rastvori

Smeše (rastvori)

Prof. dr Vesna Kunti ć

SISTEMSISTEM fazafaza komponentakomponenta-- SISTEM SISTEM smesmešša (rastvori)a (rastvori)

-- FAZAFAZA((grgr . . pojavljivanjepojavljivanje )) –– uu svakom svom delu ima isti hemijski sastav i svakom svom delu ima isti hemijski sastav i

termodinamitermodinamiččkeke osobineosobine

FazaFaza se se ččesto poistoveesto poistoveććuje uje sasa agregatnimagregatnim stanjem:stanjem:

led, teled, teččna voda i vodena para na voda i vodena para -- jesu tri jesu tri faze, alifaze, ali nije uvek tako nije uvek tako (npr. (npr. monoklinimonokliniččnini i rombii rombiččni ni sumpor, voda i uljesumpor, voda i ulje……))

Sistem od 1 faze -homogenhomogen sistem (npr.voda)sistem (npr.voda)

Sistem od najmanje 2 faze Sistem od najmanje 2 faze --heterogenheterogen (npr. voda sa kockicama leda)(npr. voda sa kockicama leda)

-- KOMPONENTAKOMPONENTA

SastavSastav sistemasistema se se opisujeopisuje pomopomoćću u komponenata kojekoje gagasasaččiinjavaju.njavaju.

Uslovna podela komponenata na rastvorak i rastvarač

U V O D

IDEALNIJednokomponentni sistemi su

idealni A-A• Između istih čestica vladaju sile

istog intenziteta • Pri mešanju čestica iste vrste ne

javljaju se toplotni efekti, nema promene zapremine

• 50 mL vode + 50 mL vode = 100 mL vode

I dvokomponentni sistemi (rastvori) mogu biti idealni

• Komponente imaju sli čna svojstva, sve međumolekulske sile su iste jačine

A-A = B-B = A-B

NEIDEALNI (REALNI )• Međumolekulske sile nisu iste

jačine• A-A nije isto kao B-B i A-BPri mešanju, javlja se toplotni

efekat, dolazi do promene zapremine

50 mL vode + 50 mL sumporne kiseline ≠ 100 mL smeše

= =

=

SISTEMI mogu biti:

Smeše (rastvori)

• Rastvorak Rastvara č Primer• 1. Gas Gas Vazduh• Tečnost Gas Vlažan vazduh• Čvrsto Gas Pare joda• 2. Gas Tečnost Gazirana voda• 3. Čvrsto Te čnost Rastvor NaCl• 4. Tečnost Te čnost Alkohol u vodi• Gas Čvrsto Vodonik u Pt• Tečno Čvrsto Amalgam• Čvrsto Čvrsto Čelik

1. Rastvaranje gasa u gasu (smeša gasova)

Daltonov zakon:• Ukupan pritisak gasne

smeše jednak je zbiruparcijalnih pritisakakomponenata smeše

• Parcijalni pritisak P A-pritisak koji bi svaki gas pokazivao kada bi samzauzimao zapreminu gasnesmeše.

• xA-molski udeo gasa A

• Gasovi se mešaju u svim srazmerama (uvek je 1 faza )• Gasne smeše su idealne smeše - zanemarljive

međumolekulske sile

Gas A Gas B Smeša AB

BA PPP +=

PA= xA • P

2. Rastvaranje gasa u te čnosti(Opšta i neorganska hemija)

Zavisi od prirode gasa i te čnosti:

• Ako gas i tečnost hemijski reaguju, rastvorljivost je velika (HCl, H2S, CO2)

• Gasovi koji ne reaguju sa tečnošću, slabo se u njoj rastvaraju (O2, N2, CO...)

Zavisi od pritiska:

Henrijev zakon : • Masa gasa rastvorena u

određenoj zapremini te čnog rastvara ča na konstantnoj temperaturi srazmerna je pritisku tog gasa iznad te čnosti

Zavisi od temperature:sa povećanjem temperature

opada rastvorljivost gasa u tečnosti

Poznato iz termohemije:Rastvaranje gasova u tečnosti je uvek

egzoterman proces, ∆H<0

Pkm =

Da li ste primetili mehuriće u čaši vode koju ste ostavili da stoji?

