OKFH2-03

Транскрипт

1 RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI

2 RAZBLAŽENI RASTVORI Rastvor: jednofazni siste (bilo kog agregatnog stanja) od dve ili više koonenata, u koe su heijske vrste koje ga sačinjavaju disergovane do veličine olekula. Analiziraćeo sistee čije koonente: eđusobno heijski ne reaguju koji ne odležu elektrolitičkoj disocijaciji.

3 TIPOVI RASTVORA Rastvor Prier rastvarač rastvorak gas gas vazduh tečnost tečnost ROH H O čvrsto telo čvrsto telo legura gas tečnost vazduh H O tečnost gas H O O gas čvrsto telo sog čvrsto telo gas Pt H tečnost čvrsto telo H O NaCl čvrsto telo tečnost etal Hg

4 TIPOVI RASTVORA Rastvor Prier rastvarač rastvorak gas gas vazduh tečnost tečnost ROH H O čvrsto telo čvrsto telo legura gas tečnost vazduh H O tečnost gas H O O gas čvrsto telo sog čvrsto telo gas Pt H tečnost čvrsto telo H O NaCl čvrsto telo tečnost etal Hg

5 KONCENTRACIJA RASTVORA jedinice sibol definicija aseni rocenti % / ( rastvorak / rastvor ) zareinski rocenti % v / v (v rastvorak / v rastvor ) asa/zareina roc. % / v ( rastvorak / v rastvor ) arts er illion g rastvorak / kg rastvor arts er billion b g rastvorak / kg rastvor olarnost M ol rastvorak / L rastvor olalnost ol rastvorak / kg rastvarač

6 KOLIGATIVNE OSOBINE Pri dodavanju rastvorka rastvaraču, svojstva rastvarača se odifikuju: sanjuje se naon are; dolazi do sniženja tačke ržnjenja; dolazi do ovišenja tačke ključanja; oguća je osoza (ojava osotskog ritiska). Koligativne osobine zavise sao od broja čestica rastvorka, a ne zavise od rirode i vrste rastvorenih čestica.

7 KOLIGATIVNE OSOBINE Pretostavke: količina rastvorka je nogo anja od količine rastvarača, a je stoga rastvor razblažen; rastvorak je neisarljiv tj. ne ojavljuje se u gasnoj fazi; rastvorak ne gradi čvrst rastvor sa rastvarače; rastvorak ne enja svoj heijski oblik ri rastvaranju, tj. ne reaguje heijski sa rastvarače, ne asosuje niti disosuje ri rastvaranju.

8 HEMIJSKI POTENCIJAL RASTVARAČA čist rastvarač rastvarač+rastvorak ( t) ( t) RT ln x ( t) ( t) RT ln x t x ln x t

9 HEMIJSKI POTENCIJAL RASTVARAČA ( t) ( t) RT ln x

10 KOLIGATIVNE OSOBINE (~) (č) (t) rastvara~ rastvarač (t) rastvor (g) T t T t T k T k T ( t) ( t) RT ln x

11 KOLIGATIVNE OSOBINE sniženje naona are ovišenje tačke ključanja sniženje tačke ržnjenja osoza

12 KOLIGATIVNE OSOBINE sniženje naona are ovišenje tačke ključanja sniženje tačke ržnjenja osoza

13 SNIŽENJE NAPONA PARE Fon Babo: const. olekuli rastvarača Raul: x neisarljivi olekuli rastvorka Raulov zakon: x

14 SNIŽENJE NAPONA PARE rastvarač rastvor Relativno sniženje naona are: x isto za sve rastvore iste koncentracije ne zavisi od teerature da bi ovo bilo isunjeno otrebno je da je diferencijalna tolota razblaživanja jednaka nuli, tj. da je rastvor idealan

15 TERMODINAMIČKO IZVOĐENJE heijski otencijal rastvarača u tečnoj fazi: t t RT ln x heijski otencijal rastvarača u gasovitoj fazi: g g RT θ f ln heijski otencijal čistog rastvarača: t g RT θ f ln

16 TERMODINAMIČKO IZVOĐENJE t g t RT ln x g RT θ ln f ln g RT ln RT ln x g RT θ θ f x f f f ri ne suviše visoki ritiscia: x relativno sniženje naona are: x x x

17 SNIŽENJE NAPONA PARE n n n n n M M Merenje relativnog sniženja naona are oguće je odrediti olarnu asu rastvorene sustancije M.

