Bài giảng Cân bằng lỏng rắn

CÂN BẰNG LỎNG – RẮN ThS. NGUYỄN HỮU SƠN CHƯƠNG 7 ThS. NGUYỄN HỮU SƠN 1. TÍNH CHẤT DUNG DỊCH LOÃNG Ảnh hưởng của nồng độ chất tan (không bay hơi) đối với tính chất của dung dịch  Giảm áp suất hơi  Tăng nhiệt độ sôi và giảm nhiệt độ kết tinh  Xuất hiện áp suất thẩm thấu ThS. NGUYỄN HỮU SƠN 1. TÍNH CHẤT DUNG DỊCH LOÃNG 1.1. Sự giảm áp suất hơi Áp suất hơi của dung dịch chứa chất tan không bay hơi P = P1 = P01 . x1 = P01. (1-x). Suy ra x0 1P ΔP 0 1P P01P x01P 0 1PP    ThS. NGUYỄN HỮU SƠN 1. TÍNH CHẤT DUNG DỊCH LOÃNG 1.2. Sự tăng điểm sôi & hạ điểm đông ∆T = K . Cm ∆T = T0 – T . Cm là nồng độ mplan của dung dịch. K là hằng số nghiệm đông Kđ hoặc hằng số nghiệm sôi Ks. ThS. NGUYỄN HỮU SƠN 1. TÍNH CHẤT DUNG DỊCH LOÃNG 4.02125.7n-octane 1.2278.6ethanol 5.0376.6carbon tetrachloride 40179camphor 1.8600.52100water 6.880naphthalene 3.6361.2chloroform 3.90172.93118.2acetic acid KfTf(oC)KbTb(oC)Solvent 1.2. Sự tăng điểm sôi & hạ điểm đông ThS. NGUYỄN HỮU SƠN 1. TÍNH CHẤT DUNG DỊCH LOÃNG 1.3. Áp suất thẩm thấu CRT : là áp suất thẩm thấu. C: là nồng độ, mol/l. R: hằng số khí lý tưởng. T: nhiệt độ tuyệt đối.  ThS. NGUYỄN HỮU SƠN 2. ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN SỰ HÒA TAN Phương trình Sreder i(rắn) = i (dung dịch, xi) + ∆Hht incphlncht HH   2 ln RTdT Kd ix  )( )( rx dxK i i x  2. RTi i ekx   ThS. NGUYỄN HỮU SƠN 3. SỰ KẾT TINH DUNG DỊCH HAI CẤU TỬ 3.1. Giản đồ nhiệt độ - thành phần ThS. NGUYỄN HỮU SƠN 3. SỰ KẾT TINH DUNG DỊCH HAI CẤU TỬ 3.2. Giản đồ đa nhiệt Hệ Q2 = lỏng l2 + rắn r2 22 22 rQ Ql  2 B ml mr Tính toán lượng tương đối của các pha trong hệ Hệ H = pha lỏng e + hệ rắn chung Rc eH HR m m C R e C  CA CB R R RR RR m m B A  ThS. NGUYỄN HỮU SƠN 3. SỰ KẾT TINH DUNG DỊCH HAI CẤU TỬ 3.3. Hỗn hợp Eutecti Ở áp suất không đổi, hỗn hợp eutecti sẽ kết tinh ở nhiệt độ không đổi theo đúng thành phần của nó (phù hợp với độ tự do c = 0) Khi có sự tác động của cả nhiệt độ và áp suất bên ngoài: c = k - f + 2 = 2 - 3 + 2 = 1 Điều này chứng tỏ rằng nếu thay đổi áp suất thì không những nhiệt độ kết tinh của dung dịch eutecti thay đổi mà cả thành phần của hỗn hợp eutecti cũng thay đổi theo ThS. NGUYỄN HỮU SƠN 3. SỰ KẾT TINH DUNG DỊCH HAI CẤU TỬ 3.4. Quá trình kết tinh đẳng nhiệt mr lm m m l r  ThS. NGUYỄN HỮU SƠN 4. HỆ HAI CẤU TỬ TẠO THÀNH DUNG RẮN TAN LẪN VÔ HẠN Giản đồ nhiệt độ - thành phần (T-X) ThS. NGUYỄN HỮU SƠN 5. HỆ HAI CẤU TỬ TẠO THÀNH DUNG RẮN TAN LẪN GIỚI HẠN Giản đồ nhiệt độ - thành phần (T-X) có Eutecti Có các hệ như NaNO3-KNO3, Pb-Sn, Cu-Ag P là dung dịch rắn của Sn tan trong Pb và S là dung dịch rắn của Pb tan trong Sn Đường aeb là đường lỏng, biểu diễn nhiệt độ bắt đầu kết tinh của các dung dịch rắn P và S nằm cân bằng với nhau ThS. NGUYỄN HỮU SƠN 5. HỆ HAI CẤU TỬ TẠO THÀNH DUNG RẮN TAN LẪN GIỚI HẠN Giản đồ nhiệt độ - thành phần (T-X) có Peritecti P là dung dịch rắn của Ag tan trong Pt và A là dung dịch rắn của Pt tan trong Ag Đường apb là đường lỏng Đường ar1 và br2 là những đường rắn Đường r1x và r2y là những đường rắn