Zagrejana voda dovodi do smanjenja rastvorljivosti kiseonika u vodi, što ozbiljno ugrožava floru i faunu.

Gde ima više ribe?

• U toplim morima• U hladnim morima

• Isto

Smeše gasova su idealne smeše:

• A) da• B) ne• C) zavisi od prirode gasa

Smeša helijuma, kiseonika i azota predstavlja sistem od:• A) jedne faze• B) dve faze• C) tri faze

Od ponuđenih, najviše se rastvara u vodi:

• A) amonijak• B) kiseonik• C) helijum

Najviše se rastvaraju gasovi koji sa vodom hemijski

a) reagujub) ne reaguju

Koji zakon opisuje rastvaranje gasa u tečnosti ?

• Daltonov• Henrijev

Sa povećanjem pritiska, rastvorljivost gasa se:

a) povećavab) smanjujec) ne menja

Henrijev zakon u svakodnevnom životu

Zašto ronioci ne smeju nagloda izrone?

Zašto gazirano piće pri otvaranju “izleti” iz boce?

Zašto je opasno na velikim visinama?

3. Rastvaranje čvrste u tečnoj fazi

• Ograni čenoZavisi od:• prirode rastvorka i rastvarača

“slično u sli čnom se najboljerastvara ”

• temperature

Kako utiče temperatura?• Rastvorljivost uglavnom

raste sa porastomtemperature, ali u nekimslučajevima opada - kadaje ukupna toplotarastvaranja egzotermnogkaraktera.

Poznato iz termohemije: rastvaranje čvrstih tela u tečnosti – dva procesa

endoterman egzoterman∆Hr>0

Raskidanje vezakristalne rešetke

∆Hs<0Solvatacija(hidratacija)

Ukupna toplota rastvaranja soli zavisi od toga šta je veće+∆Hrastvaranja ili -∆Hsolvatacije

sr HHH ∆∆∆ +=

Koji procesi su uvek egzotermni?

• a) rastvaranje gasova u tečnosti

• b) fazni prelaz

• c) rastvaranje čvrstih tela u tečnosti

• d) neutralizacija

• e) sagorevanje• f) topljenje

• h) isparavanje

sr HHH ∆∆∆ +=

Da li je znojenje egzoterman ili endoterman proces?

a) egzotermanb) endoterman

H2O(l)→ H2O(g)

∆H = 10,52 kcal/mol(40,7kJ/mol)

Pri isparavanju vode iz organizma, troši se znatna količina energije.

Kontrola i regulacija telesne temperature - znojenjem se organizam štiti od visokih temperatura

3. Rastvaranje čvrste u te čnoj fazi

Kako se menja pritisak pare rastvarača kada u rastvarač dodamo rastvorak?Raulov (Rauolt) zakon razblaženih rastvora:

Pritisak pare iznad rastvora manji je od

pritiska pare iznad rastvarača na istoj temperaturi.

Rastvorak je neisparljiv. Pritisak (napon) pare poti če samo od rastvara ča.Zbog solvatacije, smanjuje se broj molekula rastvara ča koji odlaze

u paru.

Raulov zakon razblaženih rastvora:Relativno sniženje pritiska pare rastvarača iznad rastvora (PA) u odnosu

na pritisak pare iznad čistog rastvarača (P0A) jednako je odnosu

broja molova rastvorka (nB) i zbiru broja molova rastvorka i rastvarača (nA)

BA

B0A

A0A

nnn

P

PP++++

====−−−−

Važi za idealne (razblažene) rastvore neelektrolita

A se odnosi na rastvara čB se odnosi na rastvorak

Uvek isparava samo rastvarač- zato je u formuli pritisak pare rastvarača PA

XB

ili…Sniženje napona pare direktno je srazmerno koncentraciji!