18 KOLIGATIVNE OSOBINE sniženje naona are ovišenje tačke ključanja sniženje tačke ržnjenja osoza

19 KOLIGATIVNE OSOBINE (~) (č) (t) rastvara~ rastvarač (t) rastvor (g) T t T t T k T k T ( t) ( t) RT ln x

20 POVIŠENJE TAČKE KLJUČANJA T k = T k T k AB ( ) / AC T k T k AB AC const. T k

21 TERMODINAMIČKO IZVOĐENJE, ln RT L dt d is, ln k k is R T T L x x k k T T is T dt R L d, ln ln ln,, ln ln k k k k is k k is T T T T R L T T R L x

22 TERMODINAMIČKO IZVOĐENJE, x L R T T is k k M n n n n n n x, M n L R T T is k k : : n k L M R T T b is k k,

23 POVIŠENJE TAČKE KLJUČANJA k b R Tk L is, M T k k b Merenje T b ože se odrediti olarna asa rastvorene sustancije. Postuak se naziva ebulioskoija.

24 KOLIGATIVNE OSOBINE sniženje naona are ovišenje tačke ključanja sniženje tačke ržnjenja osoza

25 KOLIGATIVNE OSOBINE (~) (č) (t) rastvara~ rastvarač (t) rastvor (g) T t T t T k T k T ( t) ( t) RT ln x

26 SNIŽNJE TAČKE MRŽNJENJA T = T n T AB ( ) / AC T T AB AC const. T

27 TERMODINAMIČKO IZVOĐENJE d ln dt č L t sub, d ln is, RT dt L RT

28 TERMODINAMIČKO IZVOĐENJE,, ) / ln( RT L L dt d is sub t č, ln RT L dt x d to, ln ln ln T T to x T dt R L x d to T T R L x ln ln, k M L RT T f to, to to f l RT M L RT k 3, 3 / / ; ; : x T t č t č

29 SNIŽENJE TAČKE MRŽNJENJA T k f Merenje T ože se odrediti olarna asa rastvorene sustancije. Postuak se naziva krioskoija.

30 SNIŽENJE TAČKE MRŽNJENJA Sniženje tačke ržnjenja izvedeno uz aroksiacije: da se ara (iznad čvrste kao i iznad tečne faze) onaša o zakonia idealnog gasnog stanja da je zareina are nogo veća od zareine tečnosti odnosno čvrste faze da za rastvarač važi Raulov zakon latentna tolota toljenja čvrstog rastavarača je konstantna, nezavisna od teerature rastvorak je neisarljiv, nije asosovan ni disosovan u rastvoru i da ne gradi jedinjenje sa rastvarače da se sao rastvarač izdvaja kao čvrsta faza Priena: antifriz (glikol), krv kod olarnih životinja (glicerol)

31 K f i K b (C kg rastvarača ol - rastvorka) rastvarač t.t. (C) K f t.k. (C) K b voda,,86,,5 sirćetna kiselina 6,6 3,9 8,5 3,7 benzen 5,5 5, 8,,53 kafor 78, 4, 8, 5,95

32 VANT HOFOV FAKTOR i i = erena koligativna osobina očekivana vrednost kada nea disocijacije a) tiične vrednosti za neelektrolite (urea, saharoza, glukoza) i= b) za elektrolitičke rastvore elektrolit idealno i izereno i NaCl HIO 3 MgCl AlCl 3 3 4,9,7,7 3, Uticaj interakcija rivlačenja dovodi do razlike u izerenoj i izračunatoj vrednosti teerature ržnjenja za jonske vrste. Van Hofov faktor oogućava nalaženje steena disocijacije elektrolita.

33 KOLIGATIVNE OSOBINE sniženje naona are ovišenje tačke ključanja sniženje tačke ržnjenja osoza

34 MEMBRANE Pereabilne (roustljive) ebrane: dozvoljavaju rolaz svih rastvorenih sustancija i rastvarača. Seiereabilne (oluroustljive) ebrane: roustljive sao za rastvarač (najčešće voda) a neroustljive za većinu rastvoraka.

35 POLUPROPUSTLJIVE MEMBRANE Prirodne oluroustljive ebrane: zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, biljna tkiva. Iaju različite steene ereabilnosti, razlišitih su debljina (reda n) i različitih velišina ora (reda n). Proustljive su za: H O, CO, O i N kao i za organske olekule, a neroustljive su za roteine i olisaharide. Neorganske soli i disaharidi rolaze vrlo soro kroz njih.

