Nguyễn Thị Tuyết MaiBộ môn Hóa lý, Viện Kỹ thuật Hóa họcTrường Đại học Bách Khoa Hà Nội Trang 3 Sự hòa tan của chất rắn trong lỏng PHYSICAL CHEMISTRY 1 Trang 5 Chương 6.. CÂN BẰNG LỎNG
LOGO CH3050 - HÓA LÝ I TS Nguyễn Thị Tuyết Mai Bộ mơn Hóa lý, Viện Kỹ thuật Hóa học Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Email: mai.nguyenthituyet1@hust.edu.vn Chương HÓA LÝ I CÂN BẰNG LỎNG – RẮN Sự hòa tan chất rắn lỏng yếu tố ảnh hưởng Sự kết tinh dung dịch hai cấu tử Sự hòa tan chất rắn lỏng PHYSICAL CHEMISTRY Properties of mixtures Sự hòa tan chất rắn lỏng PHYSICAL CHEMISTRY Properties of mixtures b Các yếu tố ảnh hưởng: • Bản chất dung mơi chất tan • Nhiệt độ: d ln xA = Hht PT Sreder dT RT QT hòa tan thu nhiệt: Hht > d ln xA dT T tăng → độ hòa tan R L tăng Chương HÓA LÝ I CÂN BẰNG LỎNG – RẮN Sự kết tinh dung dịch hai cấu tử: a Hệ không tạo dung dịch rắn, không tạo hợp chất hóa học b Hệ khơng tạo dung dịch rắn, kết tinh tạo hợp chất hóa học bền c Hệ không tạo dung dịch rắn, kết tinh tạo hợp chất hóa học khơng bền d Hệ tạo thành dung dịch rắn tan lẫn vô hạn Hệ không tạo dung dịch rắn, MIXTURES khơng tạo hợp chất hóa học Solid-liquid equilibrium Ex: NaCl-H2O; Ag-Pb Biểu đồ kết tinh/nóng chảy T = f(x) a, b: nhiệt độ kết tinh A, B ngchất b Đường ae: Lỏng A-B (nhiệt độ bắt đầu kt RA từ dd có a L + RB thành phần khoảng AE) Đường be: RA + L RA (nhiệt độ bắt đầu kt RB từ dd RB có thành phần khoảng EB) xB A E B Hệ không tạo dung dịch rắn, MIXTURES khơng tạo hợp chất hóa học Solid-liquid equilibrium Quá trình kết tinh dd A-B điểm a1 Biểu đồ kết tinh/nóng chảy a2: B(r) bắt đầu kết tinh Tkt T = f(x) b a3: B(r) lỏng bão hòa B Lượng rắn B/lượng lỏng = L3a3/R3a3 Lỏng A-B L + RB Lượng hệ=Lượng rắn B+lượng lỏng a RR3 tính B(r) tinh khiết tách khỏi hệ a4: B(r); dd bão hòa (A,B); A(r) L3 L3 RA + L Tiếp tục làm lạnh: A B kết tinh RA đồng thời: Tkt=TE = const a5: A(r) B(r) xB Hệ không tạo dung dịch rắn, MIXTURES khơng tạo hợp chất hóa học Solid-liquid equilibrium Điểm e điểm Eutecti Hỗn hợp có thành phần tương ứng điểm eutecti: hỗn hợp Eutecti • Có nhiệt độ kết tinh thấp • Kết tinh T xác định • A B kết tinh đồng thời với thành phần không đổi Ứng dụng hh Eutecti: Tkt(dd) = TE < Tkt (A B nguyên chất) • thiếc hàn (thiếc 67% chì 33%): TE ~183oC • hỗn hợp nước đá-muối (77-23%): TE = -21,1 oC Hệ không tạo dung dịch rắn, MIXTURES không tạo hợp chất hóa học Solid-liquid equilibrium Phép phân tích nhiệt nhằm xây dựng giản đồ T=f(x) Đường nguội lạnh Giản đồ cân lỏng – rắn Hệ không tạo dung dịch rắn, MIXTURES kết tinh tạo hợp chất hóa học bền Solid-liquid equilibrium kt A B → A-B (bền) A(r); B(r); A-B(r); dung dịch A-B Giản đồ gồm giản đồ hệ eutectic đơn giản ghép lại kt VD: CuSO4 H2O → CuSO4.5H2O pha: CuSO4(r), H2O(r), CuSO4.5H2O(r) dung dịch lỏng CuSO4 - H2O 10 Hệ không tạo dung dịch rắn, MIXTURES kết tinh tạo hợp chất hóa học bền Solid-liquid equilibrium kt VD: Mg(r) Zn(r) → MgZn2 pha: Mg(r), Zn(r), MgZn2(r) dung dịch lỏng Mg-Zn 11 Hệ không tạo dung dịch rắn, MIXTURES kết tinh tạo hợp chất hóa học bền Solid-liquid equilibrium Hệ cấu tử tạo thành nhiều hợp chất hóa học bền kết tinh Giản đồ gồm nhiều giản đồ hệ eutectic đơn giản ghép lại 12 Hệ không tạo dung dịch rắn, MIXTURES kết tinh tạo hợp chất hóa học ko bền Solid-liquid equilibrium 13 Hệ hai cấu tử tạo thành MIXTURES dung dịch rắn tan lẫn vô hạn Solid-liquid equilibrium VD: Ag-Au; DEL-DPL Giải thích trình làm lạnh từ 40°C hỗn hợp lỏng có thành phần xDEL=0,4 Kết tinh phân đoạn Dielaidoylphosphatidylcholine (DEL) and Dipalmitoylphosphatidylcholine (DPL) 14