12.Расчет растворимости и произведения растворимости.Условия осаждения и растворения.
Произведение растворимости (ПР, Ksp) — произведение концентраций ионов малорастворимого электролита в его насыщенном растворе при постоянной температуре и давлении. Произведение растворимости — величина постоянная.
При постоянной температуре в насыщенных водных растворах малорастворимых электролитов устанавливается равновесие между твердым веществом и ионами, образующими это вещество. Например, в случае для CaCO3 это равновесие можно записать в виде:
Константа этого равновесия рассчитывается по уравнению:
В приближении идеального раствора с учётом того, что активность чистого компонента равна единице, уравнение упрощается до выражения:
Константа равновесия такого процесса называется произведением растворимости.
В общем виде, произведение растворимости для вещества с формулой AmBn, которое диссоциирует на m катионов An+ и n анионов Bm-, рассчитывается по уравнению:
где [An+] и [Bm-] — равновесные молярные концентрации ионов, образующихся при электролитической диссоциации.
Из произведений растворимости можно рассчитать концентрации катионов и анионов в растворе малорастворимого электролита. Значения произведений растворимости приведены в справочниках.
Произведение активностей [править]
Данное уравнение не учитывает коэффициенты активности, то есть степень влияния ионных сил. Для растворов с концентрациями большими, чем 1·10−4 моль/л необходимо использовать произведение активностей:
где аA и аB — активности ионов A и B.
Произведение активностей ионов для насыщенных растворов малорастворимых электролитов при данной температуре постоянная величина. Она зависит от температуры и природы растворителя.
Произведение растворимости связано с растворимостью следующим соотношением:
где:
m+n — суммарное количество молей катионов и анионов
m — количество молей катиона
n — количество молей аниона
Ksp — произведение растворимости
S — растворимость вещества (моль/л)
13.Методы разделения и очистки смеси от примесей
Очистка и сортирование зерновых смесей основаны на их разделении по геометрическим параметрам, аэродинамическим свойствам, форме и состоянию поверхности, плотности, электропроводности, цвету и др. |
Разделение по геометрическим параметрам. Разделение по толщине и ширине зерна проводят на плоских или цилиндрических решетах. |
Плоское решето представляет собой металлический лист с пробитыми в нем отверстиями одинакового размера. Для разделения семян по толщине применяют решета с продолговатыми отверстиями, а для разделения по ширине — с круглыми. В первом случае рабочим размером отверстия служит его ширина, во втором — диаметр. Решета стандартизированы и значатся под номером, соответствующим размеру ширины или диаметра отверстия. |
Для очистки гречихи и выделения сорных семян, имеющих трехгранную форму, применяют решета с отверстиями треугольной формы, а для очистки семян льна — с чечевицеобразными отверстиями. |
Вместо пробивных решет с круглыми отверстиями иногда применяют проволочные решета с квадратными отверстиями — плетеные и тканые. |
Фракция прохода — это масса частиц, размер которых меньше рабочего размера отверстий решета, то есть проходящих сквозь него. |
Фракция схода образуется более крупными частицами, не прошедшими сквозь отверстия решета и сошедшими с него в конце. |
Живое сечение решета — это суммарная площадь всех его отверстий. Отношение живого сечения к общей площади решета называется относительным живым сечением. Чем выше этот показатель, тем интенсивнее работает решето и меньше забивается. |
Разделение семян по длине происходит в триерных цилиндрах с внутренней ячеистой поверхностью. Рабочим размером, определяющим разделение, служит диаметр ячеек. При вращении цилиндра короткие зерна западают в ячейки глубже, чем длинные. Поэтому из ячеек сначала выпадают длинные, а затем короткие зерна. Первые, оставаясь в цилиндре, перемещаются к его выходу, а вторые попадают в желоб, из которого удаляются шнеком. |
В соответствии с ГОСТом, предусмотрено 22 размера ячеек диаметром от 1,6 до 12,5 мм, что обеспечивает очистку семян зерновых и зернобобовых культур, трав и льна, а также калибровку семян кукурузы. |
Разделение по аэродинамическим свойствам. Совокупность свойств, определяющих способность частиц перемещаться под воздействием воздушного потока, называют аэродинамическими свойствами. Чем большее сопротивление воздуха испытывает частица, тем медленнее она движется и тем раньше упадет. |
Воздушный поток в зерноочистительных машинах создается нагнетательными или всасывающими вентиляторами. |
Для разделения семян по аэродинамическим свойствам применяют горизонтальный, наклонный или вертикальный воздушный поток, создаваемый центробежным вентилятором. |
В наклонном или горизонтальном воздушном потоке зерновая смесь, поступившая из питающего ковша, подвергается воздействию воздушной струи, в результате чего тяжелые зерна, имеющие малое отклонение при падении, будут попадать в первое отделение короба, а легкие примеси будут унесены дальше — в следующее отделение короба. |
В вертикальном восходящем потоке зерно подается на сетку или непосредственно в воздушный поток. Скорость потока регулируют так, чтобы зерно оставалось на сетке, а легкие примеси поднимались и поступали в осадочную камеру. |
Разделить зерновую смесь воздушным потоком можно только в том случае, если критические скорости семян и примесей различны. |
Под критической скоростью, или скоростью витания тела, понимают скорость вертикального восходящего воздушного потока, при которой это тело может находиться во взвешенном состоянии. |
Разделение семян по плотности применяют для получения наиболее жизнеспособных семян, а также для отделения трудноотделимых примесей (например, куриного проса от риса, дикой редьки от гречихи). Такая сепарация возможна мокрым (в воде или растворах различной концентрации) и сухим способами. |
Сухой способ разделения по плотности применяется в пневматических сортировальных столах. |
Мокрый способ ввиду сложности и громоздкости применяется в редких случаях. |
Разделение по форме и состоянию поверхности применяют в тех случаях, когда по другим свойствам частицы мало отличаются одна от другой. Семена могут иметь различную поверхность (гладкую, шероховатую, пористую, бугорчатую, ямчатую, покрытую пушком) и различную форму (плоскую, продолговатую, шарообразную, трехгранную). |
Разделение семян по другим признакам. Кроме перечисленных выше признаков разделения зерновых смесей, семена различают по их упругости, цвету и электрическим свойствам. |
По упругости семена разделяют на отражательных сортировальных стволах. |
По цвету смеси разделяют на устройствах с фотоэлементами. |
Разделение семян в электрическом поле основано на различии в электропроводности, диэлектрической проницаемости и других электрических свойств. При этом могут быть использованы электрический, коронный и диэлектрический методы разделения. |