36 POLUPROPUSTLJIVE MEMBRANE Sintetičke ebrane: celofanske (glavna koonenta celuloza) oliestarske (na bazi oliestarskih olietilena) jonoizenjivačke čija je struktura solasta sa otvoria, slična sunđeria i sadrži kontinualnu režu olekula vode. Priena: za dijalizu kao ultrafilteri kao abalažni aterijal.

37 OSMOZA Osoza: ojava sontanog rolaska rastvarača kroz oluroustljivu ebranu u rastvor, ili generalano rolaz rastvarača iz razblaženijeg u koncentraovaniji rastvor, kada su rastvori razdvojeni oluroustljivo ebrano. ebrana

38 OSMOZA Koncentrovani rastvor Poluroustljiva ebrana Razblaženi rastvor

39 OSMOZA Pritisak koji treba delovati na rastvor da bi se srečio rolazak rastvarača u rastvor kroz oluroustljivu ebranu naziva se osotski ritisko.

40 OSMOZA Osotski ritisak rastvora saharoze Konc. c (%) (Hg) /c / c const V const

41 OSMOZA T (K) (Hg) /T 8 55,8 95, 548,85 39, 596,83 /T const

42 OSMOZA V const / T const V const T Vant Hof oredio osotski ritisak saharoze i gasni ritisak vodonika ri istoj teeraturi i isti koncentracijaa: const = R V RT c RT Vant Hofova jednačina

43 TERMODINAMIČKO IZVOĐENJE ( P) ( x, P )

44 TERMODINAMIČKO IZVOĐENJE ( P) x, P ( P ) RT ln x ( P) P P V dp RT ln x RT ln x P P V dp x x ln x n x ; nv V n RTx V c M RT

45 OSMOZA c M RT Ova jednačina važi za beskonačno razblažene rastvore neelektrolita. Ranije je korišćena kao kriteriju za utvrđivanje idealnosti nekog rastvora. Odstuanje nekog rastvora od idealnog onašanja izražava se Vant Hofovi faktoro i : V ic M RT

46 TEORIJE OSMOTSKOG PRITISKA teorija bobardovanja razlika u naonia are olekulski filter adsorcija rastvarača na ebrani

47 OSMOZA, BILJKE I VODA

48 KANDIRANO VOĆE

49 PREČIŠĆAVANJE VODE REVERSNOM OSMOZOM ritisak veći od rastvarač rastvor oluroustljiva ebrana

50 PREČIŠĆAVANJE VODE REVERSNOM OSMOZOM

51 BILJNE I ŽIVOTINJSKE ĆELIJE U RAZLIČITIM RASTVORIMA hiertonični rastvor izotonični rastvor hiotonični rastvor životinjska ćelija biljna ćelija

52 BUBREZI I DIJALIZA

53 RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA

54 RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA Rastvorljivost gasa u neko rastvaraču zavisi od: rirode gasa rirode rastvarača ritiska teerature F c, T

55 RASTVORLJIVOST GASOVA Zareina gasa v ri standardni uslovia (T = 73,5 K, P = bar) rastvorena u zareini rastvarača V ri ritisku gasa P (u baria) redstavlja Bunzenov koeficijent rastvorljivosti, : v P VP Zareina gasa v ri ekserientalnoj teeraturi i ritisku, koja je rastvorena u zareini V rastvarača redstavlja Ostvaldov koeficijent rastvorljivosti, : v T V T

56 RASTVORLJIVOST GASA I TEMPERATURA d ln C dt M H RT ras, ln H R T ras, T Povećanje teerature sanjuje rastvorljivost gasa (rečišćavanje tečnosti od gasova). Izuzetak: hlorovodonik u vodi.

57 HENRIJEV ZAKON Henri (W. Henry, 83): kp - asa gasa rastvorena u određenoj zareini rastvarača P - ritisak gasa iznad rastvora k - konstanta koja zavisi od rirode gasa, rirode rastvarača i teerature

58 IDEALNO RAZBLAŽENI RASTVORI

59 Rastvorljivost (g / g H ) RASTVORLJIVOST GASOVA Henrijev zakon O N He Pritisak

60 ZAKON RASPODELE Henrijev zakon je oseban slučaj ošteg zakona rasodele: P koncentracija koncentracija gasa gasa u u tečnoj gasnoj fazi fazi const. / k P / M / / M n / P n P k M M k n n x kp n

61 RAULOV I HENRIJEV ZAKON x k P Ako je zakon rienljiv u čitavo odručju koncentracija, tada je: k k x što redstavlja Raulov zakon rienjen na isarljivu koonentu.