Grafik zavisnosti pritiska pare od temperature: za rastvarač i za rastvor

PRITISAK PARE IZNAD RASTVORA UVEK JE NIŽI OD PRITISKA PARE IZNAD RASTVARAČA

Raulov zakon razblaženih rastvora-fazni dijagram

Pritisak pare iznad rastvorana bilo kojoj temperaturi

niži jeod pritiska pare iznad

rastvarača (vode)

Kriva ABF (puna linija) - voda (rastvarač)Kriva CF (isprekidana)- rastvor

Zavisnost pritiska pare vode P 0 i vodenog rastvora P od temperature

Tačka mržnjenjarastvora

Tačka mržnjenjarastvarača

Tačka ključanjarastvarača

Tačka ključanjarastvora

Sniženje pritiska pare rastvora u odnosu na rastvarač, a time i povećanje tačke ključanja i sniženje tačke mržnjenja rastvora,

srazmerne su nB, tj. koncentraciji rastvora

•• KrioskopijaKrioskopija -- sniženje T mržnjenja rastvora u odnosu na rastvarač

•• EbulioskopijaEbulioskopija --povepove ććanje T kljuanje T klju ččanja anja rastvora u odnosu na rastvora u odnosu na rastvararastvara čč

bEttt kkk ⋅=−′=∆

1OH

1OH

kgmol52,0E

kgmol86,1K

2

2

−

−

=

=Mr

mn

m

nb

bKttt

acvarrast

mmm

=

=

⋅=′−=∆

Metode zasnovane na Raulovom zakonu

Iz sniženja tačke mržnjenja i povišenja tačke ključanja rastvora u odnosu na rastvarač

određuje se koncentracija rastvora i molarna masa rastvorka

Ko više isparava (na istoj tempraturi)?

• More• Jezero• Isto

Osobine rastvora koje ne zavise od prirode i vrste čestica, već samo od njihovog broja

(koncentracije), nazivaju seKOLIGATIVNE OSOBINE:

• Sniženje pritiska pare rastvora u odnosu na rastvarač

• Povišenje ta čke klju čanja rastvora u odnosu na rastvarač

• Sniženje ta čke mržnjenja rastvora u odnosu na rastvarač

• Osmotski pritisak

Pošto zavise od broja čestica, VE ĆI SU U RAZBLAŽENIM RASTVORIMA ELEKTROLITA, NEGO U RASTVORIMA NEELEKTROLITA ISTE MOLALNE KONCENTRACIJE

cV

n =

nRTV =Π

Osmoza i osmotski pritisak(Opšta i neorganska hemija)

TRc ⋅⋅=Π

Može se objasniti ve ćim naponompare rastvara ča u čistom rastvara ču

nego u rastvoru.Težnja rastvara ča da prolazi

kroz membranu u rastvor dok se ova dva pritiska ne izjedna če.

Važi za neelektrolite

Prema slici,a) sa 1 je označen rastvor/rastvaračb) sa 2 je označen rastvor/rastvaračc) membrana je propustljiva samo za

molekule RASTVARAČA______________________d) tečnost se penje u stubu dok se ne

uspostavi ravnoteža između__________ i __________PRITSKA KOJI RASTVARAČ VRŠI

NA MEMBRANU I HIDROSTATIČKOG PRITISKA

Šta se desilo ovom krastavcu pri pravljenju zimnice?

• A) Domaćica je dodala više soli • B) Domaćica je dodala manje soli

Za rastvor sa neisparljivim rastvorkom:

Pritisak pare je uvek: a) niži b) višiTemperatura ključanja je uvek:a) niža b) višaTemperatura mržnjenja je uvek: a) niža b) višaOsmotski pritisak “tera” rastvarač sa mestaa) niže koncentracije ka višoj koncentracijib) više koncentracije ka nižoj koncentraciji

4. Rastvaranje tečne u tečnoj faziPostoje tri mogućnosti:

1. Potpuno mešanje, nema dva sloja (potpuno mešljive te čnosti-idealne i neidealne)

2.Ne mešaju se, ima dva sloja pri svim temperaturama (nemešljive tečnosti)

3.Ograničeno mešanje, postoje dva sloja do određene temperature i sastava, a onda sistem prelazi u potpuno mešanje (delimi čno mešljive te čnosti)

4.1.Tečnosti potpuno rastvorljive jedna u drugoj potpuno mešljive te čnosti

4.1.a) Idealne te čne smešepodležu Raulovom zakonu• Međumolekulske sile iste izme đu molekula u čistom stanju i u

smeši• Mešaju se u svim molskim odnosima i na svim temperaturama -

obrazuje se samo jedna faza. ∆Hmešanja= 0 i ∆V mešanja= 0 - sve interakcije iste jačine.

