Міністерство охорони здоров'я України
Вінницький національний медичний університет ім.М.І.Пирогова
ФІЗИЧНА І КОЛОЇДНА ХІМІЯ
Конспект лекцій
для студентів 2-го курсу денного відділення
фармацевтичного факультету
5. ФАЗОВІ ДІАГРАМИ СИСТЕМ З ДВОХ КОМПОНЕНТІВ.
ЕКСТРАКЦІЯ
м. Вінниця, 2004 р.
1 (За навчальним посібником «Фізична і колоїдна хімія» под ред. Кабачного В.І., Харків, Прапор, 1999)
ФАЗОВІ ДІАГРАМИ СИСТЕМ З ДВОХ КОМПОНЕНТІВ Двокомпонентними, або бінарними, називають фізико-хімічні системи, до
складу яких входять два компоненти. Це можуть бути як прості речовини, так і різні хімічні сполуки. Співвідношення між компонентами може в значній мірі впливати на влаcтивості системи, тому для визначення її стану потрібно задавати такі параметри, як р, Т, с1, с2, де с1 та с2 — концентрації компонентів системи. Рівняння стану двокомпонентної системи має вигляд:
f(P,Т, с) = 0.
Взагалі таке рівняння занадто складне, а діаграма стану має бути побудована у координатах р, Т, с, тобто це повинна бути просторова діаграма – що незручно для користування. Тому роблять спрощення – вважають сталим тиск, або температуру, або концентрацію. Наприклад, конденсовані системи мають невеликий тиск насиченої пари, і зовнішній тиск істотно не впливає на їх властивості. Тому відкидають одну (пароподібну) фазу та вплив одного із зовнішніх факторів (p). При цьому в рівнянні, яке виражає правило фаз, і ліва, і права частини зменшуються на одиницю
С + Ф = К + 1
ФІЗИКО-ХІМІЧНИЙ АНАЛІЗ.
В основі фізико-хімічного аналізу лежить вивчення функціональної залежності між числовими значеннями фізичних властивостей хімічної рівноважної системи та факторами, які визначають її рівновагу.
Найбільший інтерес представляє залежність властивостей системи від її складу. Для різних за природою систем досліджують різні фізичні властивості: теплові (теплоємність, теплопровідність), електричні (електричну провідність), оптичні (коефіцієнт заломлення), механічні (твердість, коефіцієнт стисливості) та ін.
При неперервній зміні тиску, температури або складу фаз властивість системи, наприклад, електрична провідність, питомий об'єм та ін., також змінюється неперервно. Якщо одна з фаз зникає або з'являється нова, то властивість системи змінюється стрибком. На підставі дослідних даних будують фазові діаграми, які описують залежність дослідженої властивості від складу системи. Ці діаграми дозволяють судити про взаємодію між компонентами, вияснити наявність хімічних сполук, їх склад, стійкість та ін. Цим фізико-хімічний аналіз відрізняється від препаративних методів.
Побудова та аналіз фазових діаграм використовуються для вибору оптимального режиму технологічних процесів синтезу та очистки лікарських речовин, а також у фармацевтичному аналізі для ідентифікації та визначення ступеня чистоти лікарських препаратів.
Розділ фізико-хімічного аналізу, який вивчає залежність температури кристалізації (плавлення) досліджуваної системи від складу, називається термічним аналізом. В основі термічного аналізу лежить побудова та аналіз діаграм плавкості, які виражають залежність температур кристалізації (плавлення) бінарних систем від їх складу.
Лекція 5. Фазові діаграми систем з двох компонентів. Екстракція
2 Для побудови діаграм плавкості використовують два основних способи
реєстрації температурних змін, які відповідають фазовим переходам:
1) побудова кривих охолодження (або нагрівання), які виражають залежність температури суміші від часу охолодження (або нагрівання);
2) візуальний метод, при якому вимірюється температура появи (або зникнення) кристалів у прозорому розчині.
ТЕРМІЧНИЙ АНАЛІЗ, ЙОГО ЗАСТОСУВАННЯ У ФАРМАЦЕВТИЧНІЙ ПРАКТИЦІ
На відміну від чистих компонентів бінарні суміші кристалізуються (плавляться) не при сталій температурі, а у певному інтервалі температур, який визначається складом системи.
Найпростіші діаграми плавкості спостерігаються для БІНАРНИХ СИСТЕМ, КОМПОНЕНТИ ЯКИХ УТВОРЮЮТЬ ТВЕРДІ РОЗЧИНИ.
Тверді розчини — це однофазні системи, які перебувають у твер...
