1 мавзу Кириш. Физик кимёвий тахлилнинг асосий тушунчалари

Масала 2. 15т 25% -ли КСI (46% ли NaNO₃) эритмаси 100⁰С дан 0⁰С гача совитилганда,қаттиқ фазага ажралган туз миқдорини аниқланг.
KCl- H₂O нинг фазовий диаграммасига берилган 100⁰С даги 25% ли КСI эритма фигуратив нуқтаси (а)ни киритамиз. Бу нўқта орқали вертикал совиш чизиғини ўтказамиз. Бу KCI эрувчанлик эгри чизиғни в нуқтада кесиб ўтади. В нўқтадан пастда қаттиқ фазада КС1 кристаллари ажралиб чиқади. Системани таркиби О⁰С да (е) нўқтагача харакатланади.
Суюқ фазани таркиби d нўқтага, қаттиқ фазани таркиби Д фигуратив нўқтага мос келади.
Диаграммадан d нўқтадаги эритма таркибини аниқлаймиз: 21% КС1 ва 79%, Н₂О.
Ричаг қоидасига асосан :
Қаттиқ фаза миқдори = ed = 25-21 = 0,053
Суюқ фаза миқдори eD 100-25

Қаттиқ фазага ажралиб чиқадиган КС1 миқдорини Х билан белгилаймиз (т); суюқ фаза миқдорини эса – 15-Х (т).

У холда,


х = 0,053 х=0,755 т.
15-х
NaNO₃-Н₂О диаграммаси учун хам худди шу усулда олиб борилади.
Мустақил ишлаш учун топширик: куйидаги бинар системаларнинг эрувчанлик диаграммасини чизинг. Ушбу системалардаги тузларнинг 30т 20% ли эритмасини 100⁰С дан 0⁰С гача совитилгандаги ажралиб чиққан қаттиқ фаза миқдорини хисобланг.
КС1 – Н₂О системасининг эрувчанлиги.

T,^0C	0	-5	-8	20	100
KCl, %	0	10	18,5 0	25	35

NaNO₂ – Н₂О системасининг эрувчанлиги

Т,^0С	0	-5	-10	-19,5	-9	-51	+20	+40
NaNO2, %	0	10	15	28,1	35	41,7	43	48

NaNO₃ – Н₂О системасининг эрувчанлиги

Т,^0С	0	-10	-17,4	0	+20	+40
NaNO3, %	0	23	38,2	43	50	53

Вариант	система	m, т	концентрация	t1,^0C	t2, ^0C
1	NaNO2 – H2O	50	30	90	0
2	NaNO2 - H2O	70	35	95	-3
3	NaNO3 - H2O	60	20	100	4
4	NaNO3 - H2O	100	40	98	10
5	NaNO3 - H2O	140	70	110	12

Масала 3. 15т. 46%-ли NaNO₃ эритмаси 100⁰С да тўйингунча буғлатилди.Буғлатилган сув миқдорини топинг.
Ечиш: 100⁰Сда 46%-ли NaNO₃ эритмасига тўғри келувчи а нуқта орқали, токи NaNO₃ ни эрувчанлик эгри чизиғини К нуқтада кесишгунча горизонтал чизиқ ўтказамиз (изотермик буғлатиш нури). Бу нуктада NaNO₃ эритмаси тўйинган бўлади ва буғлатиш давом эттирилса нитрий нитрат кристаллга тушади. (илова 1-расм)
Қўрилаётган системани икки таркибий қисимга ажратиш мумкин:буғланган сув (q нуқта) ва тўйинган эритма (к нуқта).
Эритмани к нуқтадаги таркиби 62% NaNO₃ ва 38% Н₂О.
Ричаг қоидасига биноан:
Буғланган сув миқдори = ак = 62-46= 0,348.
Қолган эритма миқдори аq 46-0

Буғланган сув микдорини –у (т) билан белгилаймиз;

Қолган эритма миқдорини эса –15 –у (т). У холда.
У = 0,348; у= 3,87 т Н₂О.
15-у
Мустақил ишлаш учун топшириқ: 1 масаладаги вариантлар бўйича.
Масала 4. Таркибида 95% NaNО₃ ва 5% эримайдиган механик қўшимчали туздан сувсиз нитрат натрийни циклик қайта кристаллаш жараёнини хисоби.

