TTÜ keemiainstituut Analüütilise keemia õppetool YKA0040 Lahutusmeetodid keemias Laboratoorne töö: Superkriitiline ekstraktsioon Õpperühm: YASM11 Teostaja: Ilona Juhanson Õppejõud: Kristiina Teostati: 9.10.15 Kreek 1. Balloon veeldatud CO2-ga 6. Restriktor 3. Pump, mis annab ekstraktsiooniks vajaliku rõhu 7. Koguja 4. Termostaat 8. Sisendklapp 5. Ekstraktor 9. Väljundklapp Teooria: Töös kasutatakse ekstrahendiga süsinikdioksiidi, mille kriitilised parameetrid on
jaoks. Tasakumer lihtne ehitada , tugev ja odav . Alt lame . Pealt kumer. Kaksikkumer Alt on ka veidi natuke kaardus aga ülevalt on rohkem . Väikeseid kiiruseid eriti ei kannata. Nõuab tagatiibu (flapse) . Kõige levinum. Sümmeetriline mõlemalt poolt sama kumer , vigurlennukid . Väga väike takistus . Omab tõstejõudu vaid mingi nurga all lennates Laminaarne Tagant alt on veidi S-kujuline , pealt veidi kumer. Superkriitiline Suured kiirused , helikiiruste lähedal parim .Alt veidi nõgus . Tagant poolt eriti.Teravam nina kui eelmisel vms. S-kujuline Sellega saab pmst ilma stabilisaatorita lennata . Ilma sabata ja (Stealth) lennuki . Suur takistus ja väike tõstejõud. Kolmnurkne suht õhuke Rombikujuline ja läätsekujuline ( F-22) K=CY/Cx tiiva aerodünaamiline väärtus Varisemine - Liiga suurel kohtumisnurgal kaob tõstejõud ja lennuk keerab nina alla ja võib pöörisesse sattuda. Tegijapoiss
- Keelatud on ladustada põlevgaase koos teiste gaasidega. - Ladustamiskoht tuleb märgistada õigusaktide jm nõuetele vastavate ohumärgistega. VEDELIKUD 39. Faasidiagrammid: Punktis A on tasakaal jää-vesi-veeaur seda nim. kolmikpunktiks Kõverad AB ja AC näitavad vee ja jää aururõhkude olenevust temperatuurist. (AE vastab allajahutatud veele), kõver AD aga jää sulamistemperatuuri olenevust rõhust. Sublimatsioonikõver-AC; Aurustumiskõver-AB; Sulamiskõver-AD. 40. Superkriitiline olek- muutuvad järsult CO2 füüsikalised ja keemilised omadused. Muutub ülivoolavaks, materjale läbivaks. Superkriitiline CO2: Omadused- on odav ja kergesti puhastatav; on mitte-toksiline ja tema kasutamine ei põhjusta keskkonnale lisakoormust; on keemiliselt suhteliselt inertne ning temaga töötamisel puudub plahvatus- ja süttimisoht. Kasutamine- ekstraheeritakse kohviubadest välja kofeiin. 41. Veeaur õhus. Absoluutne niiskus- veeauru tegelik hulk õhus g H2O m-3.
Segu- kombinatsioon kahest või enamast ainest. Homogeenne segu- koostis on koguaeg sama, on ainult ühes faasis Heterogeenne segu- koostis varieerub, on mitmes faasis. Lahus- mitmes erinevast komponendust koosnev homogeenne süsteem. Tõeline lahus- termodünaamiliselt püsiv süsteem Kolloidlahus- süsteem on heterogeenne ja suhteliselt ebapüsiv. Lahused võivad olla mitmes olekus: tahke(pronks, teras), gaas (õhk, CO2), vedel (bensiin). Samuti on olemas ka superkriitiline olek ja plasmaolek (virmalised). Näiteks: Millest sõltub, kas lahustumine on endotermiline või eksotermiline? Kui kristallvõte lõhkumiseks kulub vähem energiat kui solvatsioonil vabanev energia, siis on tegu eksotermilise protsessiga, vastasel juhul on tegemist endotermilise protsessiga. Mille mõõtmiseks kasuatakse järgnevaid ühikuid ja mida nad näitavad. Mool- aine hulga ühik (mol) Aatommassiühik- ühe aatomi mass (g) g/cm3- tihedus pascal- rõhk dzaul- energia, soojus (J)
2) Rôhku tôsta (gaasiliste ainete konts. kasvab) oleneb moolide arvust, preagu saaduste suunas. 3) T-d tôsta (tasakaal liigub endotermilises suunas) nihkub lähteainete suunas, sest v2 suureneb rohkem, sest seal eraldub soojus niigi. Tasakaal heterogeensetes (2 faasi korraga olemas, aga pole sama koostisega) süsteemides A) ühekomponentne süsteem 1 aine, aga vôib mitmes erinevas agr. olekus olla. Vee diagramm: vee O e. kolmikpunkt: TO = 0,0078C; pO = 4,6mmHg. Superkriitiline olek kaob vahe vedela ja gaasilise faasi vahel, tekib tihe ja hästi voolav ollus. Vee puhul: Tkr = 374C; pkr = 218atm. B) kahekomponentne süsteem 2 ainet; A ja B. Nii sulamise kui ka keemise vältes muutub kummagi faasi koostis eraldi. III LAHUSED I Lahuste pôhimôisted. Lahus homogeenne süsteem, mis koosneb vähemalt kahest erinevast ainest. Lahusti ei muuda agr. olekut, aga lahust. aine vôib muuta.