Malo je idealnih Malo je idealnih smesme šša!a!

•• KKomponentomponentee kojekoje susu slisliččnihnih hemijskihhemijskih i i fizifiziččkihkih osobinaosobina, , kaokao nnpr:pr:benzenbenzen i i toluentoluen, ,

•• nn--heksanheksan i i nn--heptanheptan, , •• etilbromidetilbromid i i etiljodidetiljodid•• nn--butilhloridbutilhlorid i i nn--butilbromidbutilbromid itd.itd.

= =

Pokazuju aditivnost:pritisak pare ,

gustina, viskoznost…i druge osobine se

linearno menjajuu zavisnosti od količine

komponenata u smeši

Idealna te čna smeša (obe komponente su isparljive)Raulov zakon za idealne te čne smeše:

• U idealnoj smeši komponenta A ne utiče na tendenciju komponente B da isparava, ni komponenta B ne utiče na tendenciju komponente A da isparava

B0BB

A0AA

xPP

xPP

=

=P0A - pritisak pare iznad čiste komponente AP0

B - pritisak pare iznad čiste komponente BPA – parcijalni pritisak pare komponente A iznad smeše

PB – parcijalni pritisak pare komponente B iznad smeše xA – molski udeo komponente AxB – molski udeo komponente B

1xx BA =+

B0BA

0ABA xPxPPPP +=+=

Parcijalni pritisak pare jedne isparljive komponent e u smeši (rastvoru), jednak je pritisku pare čiste komponente pomnožene sa njenim molskim udelom (frakcijom) u sm eši (rastvoru)

Ukupan pritisak pare iznad smeše jednak je zbiru parcijalnih pritisaka komponenata A i B

Raulovi zakoni prikazani preko dijagrama stanjaPredstavljaPredstavlja zavisnostzavisnost parcijalnogparcijalnog pritiskapritiska kkomponenatomponenat a A i Ba A i B u u gasnojgasnoj fazifazi , ,

odod sastavasastava teteččnene faze,faze, izraizražženeene uu molskimmolskim udelimaudelima ((frakcijamafrakcijama)) komponenkomponente te A, odnosno BA, odnosno B. .

Zavisnost jeZavisnost je pravolinijskapravolinijska

Parcijalni pritisciPA i PB linearno opadaju

sa povećanjem količineone druge komponente

u smeši,a ukupni P dobija se sabiranjem PA i PB

BA PPP +=

A0AA xPP =B

0BB xPP =

DIJAGRAM STANJA ZA SVAKU ISPARLJIVU TEČNOST POSEBNO

APSCISA MOŽE BITI IZRAŽENA OD O DO 1 ILI OD 0% DO 100%, kako se izražava molski udeo

Raulov zakonRaulov zakon:: A0AA xPP =

U označenoj tački:

• Sastav smeše je:

• Parcijalni pritisak A je:

• Parcijalni pritisak B je:

• Ukupni pritisak pare je:

B0BB xPP =

BA PPP +=

Kod idealnih rastvora (smeša):

• a) Pri mešanju komponenata A i B javlja se toplotni efekat

• B) Međumolekulske sile između komponenata A i B su iste kao i između A i A, odnosno B i B

• C) Ukupan pritisak pare jednak je zbiru parcijalnih pritisaka komponenata A i B

• D) Komponenta A utiče na isparljivostkomponente B i obrnuto

Tačno je:

a) Sa povećanjem molskog udela komponente u smeši raste i njen parcijalni pritisak pare

b) Parcijalni pritisak pare neke komponente u smeši jednak je pritisku čiste komponente pomnoženom sa njenim molskim udelom u smeši

c) Ukupan pritisak pare smeše dobija se sabiranjem parcijalnih pritisaka komponenata u smeši

d) Molski udeo se izražava od 0 do 1e) Molski udeo se izražava od 0 do 100%

Prema slici, odgovoriti na pitanja:• Benzen i toluen čine idealnu

smešu DA NE• Veći pritisak pare ima

benzen DA NE• Isparljiviji je benzen DA NE• Pri mešanju benzena i

toluena javlja se toplotni efekat DA NE

• Parcijalni pritisak toluena raste sa povećanjem njegovog molskog udela u smeši DA NE

