Obecná chemie - výpisky

- na fázovém rozhraní se vlastnosti mění skokem

- celkový počet fází – f; celkový počet složek – s

- chemický potenciál - μi (parciální molární Gibbsova energie), platí: μs(I) = μs(II) = μs(III).... μs(fáze)

- chemický potenciál každé jednotlivé složky musí být při této rovnováze ve všech fázích stejný

- počet stupňů volnosti – v (v=0 – invariantní; v=1 – univariantní; v=2 – bivariantní, v=3 – trivariantní)

- počet intenzivních stavových veličin (t,p,složení), které můžeme libovolně měnit, aniž by se změnil počet fází

- Gibbsův zákon fází: f + v = s + 2

- jednosložková soustava s=1 (H2O)

- GZF: f + v = s + 2 -> f + v = 3 -> f=1...v=2; f=2...v=1; f=3...v=0

- fázový diagram vody:

- f=1; v=2 (g)

- můžeme libovolně měnit tlak i teplotu

- f=2; v=1 (g)+(l)

- můžeme libovolně změnit jednu proměnnou

- 1 proměnná jednoznačně určí druhou

- dvojice odpovídají koexistenci 2 fází (křivky)

- f=3; v=0 - trojný bod

- nemůžeme libovolně určit teplotu ani tlak

- hodnoty pevně dány (273,16K; 610Pa)

- v rovnováze všechny 3 fáze

- dvousložková soustava

1. kapalina + plyn s=2, f=2 -> v=2

- T, p – jednoznačně určí počet fází (kolik plynu se rozpustí v kapalině v závislosti tlaku plynu nad kap.)

- Henriho zákon - rozpustnost plynu v kapalině je za konstantní T přímo úměrný tlaku tohoto plynu nad kap.

X1 = k . (p1)r X – molární zlomek rozpuštěného plynu v kapalině

(p1)r – relativní parciální tlak plynu nad kapalinou; k - Henriho konstanta - pro dvojici látek

- využití HZ v praxi – s rostoucí rozpustností plynu roste tlak – odplyňování kapaliny

- když chceme rozpouštědlo zbavit kyslíku -> snížíme tlak; posunutí chemické rovnováhy

2. kapalina + kapalina

- neomezeně mísitelné kapaliny (mísí se v každém poměru)

- pi = pi0 . Xi pi0 – tenze páry nad čistou i-tou kapalinou

- pro dvě kapaliny A, B: p=pA +pB = pA0 . XA + pB0 . XB

- tlak v závislosti na složení 2 kapalin (izotermický FD)

- pB0 > pA0

- s rostoucím obsahem B roste i tlak nad B

- yB = pB / p - molární zlomek složky B v plynné fázi

- je-li látka B těkavější: yB > xB

- v ideální soustavě je plynná fáze ve srovnání

s kapalnou vždy bohatší na těkavější složku

-> využití při destilaci – frakční destilace

- zahřejeme kapalnou směs (složení odpovídá bod A)

- odváděná pára kondenzuje v chladiči (složení - bod B)

- odebírání páry bohatší na těkavější složku (aceton)

-> směs se obohacuje o netěkavější (toluen)

- teplota varu stoupá

v destilační baňce zůstane malé množství čistého toluenu

(použití kolony – trubice s keramickými kroužky, skleněnými kuličkami – pára na nich částečně kondenzuje

- abychom nemuseli destilovat vícekrát)

- izobarický FD

- horní křivka – kondenzační

- závislost složení parné fáze na teplotě varu