vajalike muutujate) arv f avaldub: f = k – p + 2 • Ühekomponentses süsteemis seega f = 3 – p • Ühekomponentses süsteemis ei saa tasakaalus olla korraga rohkem kui 3 faasi. Tasakaal heterogeensetes (2 faasi korraga olemas, aga pole sama koostisega) süsteemides – A)ühekomponentne süsteem – 1 aine, aga vôib mitmes erinevas agr. olekus olla. Vee diagramm: vee O e. kolmikpunkt: TO = 0,0078C; pO = 4,6mmHg. Superkriitiline olek – kaob vahe vedela ja gaasilise faasi vahel, tekib tihe ja hästi voolav ollus. B) kahekomponentne süsteem – 2 ainet; A ja B. Nii sulamise kui ka keemise vältes muutub kummagi faasi koostis eraldi. 6. Individuaalsete ainete olekudiagrammid ja nende kasutamine. Faasidiagramm ehk olekudiagramm on diagramm, kus enamasti temperatuuri ja rõhu teljestikus kujutatakse süsteemitasakaalulist olekut. Olekudiagramm näitab konkreetse aine eelistatud agregaatolekut antud tingimustel.
Kolmikpunkt, kriitiline punkt. 31. Kriitilised omadused: keemistenperatuur, sulamistemperatuur, kolmikpunkt, kriitiline temperatuur ja kriitiline rõhk. Keemistäpp – vedela ja gaasilise punkt. Sulamistäpp – tahke ja vedela punkt. Kolmikpunkt – kus kolm faasi ühes. Kriitiline temp – temo mille korral vedeliku ja auru tihedused on võrdsed ja faasi pole võimalik eristada Kriitiline rõhk – aururõhk kriitilisel temperatuuril 32. Superkriitiline olek. Aur-vedelik piipind lõpeb kindlal rõhul ja temperatuuril, gaas pole enam rõhu tõstmisega veeldatav. Keemiline kineetika 33. Reaktsiooni kiirus. Sõltuvus kontsentratsioonist, kiiruste seadused, reaktsiooni järk. Reaktsioonide kiirust käsitleb keemiline kineetika. Reaktsiooni kiirus on alati positiivne suurus. Püsival ruumalal toimuva reaktsiooni kiiruse määrab reageeriva aine konts muutus ajaühikus. Miinusmärgiga näitab, et kiirus väheneb.
Ladustamiskoht tuleb märgistada õigusaktide jm nõuetele vastavate ohumärgistega. 40. Faasidiagrammid (selgitus, joonis- vee oleku diagrammi näitel). Punktis A on tasakaal jää-vesi-veeaur seda nim. kolmikpunktiks Kõverad AB ja AC näitavad vee ja jää aururõhkude olenevust temperatuurist, kõver AD aga jää sulamistemperatuuri olenevust rõhust. Kõiki neid kõveraid kirjeldab matemaatiliselt Clapeyroni võrrand. Olekudiagrammid on kolmemõõtmelised teljestikus P-V-T 41. Superkriitiline olek, superkriitilises olekus süsinikdioksiidi omadused ja kasutamine. Superkriitiline CO2 tähendab eriomadustega CO2 temperatuuril ja rõhul, mis on võrdne või kõrgem kui tema kriitilise punkti väärtused. On odav ja kergesti puhastatav; On mitte- toksiline ja tema kasutamine ei põhjusta keskkonnale lisakoormust; On keemiliselt suhteliselt inertne ning temaga töötamisel puudub plahvatus- ja süttimisoht. 42. Veeaur õhus, absoluutne ja suhteline niiskus.