Komponente idealne smeše mogu se razdvojitiDESTILACIJOM

• Destilacija-metoda za razdvajanje isparljivih komponenata iz smeše

• Komponente se razdvajaju na osnovu različitih tačaka ključanja, odnosno različitih parcijalnih pritisaka

• Tečna smeša se zagreva na temperaturu ključanja, a nastale pare se kondenzuju i skupljaju

• U toku destilacije, u pari ima sve više isparljive komponente, a tečnost postaje bogatija manje isparljivom komponentom

Komponente idealne smeše mogu se razdvojiti DESTILACIJOM

Destilacioni dijagram: zavisnost tačke klju čanja smeše od njenog sastava

Donja kriva – svaka tačka krivepredstavlja sastav tečne smeše (L) na njenoj temperaturi ključanja

Gornja kriva – svaka tačka krive predstavlja sastav pare (G) na istim temperaturama

tA i tB su tačke ključanja čistihkomponenata A i B

LL′-molski udeo komp. A u tečnostiL′G - molski udeo komp. A u pari

G′L-molski udeo komp. B u tečnostiG′G-molski udeo komp. B u pari

U toku destilacije, menjaju se i tačka klju čanjai sastavi te čne i gasne faze

Destilacioni dijagram: zavisnost tačke ključanja smeše od njenog sastava

Različit sastav smeše u tečnosti (20% A i 80%B) i pari (50%A i 50% B) na istoj temperaturi

50%A + 50%B

Тачка кључања раствора сваког састава је ИЗМЕЂУ тачака кључањачистих течности А и В

.Ponavljanje destilacije nekoliko puta- FRAKCIONA DEST ILACIJA

Kolone za frakcionudestilaciju

+

•• jejedan korak ponavlja, tako dan korak ponavlja, tako ššto se teto se teččnost dobijena kondenzovanjem nost dobijena kondenzovanjem izdvojene pare ponovo zagreva do kljuizdvojene pare ponovo zagreva do ključčanja, nova kolianja, nova količčina pare koja je joina pare koja je joššbogatija isparljivijom komponentom opet kondenzuje, ponovo isparbogatija isparljivijom komponentom opet kondenzuje, ponovo isparava, pri ava, pri ččemu teemu teččnost iz koje se para izdvaja ostaje bogatija manje isparljivomnost iz koje se para izdvaja ostaje bogatija manje isparljivom..

komponentomkomponentom..

Šta je prikazano na slici?_______________• Da li višu tačku

ključanja ima A ili B?• Da li veći pritisak pare

ima A ili B?

• Da li je isparljivija A ili B?

• Šta predstavlja donja, a šta gornja linija?Gde su dve faze?

Donja: sastav tečne faze na njenoj t ključanjaGornja: sastav pare na istoj temperaturi

• Kakav je sastav smeše u X?

• Kakav je sastav smeše u Y?

Da li dijagrami odgovaraju jedan drugom?

Zavisnost pritiska pare od sastavaidealne smeše dve te čnosti

Destilacioni dijagram idealne smeše dve te čnosti

Raulov zakon važi samo za idealne!

I verzijaZa idealne (razblažene) rastvore

-čvrsto u tečnomRelativno sniženje napona pare jednako je molskom udelu

rasvorene supstance

II verzijaZa idealne te čne rastvore

– tečno u te čnomParcijalni pritisak pare jedne isparljive komponente u smeši, jednak je pritisku pare čiste komponente pomnožene sa njenim molskim udelom (frakcijom) u smeši

A0AA xPP = B

0BB xPP =

BxP

PP0A

A0A =−

• Smeše (rastvori) kod kojih se međumolekulske sile između konstituenata u rastvoru znatno razlikuju od onih kada su u čistom stanju.

