1 мавзу Кириш. Физик кимёвий тахлилнинг асосий тушунчалари

2-мавзу.Учламчи системалар диаграммалари асосида график хисоблар
Учламчи системалар диаграммалари асосида график хисоблар олиб боришда хам юқорида иккиламчи диаграммаларга қўлланилган хисоблаш усулларидан фойдаланилади. Аммо учкомпонентли системаларни тасвирлаш усули (тўғрибурчакли ёки учбурчакли координаталар системасида) ва система таркибини ифодалаш хамда хисоблаш усули бирқанча ўзига хос томонларга эга.
Учбурчакли диаграммада Скрейнемакерс усулида ифодалаганда (туз концентрацияси маълум миқдордаги сувга нисбатан граммларга ёки молларда ифодаланган) сувсиз қаттиқ фаза фигуратив нуқтаси чексизликка интилади. Шунинг учун бундай диаграммаларга рычаг қоидаси муайян холлардагина ўринли, масалан кристаллогидратларни эришти ёки эритмаларни аралаштирни хисоблаганда.
Моддий баланс тузиш усули ва ўзгармас компонентлар асосида хисоблашлар эса кенг куламли бўлиб, диаграммани ифодалаш усулидан қаттий назар қўлланилиши мумкин.
2.1. Учбурчакли координаталар системасида тасвирланган учламчи системалар диаграммалари бўйича хисоблар
Масала 10. 5% NaCI, 20% KCI ва 75% Н₂О бириктирган эритма 100⁰С да бўғлатилди. Бу жараёнда энг куп КС1 ажратиб олиш мумкин бўлган холатни, ва бунинг учун бўғлатиш керак бўлган сув миқдорини аниқланг.
Ечиш. NaCI – KCI – H₂O системасининг 100⁰С даги эрувчанлик изотермасида дастлабки эритма таркибини фигуратив нуқтаси (Д) ни киритамиз. (5 расм). Эритмадан сув бўғланиши билан уни таркиб фигуратив нуқтаси Аk бўғланиш нур бўйича силжийди. d нуқтада суюқ фаза KCI га нисбатан тўйинади, бўғлатиш давом эттирилса суюқ фаза таркиби dE чизиқ бўйлаб ўзгаради. Чунки Е нуқтагача қаттиқ фазага фақат КС1 ажралиб чиқади. Е нуқтада эритма КС1 билан бир қаторда NaCI га хам тўйинади. Шунинг учун бўғлатиш давом эттирилса КС1 билан бир қаторда NaCI хам қаттиқ фазага ажралиб чиқа бошлайди

Расм- 5. NaCI-KCI-H2O система-сини 100^0С даги изотермик эрувчанлиги.

Шундай қилиб КС1 ни чўкмага энг куп ажралиб чиқиши, эритмани охирги Е таркибига мувофиқ келади. Бу холда эса қаттиқ фаза таркиби В нуқтада, системани таркиби эса f нуқтада бўлади. Хисобни бажариш учун диаграммадан Е нуқтадаги эритма таркиби топилади: 16,85% NaCI, 21,75% KCI ва 61,40% Н2О. Вазифани 3 усул билан ечамиз: Хисоб 100кг дастлабки эритмага нисбатан олиб борилади.

2.1.1. Ўзгармас компонентлар асосида ечим. . Бўғлатиш даврида қаттиқ фазага фақат КС1 тушади, NaCI эса эритмада ўзгармасдан қолади (5 кг).
Бундан фойдаланиб охирги Е таркибли эритмадаги КС1 ва Н₂О ни абсолют миқдорини топишимиз мумкин;
100 кг Е эритмада 16,85кг NaCI + 21,75 кг КС1 + 61,40 кг Н₂О бор. 100 кг дастлабки эритма Е таркибгача бўғлатилгандан сунг 5кг NaCI + Xкг КС1+ Yкг Н₂О қолди.
Шундай қилиб, бўғлатилгандан сунг Е эритма таркибида:
Х = 5 = 6,45 кг КС1

Y = 5 = 18,2 кг Н₂О бўлади.Бўғлатилган сув миқдори 75-18,2 = 56,8 кг.

Қаттиқ фазага ўтган КС1 миқдори 20-6,45 = 13,55 кг.
Қолган эритма миқдори
5кг NaCI + 6,45кг KCI + 18,2 кг Н₂О = 29,65кг.
2.1.2. Рычаг қойдаси асосида ечиш.
Дастлабки D система бўғлатилгандан сўнг иккита қисимга ажралади: Бўғлатилган сув А ва қолган система (Е таркибли эритма + чукма).
Рычаг қоидасига асосан
Бўғланган сув миқдори = Df
дастлабки Д система миқдори fA
Df ва fA кесимларини линейка билан улчаш ёки уларни учбурчак томонларидан бирига проекциясини олиш билан (иккаласи хам ўринли чунки кесим проекцияси уни узунлигига муқобил бўлади) қўйидагини топамиз.
Df = 46-20 = 0,568.
fA 46

Бу ердан 100 кг эритмадан бўғланадиган сув миқдори.

100*0,568 = 56,8кг
Қоладиган f система миқдори (Е эритма + қаттиқ КС1)
100 – 56,8 = 43,2 кг
Қоладиган f система икки қисимдан иборат: тўйинган эритма ва КС1 чукмаси (В нуқта).
Рычаг қоидасига асосан
қаттиқ фаза = Ef = KCI чукмаси миқдори
эритма Bf Е таркибли эритма миқдори
кўрсатилган кесмаларни ўлчаб, топамиз
fE = 0,457
fB
Бундан чўкмага ажралиб чиқувчи KCI миқдори

2.1.3. Жараённинг моддий баланс тенгламалари ёрдамида ечиш
Бўғланиш жараёнининг моддий баланси тенгламасини тузамиз. 100 кг D эритма = Хкг KCI + YкгH₂O + ZкгЕ эритма.
Бу тенгламага дасталбки ва охирги эритмалар таркибини қўйиб қўйидагини оламиз.
5кг NaCI + 20кгKCI + 75кгН₂О = ХкгКС1 + УкгН₂О + Z(16,85%NaCI + 21,75%KCI + 61,40%H₂O).
Хар бир компонентлар учун тегишли тенгламалар тузамиз:
NaCI бўйича 5 = 16,85Z
KCI бўйича 20 = Х + 21,75Z
H₂O бўйича 75 = У + 61,40Z
Бу тенгламаларни ечиш билан қўйидагиларни топамиз Х = 13,55; У = 56,84; Z = 0,2955.
Шундай қилиб D таркибли 100кг эритмани бўғлатганда 56,8 кгН₂О бўғланади, 13,55 кг КС1 чўкмага тушади ва Е таркибли 100*0,2965 = 29,65кг эритма қолади.