda nkotn soustava s horní dolní krtckou rozouštěcí telotou t / o C t k,h kaalná fáze kaalné fáze 100 t k,d w nkotn / % 41

6 Soustava kaalna ln, který se v kaalně rozouští Rozouštění lnu v kaalně se řídí emrckým Henrho zákonem KH,, ve kterém K H, je Henrho konstanta ro daný ln. Henrho konstanta a tím rozustnost lnů závsí na telotě. S rostoucí telotou rozustnost lnů klesá. Poznámka: Henrho zákon ( ) latí ro rozouštění kaaln v kaalně, ovšem ouze ro složku, jejíž KH, molární zlomek se blíží nule (rozuštěná látka). Nejedná se o rozor s Raoultovým zákonem )? Ne, oba zákon jsou emrcké, v reálných sstémech se odle Henrho zákona řídí ( rozuštěná látka, odle Raoultova zákona rozouštědlo. Pouze v deální kaalné směs slňují Raoultův zákon obě složk v celém rozsahu. H.z. K H Schématcké znázornění reálného chování složk (červená křvka- lná čára), jejíž hodnota Henrho konstant je všší než její tenze ár. R.z. 42

Podobné dokumenty

Jednosložkové soustavy

Jednosložkové soustavy Fázové rovnováhy Prezentace je určena pro výuku. roč. studjního oboru Nanotechnologí a není dovoleno její šíření bez vědomí garanta předmětu. K jejímu vytvoření bylo použto materálů