kasutamine, transport). rõhust. Kõiki neid kõveraid kirjeldab matemaatiliselt Clapeyroni võrrand. Värvitu gaas, põleb sinise leegiga, maagaasi peamine komponent, kergesti Olekudiagrammid on kolmemõõtmelised teljestikus P-V-T süttiv, kas. Kütusena, transporditakse torujuhtmetes, vedelgaasi tankerites, veoautodega. 41. Superkriitiline olek, superkriitilises olekus süsinikdioksiidi omadused ja kasutamine. superkriitiline CO2 tähendab eriomadustega CO2 temperatuuril ja rõhul, 35. Freoonide iseloomustus (keemilised omadused, mis on võrdne või kõrgem kui tema kriitilise punkti väärtused. kasutamine, transport, ohtlikkus)
süttiv, rõhust. Kõiki neid kõveraid kirjeldab matemaatiliselt Clapeyroni võrrand. kas. Kütusena, transporditakse torujuhtmetes, vedelgaasi tankerites, Olekudiagrammid on kolmemõõtmelised teljestikus PVT veoautodega. 35. Freoonide iseloomustus (keemilised omadused, 41. Superkriitiline olek, superkriitilises olekus kasutamine, transport, ohtlikkus). süsinikdioksiidi omadused ja kasutamine. superkriitiline CO2 tähendab eriomadustega CO2 temperatuuril ja rõhul, mis Lõhnata; Suure lekkevõimega; kergesti veeldatavad, tuleohutud ja suhteliselt
kolmikpunktiks Kõverad AB ja AC näitavad vee ja jää aururõhkude olenevust temperatuurist (AE vastab allajahutatud veele), kõver AD aga jää sulamistemperatuuri olenevust rõhust. Sublimatsioonikõver-AC; Aurustumiskõver-AB; Sulamiskõver-AD 41. Superkriitiline olek, superkriitilises olekus süsinikdioksiidi omadused ja kasutamine. Superkriitiline olek- järsult muutuvad aine(CO2) füüsikalised ja keemilised omadused(muutub ülivoolavaks, materjale läbivaks). CO2 Omadused: o on odav ja kergesti puhastatav; o on mitte-toksiline ja tema kasutamine ei põhjusta keskkonnale lisakoormust; o on keemiliselt suhteliselt inertne ning temaga töötamisel puudub plahvatus- ja süttimisoht. 42
*ei tohi balloone rikkuda, kahjustusi peita ega ise parandada. *ei tohi gaase segada ega ise ühest balloonist teise juhtida. Ladustamine: *peavad asuma hästi õhutatud kohas, katuse all. *peavad olema püstises asendis *tühjad ja täis ballooned eraldi, sorteerida ballooni sees oleva gaasi omaduste järgi. *ladustamiskoht tuleb märgistada õigusaktidele jm nõuetele vastavate ohumärgistustega. 39. Faasidiagrammid- osata joonistada vee oleku diagrammi näitel 40. Superkriitiline olek, superkriitilises olekus süsinikdioksiidi omadused ja kasutamine Superkriitiline olek- järsult muutuvad aine(CO2) füüsikalised ja keemilised omadused(muutub ülivoolavaks, materjale läbivaks). CO2 Omadused: *on odav ja kergesti puhastatav; *on mitte-toksiline ja tema kasutamine ei põhjusta keskkonnale lisakoormust; *on keemiliselt suhteliselt inertne ning temaga töötamisel puudub plahvatus- ja süttimisoht. 41. Veeaur õhus, absoluutne ja suhteline niiskus 1
vesi-veeaur. Punktis A on tasakaal jää-vesi-veeaur seda nim. kolmikpunktiks Kõverad AB ja AC näitavad vee ja jää aururõhkude olenevust temperatuurist (AE vastab allajahutatud veele), kõver AD aga jää sulamistemperatuuri olenevust rõhust. Kõiki neid kõveraid kirjeldab matemaatiliselt Clapeyroni võrrand. Sublimatsioonikõver- AC; Aurustumiskõver- AB; Sulamiskõver- AD. 41. Superkriitiline olek, superkriitilises olekus süsinikdioksiidi omadused ja kasutamine. muutuvad järsult CO2 füüsikalised ja keemilised omadused. Muutub ülivoolavaks, materjale läbivaks. Sellega ekstraheeritakse kohviubadest välja kofeiin. superkriitiline CO2 tähendab eriomadustega CO2 temperatuuril ja rõhul, mis on võrdne või kõrgem kui tema kriitilise punkti väärtused. Nendel tingimustel
