Занятие № 7

Фазовые равновесия в трехкомпонентных системах.

Учебные вопросы занятия:

Графическое изображение состава трехкомпонентных систем в треугольниках Гиббса и Розебома. Диаграммы состояния тройных жидких систем с ограниченной взаимной растворимостью. Распределение растворенного вещества между двумя жидкими фазами. Коэффициент распределения. Экстрагирование. Диаграммы плавкости трехкомпонентных систем. Изотермы растворимости двух солей с одинаковым ионом. Решение задач.

В результате изучения учебных вопросов занятия Вы должны

ЗНАТЬ:

1. основные законы физической химии, а также способы их применения для решения теоретических и прикладных задач;

УМЕТЬ:

1. самостоятельно формулировать задачу физико-химического исследования в химических системах;

2.пользуясь полученными знаниями, уметь выбирать оптимальные пути и методы решения поставленных задач;

3. проводить физико-химические расчеты;

4.анализировать  результаты физико-химических исследований.

ВЛАДЕТЬ:

1. основами фазовых и химических равновесий.

ОБЛАДАТЬ НАБОРОМ КОМПЕТЕНЦИЙ:

    способность и готовность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОПК-2); способность использовать знания о современной физической картине мира, пространственно-временных закономерностях, строении вещества для понимания окружающего мира и явлений природы (ОПК-3).

Рекомендуемая литература:

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Основная

Беляев, и коллоидная химия [Текст] : учеб. для студ. вузов / , ; под ред. . - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2012. – 752 с. (15 экз.) Беляев, и коллоидная химия [Электронный ресурс] : учеб. для студ. вузов / , ; под ред. . - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2012. – 752 с. – Режим доступа:

http://www. studentlibrary. ru/book/ISBN9785970422069.html 

Беляев и коллоидная химия [Электронный ресурс] : учебник / , ; под ред. . - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2014. - 752 с. – Режим доступа:

http://www. studentlibrary. ru/book/ISBN9785970427668.html 

Ершов, химия. Физическая химия дисперсных систем [Текст] : учеб. / . - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2012. - 352 с. (25 экз.)

Ершов, химия. Физическая химия дисперсных систем [Электронный ресурс]: учебник / . - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2013. - 352 с. – Режим доступа: http://www. studentlibrary. ru/book/ISBN9785970424285.html

Дополнительная

Физическая и коллоидная химия [Электронный ресурс]: учебник / , , и др. ; под ред. . М. : ГЭОТАР-Медиа, 2010. - 704 с.: ил. – Режим доступа: http://www. studentlibrary. ru/book/ISBN9785970414415.html  Физическая и коллоидная химия. Руководство к практическим занятиям [Электронный ресурс]: учебное пособие / под ред. 2012. - 320 с.: ил. – Режим доступа: http://www. studentlibrary. ru/book/ISBN9785970422076.html  Физическая и коллоидная химия. Задачник [Электронный ресурс]: учеб. пособие для вузов / , , ; под ред. . - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2014. - 288 с. : ил. – Режим доступа: http://www. studentlibrary. ru/book/ISBN9785970428443.html

ВАШИ ДЕЙСТВИЯ ПО ПОДГОТОВКЕ К ЗАНЯТИЮ И ОТРАБОТКЕ ПРОГРАММЫ ЗАНЯТИЯ:

При подготовке к данному занятию

Повторите тему 7. Фазовые равновесия в трехкомпонентных системах (Раздел 3 – Фазовые равновесия и термодинамическое учение о растворах) рабочей учебной программы дисциплины «Физическая химия». Это очень важно, так как этот материал является базовой основой для получения новых знаний и на нем строится программа занятия.

Сделайте записи в рабочей тетради по плану:

    дата; номер занятия; тема занятия; цель занятия; основные вопросы темы.

При выполнении программы учебного занятия:

Проверьте рабочее место на предмет наличия всего необходимого для Вашей работы. При необходимости обратитесь к преподавателю.

При отработке 1-го учебного вопроса обратите внимание на: Графическое изображение состава трехкомпонентных систем в треугольниках Гиббса и Розебома.