• Odstupanje od Raulovih zakona

Negativno i pozitivno odstupanje - ali i dalje samo jedna faza (potpuno mešljive):• Voda i alkohol• Glicerin i alkohol• Alkohol i aceton• Benzen i ugljentetrahlorid

• Osobine tečnosti (pritisak pare, gustina…) ne pokazuju aditivnost - ne menjaju se linearno u zavisnosti od količine komponente u smeši

• Pri mešanju javlja se toplotni efekat• Pri mešanju komponente menjaju svoju zapreminu: 50 mL vode + 50 mL C 2H5OH= 98 mL smeše

≠

4.1.b) Realne - azeotropske smeše

BABBAA FFF −−− ≠≠≠

4.1.Tečnosti potpuno rastvorljive jedna u drugoj (potpuno mešljive te čnosti)

NEGATIVNO ODSTUPANJE NEGATIVNO ODSTUPANJE Ukupni P je MANJI nego što predviđa Raulov zakon

• Adhezione sile A-B su jačeod kohezionih sila A-A i B-B (smanjena je tendencija A i B da isparavaju)

• Ukupan pritisak pare pokazuje MINIMUM

• A-hloroform B-aceton

• Cl3C-H· · · ·O=C(CH3)2

Isprekidane linije- komponente slede Raulov zakonPune linije - parcijalni pritisci komponenata A i B, kao i ukupan pritisak pare Ptotal


Ukupni P je VEĆI nego što predviđa Raulov zakon

POZITIVNO ODSTUPANJEPOZITIVNO ODSTUPANJE

• Adhezione sile A-B su slabijeod kohezionih sila A-A i B-B.

• Komponente A i B imaju veću težnju za isparavanjem kada su u smeši

• Ukupan pritisak pare pokazuje MAKSIMUM

• A-aceton• B-ugljen-disulfid

Isprekidane linije- komponente slede Raulov zakonPune linije - parcijalni pritisci komponenata A i B, kao i ukupan pritisak pare Ptotal


Zavisnost pritiska pare od sastava smeše idealne i realne smeše

AkoAko jeje FFAA−−AA<<FFAA−−BB>>FFBB−−BB, ,

tetežžnjanja komponenata komponenata ka ka isparavanjuisparavanju u u rastvorurastvorujeje manjamanja negonego u u ččistomistomteteččnomnom stanjustanju--negativnanegativna odstupanjaodstupanjaodod RaulovogRaulovog zakonazakona

AkoAko je je FFAA−−AA>>FFAA−−BB<<FFBB−−BB, ,

tetežžnjanja komponenatakomponenata ka ka isparavanjuisparavanju iziz rastvorarastvorajeje veveććaa negonego u u ččistomistomteteččnomnom stanjustanju --pozitivnapozitivna dstupanjadstupanja odod

Raulovog zakonaRaulovog zakona

Idealne smešeFFAA−−AA==FFAA−−BB==FF BB−−BBUkupan pritisakUkupan pritisak

jednak zbirujednak zbiruparcijalnih pritisakaparcijalnih pritisaka

PPAA i Pi PBB


Destilacioni dijagrami- zavisnost tačke ključanja smeše od njenog sastava


Idealna smeša Realna smeša

Pozitivno odstupanje Negativno odstupanje

AZEOTROPSKA SMEŠASmeša tačno definisanog molskog odnosa komponenata

sa najnižom ili najvišom tačkom ključanja.Ima isti sastav u tečnoj i gasnoj fazi - liči na jedinjenje, ali nije.