Seovad kõikide faaside (tahke, vedel, gaas) püsivuspiirid. Võimaldavad määrata aine agregaatolekut einevatel temperatuuridel ja rõhkudel, samuti keemis ja sulamistemperatuuri erinevatel rõhkudel. Olekudiagrammid on kolmemõõtmelised teljestikus P-V-T, sagedamini P-T diagramm. Pinnad diagrammil kujutavad ühe faasi eksisteerimistingimusi (rõhk ja temperatuur). Kõverad kujutavad neid T ja P tingimusi, mille juures kaks erinevat faasi on omavahel tasakaalus. 42. Superkriitiline olek, superkriitilises olekus süsinikdioksiidi omadused ja kasutamine. Superkriitiline olek – ainet, mille rõhk ja temperatuur on tema kriitilise punkti väärtustest kõrgemad muutuvad järsult CO2 keemilised ja füüsikalised omadused. Omadused: odav, kergesti puhastatav, mitte-toksiline ja kasutamine ei põhjusta keskkonnale lisakoormust. Keemiliselt suht inertne, puudub plahvatus- ja süttimisoht Kasutamine: suures ulatuses taimse materjali ekstraheerimisel
Keemistemperatuur temperatuur, mille juures vedeliku aururõhk saab võrdseks välisrõhuga. Mida madalam on rõhk, seda madalam on keemistemperatuur. Faasidiagrammid seovad kõikide faaside püsivuspiirid ja võimaldavad määrata aine agregaatolekut erinevatel temperatuuridel ja rõhkudel, samuti sulamis- ja keemistemperatuuri erinevatel rõhkudel. Sublimatsioonikõver AC; Aurustumiskõver AB; Sulamiskõver AD Superkriitiline olek CO, mis on temperatuuril ja rõhul, mis on võrdne või kõrgem kui tema kriitilise punkti väärtused. Omadused: · Odav ja kergesti puhastatav, · Mitte-toksiline ja keskkonnasõbralik, · Keemiliselt inertne ning puudub plahvatus- ja süttimisoht. Kasutatakse: · Taimse materjali ekstraheelimisel, · Aerogeelide valmistamisel, · Laborites keerulise koostisega materjalide keemilise koostise iseloomustamiseks.
Võimaldavad määrata aine agregaatolekut erinevatel temperatuuridel ja rõhkudel, samuti keemis- ja sulamistemperatuuri erinevatel rõhkudel. Olekudiagrammid on kolmemõõtmelised teljestikus P-V-T, sagedamini kasutatakse tasapinnalist P-T diagrammi. Pinnad (alad) diagrammil kujutavad ühe faasi eksisteerimistingimusi (rõhk ja temperatuur). Kõverad diagrammil kujutavad neid T ja P tingimusi mille juures kaks erinevat faasi on omavahel tasakaalus 1. Superkriitiline olek, superkriitilises olekus süsinikdioksiidi omadused ja kasutamine. Eriomadustega CO2 temperatuuril ja rõhul, mis on võrdne või kõrgem kui tema kriitilise punkti väärtused Muutuvad järsult CO2 füüsikalised ja keemilised omadused Muutub ülivoolavaks, materjale läbivaks Sellega ekstraheeritakse kohviubadest välja kofeiin. Odav ja kergesti puhastatav Mittetoksiline ja tema kasutamine ei põhjusta keskkonnale lisakoormust;
elektrone ...) kui on kaheteistkümnes grammis 12C-s: 6,022.1023 osakest (Avogadro arv, NA) Keemilistes reaktsioonides loendatakse seega molekulide asemel moole. Mooliga on seotud molaarmass (M) - ühe mooli aine mass grammides. See on arvuliselt võrdne molekulmassiga. Põhiolekud : gaasiline ; vedel ; tahke Muud olekud haruldased või tehisolekud, vajavad ekstreemseid tingimusi: plasma (ioniseeritud gaas) ; superkriitiline vedelik (kõrgel temperatuuril ja rõhul vedeliku ja gaasi vahepealne olek) Aine olekud erinevad molekulide paigutuse poolest, mitte molekulide struktuuri poolest: Puhas aine ja segu Puhas aine ehk aine kitsamas mõistes - süsteem (objekt, ese), mis koosneb ainult ühe aine molekulidest või kindlas vahekorras olevatest erinevatest ioonidest. Puhta aine koostist saab väljendada keemilise valemiga. Lihtaine on reeglina ühe elemendi omavahel seotud aatomite kogum. Koosneb ühe ja sama
annaabi.ee 