При отработке 2-го учебного вопроса обратите внимание на: распределение третьего компонента между двумя ограниченно смешивающимися жидкостями; примеры экстракции; подбор экстрагентов.

При отработке 3-го учебного вопроса обратите внимание на: примеры решения задач на заданные темы (Сборник примеров и задач по физической химии).

При проведении заключительной части учебного занятия

Ответьте на вопросы


Что называется коэффициентом распределения? Напишите правило фаз Гиббса для трехкомпонентной системы и поясните его смысл. Изобразите диаграмму состояния трехкомпонентной системы «жидкость-жидкость». Как с помощью метода Розебума определить состав трехкомпонентной системы? Изобразите трехкомпонентную систему «кристаллы-жидкость». Чему равна масса вещества после первой экстракции? Дайте определение экстракции. Какие диаграммы используются для изображения трехкомпонентных систем? Чему равна масса вещества после многократной экстракции? Запишите закон распределения Нернста (формула и формулировка). Как с помощью метода Гиббса определить состав трехкомпонентной системы? В чем заключается правило рычага для трехкомпонентной сисиемы? Покажите плоскую диаграмму растворимости с одной областью расслаивания. Раскройте физический смысл коэффициента распределения.

Пример вопросов тестового контроля

1. Экстрагирование лекарственного растительного сырья включает стадии

а) смачивание и набухание

б) окисление

в) реабсорбция

д) гидролиз

2. Скорость молекулярной диффузии не зависит

а) от температуры

б) от атмосферного давления

в) от разности концентраций на границе фаз

г) от площади межфазной поверхности

д) от радиуса диффундирующих молекул

3. Коэффициент молекулярной диффузии прямо пропорционален

а) температуре

б) вязкости экстрагента

в) радиусу экстрагируемых молекул

4. На скорость процесса экстракции влияют факторы

а) разность концентраций

б) температура

в) вязкость экстрагента

г) все вышеперечисленные

5. Какие явления не имеют места в процессе экстракции растительного сырья?

а) диализ экстрагента внутрь клетки

б) десорбция

в) диффузия

г) адсорбция

6. Скорость свободной молекулярной диффузии определяется законом

а) Ньютона

б) Эйнштейна

в) Фика

г) Стефана-Больцмана

7. Методом экстракции получают

а) растворы, настои, отвары, настойки

б) настойки, экстракты, препараты индивидуальных веществ из ЛРС

в) сборы, галеновые и новогаленовые препараты

г) галеновые, новогаленовые препараты, настои, препараты крови

8. На скорость процесса экстракции не влияют факторы

а) продолжительность процесса извлечения

б) измельченность сырья

в) температура

г) нет верного ответа

9. Какие явления имеют место в процессе экстракции растительного сырья?

а) десорбция

б) растворение клеточного содержимого

в) диффузия

г) все вышеперечисленные

10. Важными физическими свойствами экстрагента, оказывающими существенное влияние на скорость процесса экстрагирования, являются

а) поверхностное натяжение и вязкость

б) концентрация спирта

в) вязкость и концентрация спирта

г) вязкость и плотность

Задачи для решения на занятии

1. В 5 л водного раствора находится 0,04 г йода. Какое количество йода останется в водном растворе после экстракции его 50 мл сероуглерода:

а) если экстракцию проводить однократно всем количеством CS2; б) если экстракцию проводить пятикратно порциями по 10 мл CS2? Коэффициент распределения йода для системы  H2O – CS2  составляет 1,67·10-3.

2. 5 г синтезированного органического вещества оказалось растворенным в 1 дм3 воды. Вычислите массу этого соединения, экстрагируемую 50 см3 эфира за один раз, и за два раза, но по 25 см3. Коэффициент распределения вещества между эфиром и водой при комнатной температуре равен 40,0.

3. Равновесная концентрация брома в воде составляет 0,052 моль/л, а равновесная концентрация брома в сероуглероде – 4,063 моль/л (при 250С). Определить коэффициент распределения брома для системы H2O – CS2, если в 2 л воды растворено 0,5 г брома. Сравнить количество выделенного брома методом экстракции из 3 л водного раствора 60 мл сероуглерода: 1) всем количеством экстрагента или 2) порциями по 20 мл.