P

T

P

T

Sastav smeše Sastav smeše

REALNE

SMEŠE

AZ AZ

4.1.Tečnosti potpuno rastvorljive jedna u drugoj (potpuno mešljive te čnosti

Pozitivno odstupanje odRaultovog zakona

Negativno odstupanje od Raultovog zakona

Etanol i voda čine azeotropsku smešu sa minimumom tačke ključanja u kome je

procenat etanola: 95,6%

Etanol ključa na 78.4°C, voda ključa na 100°C, azeotropska smeša na

78.2°C, što je niže od tačke

ključanja obe čiste komponente

Prema slici, prikazano je:a) pozitivno odstupanje od Raulovog zakonab) negativno odstupanje

a) ordinata predstavlja temperaturu ključanja

b) apscisa predstavlja sastav smešec) smeša se sastoji od dve isparljive

komponented) CS2 ima veći pritisak pare od acetonae) CS2 je isparljiviji od acetona

a) CS2 povećava tendenciju acetona kaisparavanju i obrnuto

b) CS2 smanjuje tendenciju acetona ka isparavanju i obrnuto

Prema slici, zaokružiti tačna tvrđenja

a) Ordinata predstavlja pritisak pareb) Apscisa predstavlja sastav smešec) Komponente A i B predstavljaju

idealnu smešud) Sile A-A jače su nego A-Be) Komponente imaju manju težnju ka

isparavanju kada su u smešif) Ukupan pritisak pare veći je nego što

predviđa Raulov zakong) Azeotropsku smešu čini smeša

sastava: 50% A i 50% Bg) Azeotropska smeša ključa na višoj

temperaturi od A i B

Koji je destilacioni dijagram idealne smeše?Obeležiti azeotropsku smešu

Za azeotropsku smešu važi:

• a) sastav tečne i gasne faze je različit• b) može se razdvojiti destilacijom• c) može se razdvojiti frakcionom

destilacijom• d) predstavlja jedinjenje• e) ključa u nepromenjenom sastavu

Azeotropsku smešu čini smeša etanola i vode gde je procentni sastav etanola

a) 70%b) 95,6%c) 98%d) bilo koji procenat

Ova azeotropska smeša je • a) sa minimalnom • b) sa maksimalnom tačkom ključanja

Na slici je prikazana zavisnost pritiska pare od ____

• 1. Koji grafik se odnosi na idealne smeše?

• 2. Na kom grafiku je prikazano negativno odstupanje od Raulovih zakona?

• 3.Gde je veća tendencija komponenata da isparavaju kada su u smeši?

• 4. Gde su osobine komponenata aditivne?

4.2. Te4.2. Teččnosti deliminosti delimi ččno no rastvorljive jedna u drugojrastvorljive jedna u drugoj

• Mogu se potpuno mešati ili potpuno ne mešati, u zavisnosti od molskog odnosa komponenata (molske frakcije) i temperature.

3 primera:• Voda i fenol• Voda i trietilamin• Voda i nikotinFaznim dijagramima prikazan je uticaj

temperature i molskog udela komponenti na mešljivost (zavisnost temperature od sastava smeše).

Primer 1: voda i fenol

Izvan krive-homogen, jedna fazaIspod krive- heterogen, dve faze

tK – gornja kriti čna temperatura

Primer 2: voda i trietilamin Primer 3: voda i nikotin

Uzajamna rastvorljivostkomponenata opada sa porastom temperature.

Donja kriti čna temperatura (18,5°°°°C) ispod koje se komponente mešaju u svim odnosima

Delimi čna rastvorljivostkomponenata u određenom intervalu temperatura.

Dve kriti čne temperature:Donja: 61 °°°°CGornja: 210 °°°°C

4.3. Tečnosti potpuno nerastvorljive jedna u drugoj

Mutna te čnost-stajanjem se obrazuju dva sloja

• Slabe sile privlačenja između A i B• Ukupan pritisak pare smeše jednak je zbiru

pritisaka para komponenata kad nisu u smeši.

0B

0A PPP +=

Pošto je P uvek ve će od P0A i P0

B, biće i tačka klju čanjasmeše niža od tačaka klju čanja pojedinih

komponenata.

Tačka ključanja ostaje konstantna dok smeša ne ispari.

BA PPP +=

destilacijom vodenom parom• Destilacija supstanci

koje imaju visoku tačkuključanja na kojoj bi se termički razložile.

• U prisustvu vode, ovesupstance se destilišu na mnogo nižoj temp. od svoje tačkeključanja.

