Химияның негізгі стехиометриялық заңдары

Химиядағ ы стехиометриялық заң дар деп, қ ұ рам тұ рақ тылық, еселі қ атынастар, эквиваленттер, газдар, Гей-Люссактың кө лемдік қ атынастар жә не Авогадро заң дарын айтады. 1.Қ ұ рам тұ рақ тылық заң ы. Прусттың 1801ж ашқ ан қ ұ рам тұ рақ тылық заң ы: Ә рбір таза заттың элементтік қ ұ рамы ә рқ ашанда тұ рақ ты, ол заттардың алу ә дісіне байланысты емес. Мысалы ә р тү рлі жолмен алынса да кө міртек диоксидінде 27, 29 процент кө міртек жә не 72, 71 оттек бар.19 ғ асырдың басында Бертолле кейбір заттардың қ ұ рамы ауыспалы болатындығ ын ескертіп, заң ғ а кү мә н келтірді. Пруст пен Бертолле арасындағ ы таласты, орыс ғ алымы Курнаков шешті. Курнаков қ ұ рамы тұ рақ ты қ осылыстарды дальтонидтер деп, дальтонидтерге қ арсы қ ұ рамы тұ рақ сыз қ осылыстарды бертолидтер деп атады. 2.Эквиваленттер заң ы. Эквиваленттер заң ы-химиялық заң дардың ең бір негізгісі. Олар химиялық элементтер бір-бірімен ө здерінің химиялық эквиваленттеріне сай, белгілі сандық қ атынаста ә рекеттесетінін белгілейді. Эквивалент дегеніміз бағ алары тең деген сө з. Эквивалент деп берілген қ ышқ ылдық негіздік реакцияда сутектің 1 катионына немесе берілген тотығ у-тотық сыздану реакциясында 1 электронғ а сә йкес шартты немесе нақ ты бө лшекті айтады. Заттың эквивалентінің 1 моль мө лшерінің массасын оның эквивалентінің молярлық массасы деп атайды. Оның ө лшем бірлігі-г/моль. 3.Еселі қ атынас заң ы. Дальтон 1803ж еселі қ атынастар заң ын ө рнектеді: егер екі элемент ө зара бірнеше химиялық қ осылыстар тү зсе, онда бір элементтің массасы осы қ осылыстардағ ы екінші элементтің массаларына бү тін сандар ретінде қ атынасады. Дальтон айтуы бойынша, атомның абсолюттік массасын анық тау мү мкін емес, сутектің атомдық массасын бірге тенестіріп, салыстырмалы атомдық масса туралы тү сінік енгізді. Сутекте, оттекте изотоптар бар болғ андық тан оны кө міртекке ө згертті. Химиялық элементтің салыстырмалы атомдық массасы – ө лшеусіз шама, олар кө міртек бірлігімен ө лшенетін атомдық масса болады. Атомның массасы кө міртек массасы бірлігінің оның салыстырмалы массасының кө бейтіндісіне тең. 4.Авогадро заң ы. Моль – заттың мө лшері. Кө міртектің С¹² изотопының 6, 02*10²³ атомдары бар.Мына сан 6, 02*10²³ Авогадро тұ рақ тылығ ы деп аталады. Яғ ни, моль – заттың мө лшері, ол қ ұ рылыстық бірлікке 6, 02*10²³ дискретті. Авогадро заң ы – бірдей жағ дайда алынғ ан газдардың тең кө лемінде молекулалар саны да бірдей болады. Авогадро заң ынан мына салдар шығ ады: молекулалық сандар бірдей газдардың, бірдей жағ дайда, кө лемі де бірдей болады. 5. Гей-Люссактың кө лемдік қ атынастар заң ы. Былай тұ жырымдалады: 1 кө лем сутек пен 1 кө лем хлордан 2 кө лем хлор сутек шығ ады. Ешбір реакцияда жарты немесе ширек кө лем жоқ. Реакцияласушы жә не реакциядан шығ атын газдардың кө лемдерінің ө зара қ атынасы кішкене бү тін сандар қ атынасындай болады.

22.Технологиялық процесттердің физика химиялық негіздері. Хроматографиялық ә дістерді қ олдану

Қ азіргі кезде хроматографиялық ә дісі аналитикалық практикада кең інен таралғ ан. Бұ л физикалық -химиялық ә дістердің қ атарына жатады. Ә дістің мұ ндай жетістігі қ олдану қ арапайымдылығ ы, іс жү зіндегі тиімділігі, талғ амының жоғ арылығ ы, сезімталдығ ы, дә лдігі, тез орындалуы, ә мбебаптығ ы сияқ ты қ асиеттері жиынтығ ында болса керек. Хроматография ә дісімен кө птекті заттардың кез келген агрегат кү йдегі жә не кең концентрациялық диапозондағ ы қ оспасын талдауғ а болады.

Хроматография ә р тү рлі объектілерді сандық жә не сапалық тұ рғ ыдан талдауғ а, қ осылыстың физикалық -химиялық қ асиегтерін оқ ып-ү йренуге кейбір реакциялардың кинетикасын зертеп білуге мү мкіндік береді. Тез жү ргізілген - хроматографиялық талдаумен кө птеген технологиялық процестер реттеледі.