Расм -2.KNO₃-H₂O политермаси

Жараён қуйидаги тартибда олиб борилади:

NaNO₂ нинг 100⁰C даги туйинган эритмаси 20⁰С гача совитилади, хосил бўлган кристаллар центрифуга ёрдамида ажратилади ва таркибида 97% NaNO₂ ва 3% гигроскопик суви бўлган қаттиқ фаза махсулот сифатида ажратилади; эритма фильтрат эса 100⁰С гача қиздирилади ва тозаланиш керак булган янги NaNO₂ билан туйинтирилади, шундан сунг эритмадан механик кушимчалар ажратилади ва тозаланган эритма яна 20⁰С гача совитилади. NaNO₂-Н₂О системасининг фазовий диаграммасида, NaNO₂ ни 100⁰С да туйинган эритмаси таркибини курсатувчи фигуратив нукта N курсатилган (илова 2-расм).Бу эритмани 20⁰С гача совитганимизда системани фигуратив нуктаси таркиби N₁ нуктага силжийди. Бунда суюқ фаза m қаттиқ фаза Д билан мувозанатда бўлади. Хосил бўлган суспензиядан центрифуга ёрдамида қаттиқ фазани ажратганимизда 100% ли NaNO₂ эмас балки таркибида 97% NaNO₂ ва 3% сув бўлган намли кристаллар ажратиб олинади. Махсулот таркиби графикда F нуктада кўрсатилган.
Диаграмма асосида N ва m нукталардаги эритма таркибини топамиз.
N эритма - 60% NaNO₃ ва 40% Н₂О
m эритма – 44% NaNO₃ ва 56% Н₂О
Ричаг коидаси буйича :
Махсулот F микдори = m N¹ =__60- 44 = 16 = 0,302
Суспен N¹ микдори m F 97-44 53

m эритма микдори N¹ F = 97- 60 = 37 = 0,698

N¹ суспензия микдори m F 97-44 53

Хисобни 1000кг N эритма учун олиб борамиз. 100⁰Сда туйинган 1000кг N эритма 20⁰С гача совитилганда (97т.NaNO₃ + 3%Н₂О) таркиби куйидагича махсулот олинади.

1000 · 0,302 = 302кг.
Шу холда,
NaNO₂ 302·0,97 = 292,94 кг.
Н₂О 302 · 0,03 = 9,06 кг.
20⁰С да туйинган колдик эритма m
1000· 0,698 = 698кг.
m эритмани 100⁰С гача иситилганда система фигуратив нуқтаси туйинмаган эритма сохасида жойлашган М нуктагача силжийди. Махсулот билан кетган сувни ўрнини тўлдириш учун М таркибли эритмага 9,065 кг сув кўшилади. Натижада 698 + 9,06 = 707,06 кг М₁ эритма оламиз.
M₁ эритма таркибидаги NaNO₂ миқдори:
(1000*0,60 – 292,94)· 100 = 43,43%
707,06
100⁰С да туйинган N таркибли эритма олиш учун, М₁ эритмага NaNO₂ кристалларидан қўшиш керак.
NaNO₂ кристаллари эритмага ўтмайдиган фақатгина механик қўшимчалар билан ифлосланган бўлганлиги учун қўшиладиган сувсиз тузнинг фигуратив нўқтаси диаграммада S нукта билан белгиланади. NaNO₂ кристалларини М₁ эритмадаги изотермик эрувчанлик нури, бирлаштирувчи тугри чизик коидасига биноан S M₁, чизигига мос келади.
Ричаг коидасига асосан :
Эритиладиган NaNO₂ крис. микдори =M₁N₁ = 60 – 43,43 =16,57 = 0,414
М₁ эритма микдори N S 100 – 60 40

Бунда М₁ тарикбли 707,06кг. эритмада эритиш керак бўлган NaNO₂ кристаллари миқдори келиб чиқади.

707,06*0,414=292,72кг
5% механик қўшимчалар билан ифлосланган туз миқдори эса 292,72  0,95 = 308,13кг. Ишлаб чиқаришни бошлаш учун зарур бўлган 1000кг дастлабки эритма тайерлаш учун, механик қўшимчали NaNO₃ дан ва сувдан куйидагича миқдорда олиш керак:
NaNO₂ 100 0,60 = 631,58 кг
0,95
Н₂О 1000  0,40 = 400 кг