• Za dobijanje PARFEMA(etarskih ulja iz biljaka)

Voda ključa na 100°CBrombenzen ključa na 155°C

Smeša vode i brombenzena ključa na 95 °C

0B

0A PPP +=

4.3. Tečnosti potpuno nerastvorljive jedna u drugoj mogu se razdvojiti

Aparatura za destilaciju vodenom parom

•• U smeU smešši od nemei od nemeššljivih ljivih teteččnosti svaka tenosti svaka teččna na komponenta komponenta zzadradržžava svoj ava svoj napon parenapon pare kao da je sama;kao da je sama;ukupan napon pare smeukupan napon pare smešše e je je zbir zbir ppojedinaojedinaččnih napona nih napona pare pare ččistih teistih teččnosti koje nosti koje ččine ine smesmeššu. u.

•• SSmemešša kljua ključča kada ukupan a kada ukupan napon pare dostigne napon pare dostigne atmosferski pritisakatmosferski pritisak; ; tataččka ka kljuklju ččanja smeanja sme šše e ćće biti nie biti ni žža a od taod ta ččki kljuki klju ččanja bilo koje anja bilo koje komponentkomponent ee pojedinapojedina ččnono ..

•• U destilatu se dobijaju dU destilatu se dobijaju dve ve faze (vodena i organska)faze (vodena i organska), , koje se lako odvajaju. koje se lako odvajaju.

0B

0A PPP +=

H2O100oC

Na slici je prikazana aparatura:

• a) za destilaciju• b) za frakcionu destilaciju• c) za destilaciju vodenom

paromU odnosu na običnu

destilaciju, aparatura za frakcionu destilaciju ima i

KOLONU ZA FRAKCIONU DESTILACIJU

Na slici je prikazana aparatura:

• a) za destilaciju• b) za frakcionu destilaciju• c) za destilaciju vodenom parom

Na slici su prikazani dijagrami stanja:

a)Tečnosti potpuno rastvorljive jedna u drugojb) Tečnosti delimično rastvorljive jedna u drugojc) Tečnosti potpuno nerastvorljive jedna u drugoj

Gde je jedna, a gde su dve faze?

Na vežbama iz organske hemije:

H2O

100oC

PREČIŠĆAVANJE BENZALDEHIDAključa na 178oC

Princip: Nečistoća (benzojeva kiselina prevedena u svoju so sa NaOH) je neisparljiva,

Benzaldehid i voda= smeša koja ključa na temperaturi nižoj od 100oC

Destilat - dve faze (voda i benzaldehid)

1- idealne smeše dve tečnosti2 - realna smeše dve potpuno mešljive tečnosti

3- smeša dve delimično mešljive tečnosti4- smeša dve potpuno nemešljive tečnosti

Sve međumolekulske sile (A -A, B-B i A-B) su iste jačine____Parcijalni pritisak pare jedne komponente linearno opada sa

povećanjem molskog udela druge komponente u smeši____Smeša vode i etanola___Smeša benzena i toluena____Smeša određenog sastava predstavlja azeotropsku

smešu____Smeša vode i ulja____Mogu se razdvojiti destilacijom vodenom parom____Mešaju se u određenom opsegu temperatura i koncentracija__

Rezime:1.Rastvaranje gasne u gasnoj fazi – Daltonov zakon2. Rastvaranje gasne u te čnoj fazi- Henrijev zakon3. Rastvaranje čvrste u te čnoj fazi- Raulov zakon

razblaženih rastvora : Pritisak pare iznad rastvora manji je od pritiska pare iznad rastvarača.

Sniženje pritiska pare, krioskopija i ebulioskopija, osmotski pritisak-koligativne osobine ( zavise samo od koncentracije, a ne od prirode supstance)

4. Rastvaranje te čne u tečnoj fazi4.1.Tečnosti potpuno rastvorljive jedna u drugoj

a) Idealne smeše- podležu Raulovom zakonuDestilacija i frakciona destilacija

b) Realne, azeotropske smeše – pozitivno i negativno odstupanje od Raulovog zakona

4.2.Te4.2.Teččnosti deliminosti delimi ččno rastvorljive jedna u drugojno rastvorljive jedna u drugoj4.3.Tečnosti potpuno nerastvorljive jedna u drugoj

Destilacija vodenom parom

rastvori

Documents