1 дәріс Тақырыбы: Ерітінділер түсінігі. Жоспары: Кіріспе


Сұйықтардың өзара ерігіштігі



бет15/38
Дата26.10.2022
өлшемі1.68 Mb.
#45445
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   ...   38
Сұйықтардың өзара ерігіштігі
Барлық сұйықтарды бір-бірінде ерігіштігіне қарай бірнеше топқа бөледі.
А. Іс жүзінде бір-бірінде ерімейтін сұйықтар: Бензол мен су, сынап пен су.
Б. Бір-бірінде шекті еритін сұйықтар: екі компонентті жүйелер: анилин-су, фенол-су, метил спирті-гексан және т.б. Үш компонентті жүйелері: су-эфир-янтарь қышқыл нитрил, бензол-бромоформ-құмырсқа қышқылы, су-ацетон-ксилол және т.б.
В. Бір-бірінде шексіз еритін сұйықтар. Екі компонентті жүйелер: митилл спирті-су, этил спирті-су, бензол-толуол, гептан-гексан және т.б. Үш компонентті жүйелер: бензол-хлороформ-төртхлорлы көміртек, су-хлороформ-сірке қышқылы және т.б.

С6Н5NH2,%


1-сурет. Сұйықтардың (су-анилин) өзара ерігіштік диаграммасы.
Егер екі сұйықтық бір-бірінде шамалы мөлшерде ғана еріп араласатын болса, онда ондай сұйықтарды бір-бірінде шекті еритін сұйықтар деп атайды. Мысал ретінде су-анилин екі компонентті жүйесін алуға болады.
Егер белгілі температурада мысалы 200С, судың белгілі мөлшеріне (1-сурет, А нүктесі) үнемі араластыра отырып анилин қосатын болсақ, анилиннің алғашқы порциялары суда еріп, біртекті ерітінді аламыз. Су анилинге толық кезде (В нүктесі) ерітіндіге анилинді қоса түссек, суға қаныққан анилин қабаты (С нүктесі) пайда болады. Алғашқы бұл ерітіндінің, суға қаныққан анилин қабатының мөлшері аз болады. Анилинді қосу барысында әрбір қабаттың құрамы тұрақты күйде қалады да, олардың салыстырмалы мөлшері арта түседі, нәтижесінде судағы анилиннің қаның ерітіндісінен тұратын қабат толық жойылады да, анилиндегі су ерітіндісі қалады. Оған анилинді қоса түсіп, мүмкіндігінше таза анилин қабатына жақындай түседі (Д нүктесі). Демек, А нүктесінен В нүктесіне дейінгі анилиннің судағы біртекті ерітіндісі, ал С нүктесінен Д нүктесіне дейінгі аралықта судың анилиндегі біртекті ерітіндісі түзіледі. В нүктесінен С нүктесіне дейінгі аралық теңдікте тұрған екі сұйық фазадан, анилинге қаныққан су және суға қаныққан анилин фазаларынан тұрады. Берілген температурада олардың құрамы тұрақты болады. Сұйық қабаттардың бетіндегі бу фазасы екеуіне де ортақ.
Температураны арттырғанда көптеген бір-бірінде шекті еритін сұйықтықтардың өзара ерігіштігі артады және оның белгілі бір мәнінде олар бір-бірінде шексіз еріп араласады.
Бұл құбылысты тұңғыш зерттеген орыс ғалымы В.Ф.Алексеев. Сұйықтар бір-бірінде шексіз араласа бастайтын температураны ерудің критикалық температурасы деп атайды. Кейбір сұйықтықтардың қоспасы үшін ерудің тек жоғарғы (анилин-су, фенол-су, күкіртті көміртек-метил спирті) кейбір сұйықтықтардың қоспалары үшін тек төменгі (g-коллидин-су, триметиламин-су), ал кейбір сұйықтықтардың қоспалары үшін жоғары да төменгі де (никотин-су) критикалық температуралары тән.
Жоғарыда қарастырылған су-анилин жүйесі үшін температураны біртіндеп арттыратын болсақ, сұйықтардың өзара ерігіштігі артып, ВС нодасы қысқара түседі, яғни қаның ерітіндіге сәйкес келетін нүктелер өзара жақындаса түседі (Е және F, M және N нүктелері). К нүктелерінде олар өзара түйісіп, сұйықтықтар осы нүктеге сәйкес келетін температурадан бастап, жоғарғы температураның бәрінде бір-бірінде шексіз араласып, біртекті гамогенді сұйық фаза түзейді. Анилин-су жүйесі үшін бұл температура 1680С және ол ерудің жоғарғы критикалық температурасы деп аталады. Бұл температурадан жоғары температурада анилин мен суды қандай қатынаста алсақ та жүйенің екі сұйық фазаға бөлінуі болмайды. 1-суреттегі ВК қисығы анилиннің температураға байланысты судағы ерігіштігінің артуын көрсетеді. Әдетте ВК және СК қисығы судың анилиндегі ерігіштігінің артуын көрсетеді. Әдетте ВК және СК (немесе ВКС) қисықтарын бөліну қисықтары деп те атайды.
Бұл система үшін де Гиббстің фазалар ережесін қолдансақ: бөліну облысында (ВКС қисығының абсцисса өсімен шектелген бөлімі) еркіндік дәреже саны С=2-1+1=2, компонент саны екеу су және анилин, фаза саны біреу анилин мен судың бір-біріндегі қаның ерітінділері.
Кейбір сұйықтар бір-бірінде төменгі температурада жақсы араласып ара бастайды, яғни температураны төмендеткенде олардың бір-біріне ерігіштігі арта түседі.
Бұл процесс негізінен бір-бірінде әрекеттесіп, химиялық қосылыс түзуге бейім сұйықтардың қоспасы үшін тән. Температураны төмендеткенде, олар бір-бірінде араласып шексіз ериді. Бұл кездегі температураны ерудің төмендегі критикалық температурасы деп атайды. Мысалы, g-коллидин-су жүйесі, ол үшін ерудің төменгі температурада бұл сұйықтар өзара кез-келген қатыста араласып, бір-бірінде шексіз ериді. Сұйықтықтардың өзара ерігіштік диаграммасын пайдаланып жүйенің кез-келген нүктесіндегі құрамын және фазалардың сандық қатынасын анықтауға болады. Мысалы, М нүктесінде қоспаның жалпы құрамы х, бірінші фазаның (анилинмен қаныққан су қабаты) құрамы х2. Фазалардың салыстырмалы мөлшерін ЕF коннодасы бойынша иін ережесімен анықтайды.

Екінші фазаның массасы

=


Бірінші фазаның массасы


Ерігіштік. Қаныққан ерітіндідегі еріген заттың шамасы – ерігіштік деп аталады.Заттардың ерігіштігі еритін зат пен еріткіштің табиғатына, температураға, ал газдар үшін қысымға да тәуелді болады. Қатты және сұйық заттың ерігіштігін ерігіштік коэффициентімен (К) көрсетеді, яғни 100 г еріткіште қанық ерітінді түзгенге дейін ери алатын заттың массасы.
Газдардың ерігіштігін абсорбция коэффициентімен сипатталады, ол - еріткіштің бір көлемінде қанық ерітінді түзілгенге дейін еритін газдың көлемі көрсетеді. 


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   ...   38




©emirsaba.org 2022
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет