Гетерогенные равновесия в аналитической химии.

Содержание
1. Введение
2. Гетерогенные равновесия
Правило фаз Гиббса
Фазовые равновесия
Системы газ – жидкость
Теоретические тарелки
Системы твердое вещество – жидкость
Растворимость и произведение растворимости
Система жидкость – жидкость
Система газ – твердое вещество
Список используемой литературы

Если предположить, что растворенное вещество полностью диссоциировано (сильные электролиты, соли и т.д.), то двухфазная система может быть описана следующим равновесием, в котором хлорид натрия взят как за пример сильного электролита:
{NaCL} ↔ Na+ + CL-
Соответствующая константа равновесия определяется следующим образом: K = [Na+ ] [CL- ] / [{NaCL}]
Активность чистой твердой фазы всегда равна единице по определению. В результате этого упрощения получаем соотношения, известное как произведение растворимости:
Кsp = [Na+ ] [CL- ]
Если заряды ионов неодинаковы, соответствующие уравнения становятся более сложными. Для соли общего состава МаВb, диссоциирующей в водном растворе на а молей ионов Ма+ и b молей ионов Вb- , при осаждении устанавливается следующее равновесие: { МаВb } ↔ а Ма+ + Вb- (равновесие осаждения), а произведение растворимости определяется как
Кsp = [Ма+ ]a[Вb- ]b
В условиях полной диссоциации и при отсутствии в исходной водной фазе катионов Ма+ и анионов Вb- каждый моль растворенной соли дает а молей катионов и b молей анионов. Растворимость s, выраженная в молях твердой фазы на литр раствора, связана с концентрацией ионов Ма+ и Вb-:
[Ма+ ] = as и [Вb- ]b = bs, где s выражено в моль/л. Произведение растворимости может быть определено как
Кsp = [Ма+ ]a[Вb- ]b = (as)a(bs)b = aabbsa+b
Откуда получаем:
S=( Кsp)1/(a+b)/ aabb.
Растворимость s не является термодинамической величиной, однако произведение растворимости – термодинамическая характеристика гетерогенного равновесия при условии, что используются надлежащие концепции активности. На растворимость и произведение растворимости твердого вещества влияют изменение температуры, размеры частиц, комплексонообразование.
Система жидкость – жидкость
В двухфазной системе, состоящей из двух несмешивающихся жидких фаз, химическое вещество распределяется в соответствии с его относительной растворимостью в индивидуальных фазах. Этот процесс называется жидко-жидкостной экстракцией или просто жидкостной экстракцией. Распределение растворенного вещества S, находящегося в равновесии между одной фазой и органическим растворителем, может быть описано уравнением: S (aq) ↔ S (орг).
Такие системы описываются константой равновесия:
KD = S (орг)/ S (aq) = [S]2/[S]1,
где KD – реальная константа распределения.
Реальная константа распределения определяется в соответствии с выражением: KD = [HA]орг/ [HA]aq. В практике используют отношение общих концентраций растворенного вещества в каждой из фаз распределительного равновесия, называемого коэффициентом распределения Dc:
Dc = [общая концентрация всех форм HA]орг/ [общая концентрация всех форм НА]aq
Система газ – твердое вещество
Твердые поверхности связывают молекулы газов, с которыми контактируют. Этот процесс называется адсорбцией. Обратный процесс называется десорбцией. Количество адсорбированного газа выражается как объем адсорбированного газа при стандартных температуре и давлении, а распределение химического вещества между твердой и газообразной фазами описывается изотермами адсорбции, представляющими собой график зависимости объема адсорбированного газа от его парциального давления. Адсорбция газов на твердых носителях используется при аналитическом определении загрязняющих и опасных веществ в воздухе и для пробоотбора в системах очистки и фильтрации.
Список используемой литературы
Аналитическая химия: Проблемы и подходы. Т1. / Под ред. Р.Кельнер, Ж.-М. Мерме, М.Отто, Г.М. Видмер. – М.: «Мир», «АСТ», 2004. – 608 с.
Аналитическая химия: Учебник для сред. спец. учеб. заведений / С.К. Пискарева, К.М. Барашков, К.М. Ольшанова. – 2-е изд., перер. и доп. – М.: Высшая школа, 1994.- 384 с.
Герасимов Я.И. Курс физической химии – М.: «Химия», 1964. – 624 с.
Харитонов Ю.Я. аналитическая химия. – М.: Высшая школа, 2005. – 615 с.
Герасимов Я.И. Курс физической химии – М.: «Химия», 1964. – с 261.
Там же с 262.
Аналитическая химия: Учебник для сред. спец. учеб. заведений / С.К. Пискарева, К.М. Барашков, К.М. Ольшанова. – 2-е изд., перер. и доп. – М.: Высшая школа, 1994.- с 36
Аналитическая химия: Проблемы и подходы. Т1. / Под ред. Р.Кельнер, Ж.-М. Мерме, М.Отто, Г.М. Видмер. – М.: «Мир», «АСТ», 2004. – с 187
Там же с 189.
Харитонов Ю.Я. аналитическая химия. – М.: Высшая школа, 2005. – с 134
Аналитическая химия: Проблемы и подходы. Т1. / Под ред. Р.Кельнер, Ж.-М. Мерме, М.Отто, Г.М. Видмер. – М.: «Мир», «АСТ», 2004. – с 193
Аналитическая химия: Проблемы и подходы. Т1. / Под ред. Р.Кельнер, Ж.-М. Мерме, М.Отто, Г.М. Видмер. – М.: «Мир», «АСТ», 2004. – с 205
4