Układy jednoskładnikowe dwufazowe

T

1

p

o

V

o

p

1

V

1

p

2

V

2

p

2

V

3

p

2

V

4

p

3

V

5

p

o

< p

1

< p

2

< p

3

T

2

p

o

V

o

p

1

V

1

p

2

V

2

p

3

V

3

p

3

V

4

p

4

V

5

p

o

< p

1

< p

2

< p

3

< p

4

T

3

p

o

V

o

p

1

V

1

p

2

V

2

p

3

V

3

p

4

V

4

p

5

V

5

p

o

< p

1

< p

2

< p

3

< p

4

< p

5

Zachowanie tych układów można przedstawić
w postaci zależności: p = F(V)

p

V

T

3

T

2

T

1

<

T

2

<

T

3

T

1

Temperatura krytyczna – powyżej tej
temperatury nie można skroplić gazu

Prężność pary nad
cieczą

Para nasycona

Para
nienasycona

p

T

k

NH

3

132

0

C

O

2

-119

0

C

CO

2

31.2

0

C

H

2

O

374

0

C

Wartości temperatury krytycznej wybranych
substancji:

Para
wodna

Ciekł
awod
a

Ciśnienie krytyczne

-to ciśnienie, pod którym gaz ulega skropleniu,

gdy jego temperatura jest równa temperaturze
krytycznej.

Wybrane substancje z ich wartościami ciśnienia
krytycznego :

Substanc

ja

Ciśnienie krytyczne

(atm)

NH

3

111.5

O

2

49.7

CO

2

73.0

H

2

O

217.7

T



k

Krzywa gęstości pary i
cieczy

PROPAN
•barwa: bezbarwny
•temperatura topnienia: -167,7°C
•temperatura wrzenia: -42,07°C
•gęstość: gazu- 1,97 g/dm

3

w temp. 0°C,

cieczy- 0,58 g/dm

3

w temp. -42,05°C

•prężność gazu: 0,83 MPa w temp. 20°C
•gęstość gazu względem powietrza: 1,55
•rozpuszczalność w wodzie: 6% obj. w

temp.17,8°C
•rozpuszcza się w alkoholu etylowym

•PROPAN-BUTAN
•stan fizyczny: gaz
•barwa: bezbarwny
•temperatura topnienia: -187,7°C do -105°C
•temperatura wrzenia: -42,07°C do +6°C
•gęstość: gazu- 1,97 kg/dm

3

w temp. 0°C, cieczy-

0,58 kg/dm

3

w temp. -42,05°C

•prężność: gazu - 0,1 MPa w temp. -15°C, 2,55 MPa
w temp. 70°C

•gęstość gazu względem powietrza: 1,55 do 2,05
•rozpuszczalność w wodzie: 6% obj. w temp.
17,8°C

•rozpuszcza się w alkoholu etylowym

Fizykochemiczne właściwości wybranych

fluorowęglowodorów stosowanych w pojemnikach

aerozolowych

Schematyczny widok
działania pompy
infuzyjnej
umieszczonej pod
skórą pacjenta w celu
ciągłego
i bezpośredniego
dozowania leku do
żyły.

Górny rysunek –
dozowanie leku do
żyły.

Dolny rysunek –
napełnianie pompy
nową porcją leku.

P.J. Blackshear, T.H. Rhode w
Controlled Drug Delivery, vlo. 2,
Clinical Applications, Boca
Raton, Fl, CRC Press s. 11.

p

T

CHCl

3

CCl

4

H

2

O

ln p

1 / T

CHCl

3

CCl

4

H

2

O

Zależność prężności pary niektórych

rozpuszczalników

od temperatury

p

T

D

A

B

C

Dla niektórych ciał stałych prężność pary nasyconej
osiąga wartość ciśnienia atmosferycznego w
temperaturze niższej od temperatury topnienia.

Prężność pary nad cieczą i
ciałem stałym

V

T

H

dT

dp

par







2

RT

H

p

dT

dp

par





2

ln

RT

H

dT

p

d

par





Równanie Clausiusa -
Clapeyrona

K

1

= p

1

/ p

o

, K

2

=

p

2

/ p

o

Para nasycona

const

RT

H

p

p









1

0

1

303

,

2

ln



















2

1

1

2

1

1

303

,

2

ln

T

T

R

H

p

p

const

RT

H

p

p









2

0

2

303

,

2

ln

Zależność prężności pary ibuprofenu od

temperatury (1/T)

Prężność pary (w temp. 20 i 40

o

C) i czas

parowania wybranych cytostatyków o różnej

średnicy cząstek

Zależność prężności pary wybranych

cytostatyków

od temperatury (1/T)

Przykład:

Współczynnik kierunkowy zależności log p =
f(1/T) dla metamfetaminy jest równy –2,727•10

3

K. Oblicz molową entalpię parowania tego
związku.

Nachylenie = -ΔH

par

/ 2,303 R = 2,727 • 10

3

K

ΔH

par=

= -2,727*10

3

• 8,314

= -52,2 • 10

3

J mol

-1

T

cza
s

T

cza
s

T

w

T

t

T

s

T

k

Krzywe ogrzewania i
chłodzenia:

Krzywa chłodzenia z efektem
przechłodzenia

T

cza
s

Wpływ ciśnienia na temperaturę krzepnięcia
(topnienia)

p

T

p

T

Ciało
stałe

Ciecz

Ciało
stałe

Ciecz

p

273,16
T

611
Pa

Ciało
stałe

Gaz

Ciecz

Wykres fazowy
wody:

Układy jednoskładnikowe
trójfazowe

p

273,16
T

611
Pa

Ciało
stałe

Gaz

Ciecz

Wykres fazowy
wody:

k –
punkt
krytycz
ny

Płyn w
stanie
nadkrytyczny
m

p

273,16
T

611
Pa

Normalna temp.
krzepnięcia

Normalna temp.
wrzenia

1
atm

Wykres fazowy
wody:

Reguła faz
(Gibbsa):

f

+ s = n

+ 2

f - liczba faz

s – liczba stopni
swobody

n – liczba składników

W układzie znajdującym się w stanie
równowagi suma liczby faz i liczby
stopni

swobody

jest

o dwa większa od liczby składników
układu

W fazie pojedynczej układ jednoskładnikowy ma
dwa stopnie swobody:

s = 1 –1 + 2 =
2

Układ jednoskładnikowy i dwufazowy ma jeden stopień
swobody:

s = 1 – 2 + 2

= 1

Układ trójfazowy jednoskładnikowy ma zero stopni
swobody:

s = 1 – 3 + 2 =
0

Dla układu, w którym liczba składników wynosi dwa
(n = 2), np. chlorek amonowy i woda. Otrzymany
wówczas:

f + s = 2 + 2 = 4

dla f = 1, s = 3

f = 2, s = 2

f = 3, s = 1

f = 4, s = 0

Dla układów skondensowanych regułę faz Gibbsa
można zapisać równaniem:

f + s = n + 1

p

217 K 304
K T

5,11*10

5

Pa

Ciało
stałe

Gaz

Ciecz

72,8*10

5

Pa

k

Wykres fazowy dwutlenku
węgla