Мұ нымен қ атар, хроматографияны қ оспа қ ұ рамындағ ы керекті қ осылысты таза кү йінде бө ліп алу ү шін колданады. Заттарды хроматографиялық бө лу ә дісі сорбциялық процестерге негізделген. Сорбция - сұ йық не қ атты сің іргіштердің (сорбетер мен эксфогенттермен) ө зіне газды, буды. аэрозолъды, сұ йық ты, еріген затгы сің іру процесі. Бұ ғ ан кері процесті десорбция (кері сорбция) деп атайды. Сорбция адсорбция фаза бетіндей сің іру жә не абсорбция (фаза кө лемінде сің іру) процестерін қ амтиды. Сорбцияны статистикалық жә не динамикалық жағ дайда да жү ргізуге болады. Статистикалық сорбция екі фазада салыстырмалы тыныштық та тұ рғ ан кезде басталып, сорбция заң ы бойынша фазалар арасында заттың таралу тепе-тең дігі орнағ анда аяқ талады. Динамикалық сорбция қ озғ алыссыз фазағ а қ атысты қ озғ алатын фазаның тиісті бағ ытта орын ауыстыруы нә тижесінде кері сорбция процесі кезінде басталады. Динамикалық жағ дайдағ ы қ оспаның бө лінуі ә серлі ө теді. Сорбциялық қ ұ былыс таралу тұ рақ тылығ ымен сипатталынады:

(15.1)

мұ ндағ ы С1 мен С2, - қ озғ алмайтын жә не қ озғ алысты фазаларғ а сә йкес бір пішіндегі заттардың тепе-тең дік концентрациясы. Ә р тү рлі фазадағ ы заттар ә р тү рде болатындық тан, таралу коэффициентін қ олданғ ан жө н.

(15.2)

мұ ндағ ы С_Н(В) жә не С_n(В) - қ озғ алмайтын жә не қ озғ алысты фазалардағ ы сә йкес В затының жалпы аналитикалық концентрациясы. Хромаграфистер есептеу жү ргізгенде сыйымдылық коэффициентін пайдаланады:

(15.3)

мұ ндағ ы n_k мен n - қ озғ алмайтын жә не қ озғ алысты фазадағ ы қ ұ рылымның мольдік саны, k' - сыйымдылық коэффициенті. Бұ л коэффициент берілген хроматографиялық жү йедегі қ ұ рама бө лікті ұ стап тұ ру дә режесін сипаттайды.

1 жә не 2 қ ұ рама бө ліктің бө лу дә режесі бө лу коэффициентімен ө рнектеледі:

Қ озғ алмайтын фазада еріген заттың мө лшері неғ ұ рлым кө п болса, соғ ұ рлым оны шаймалауғ а уақ ыт та кө п кетеді. k'-тің индексі заттың шаймалау ретін кө рсететіндіктен, ылғ и да бірден артық.

Ү лгіні жақ сы бө лу ү шін, бағ анағ а сә л-пә л ү лесін енгізу қ ажет. Бұ л оның қ ұ рамындағ ы ә р қ ұ рамдас бө ліктердің бір мезгілде жылжи бастауына керек. Бағ анадан шығ атын қ ұ рамдас бө ліктерді детектор жү зеге асырады, ал оның сигналын потенциометр тіркейді. Кә дімгі хроматографияның кеп таралғ ан тү рі 15.1-суретте келтірілген.

Қ оспаның қ ұ рамдас бө ліктерге бө лінуі олардың бағ ана бойымен жылжу процесі кезінде ө теді, сондық тан да ұ зын бағ ана шоқ тық тардың анық болуына септігін тигізеді, бірақ та бұ л жағ дай бойлық диффузияның ә серінен ә рбір қ ұ рамдас бө ліктердің орналасқ ан қ озғ алыс аймағ ының жайылып кетуіне келтіреді. Шоқ тық тардың сү йірлену дә режесі, қ ұ рамдас бө ліктің бағ анада болу уақ ытының квадратты тү біріне пропорционал, шоқ тық неғ ұ рлым енді болса, соғ ұ рлым олардың жағ дайы кө мескілеу анық талады, сондық тан да іс жү зінде бағ ана ұ зындығ ын шектейді.

Хроматографиялық параметрлер 15.1-суретте қ исық пен белгіленген. Хроматографиялау процесінің басынан бастап осы берілген қ ұ рамдас бө лікке сә йкес шоқ тық тың ең биігінің айқ ындалу уақ ытына ә рбір қ ұ рамдас бө ліктің ұ сталу уақ ыты дә л келеді. Бұ л t'_A немесе t'_В деп белгіленеді. Іс жү зінде анық талатып жә не қ озғ алыссыз фазамен ә рекеттеспейтін қ ұ рамдас бө ліктердің ұ сталу уақ ыттарының айырмасын жиі пайдаланады жә не мұ ны ө лі уақ ыт деп те айта береді:

(15.5)

Суреттегі һ жә не h/2-мен белгіленген дең гейлер (биіктіктер) қ исық тың иілу нү ктесі арқ ылы жү ргізілген жанама тү зуден пайда болғ ан ү шбұ рыштың толық жә не жартылай биіктігінде болады да, хроматографиялық шоқ тық биіктігіне (жартылай биіктігіне) сә йкес келеді. Хроматографияда шоқ тық тың толы ө нін жә не жарты биіктігінің жартысына дейінгі дең гей ені W жә не w/2 арқ ылы белгілейді. W шамасы жекеленген молекулалардың ұ сталу уақ ытының статистикалық ө лшемі болып табылады. Орта мә ннен () стандартты ауытқ у, шоқ тық тың жарты биіктігінің оның жарты еніне тең, ягни . Шоқ тық ені мен ұ сталу уақ ытының қ атынасы мына тең деу арқ ылы ө рнектеледі: ^[1]

(15.6)

Автоматтандырылғ ан жобалау жү йелері (АЖЖ). АЖЖ-ін жасаудың негізгі принциптері. Сызбаларды автоматты тү рде жасау. АЖЖ-нің негізгі талаптары. Жобаларды автоматтандырудың артық шылық тары. Автоматтандырылғ ан жобалау жү йесі (цемент зауыты мысалында). Қ олданбалы бағ дарламалардың негізгі пакеттері.

Автоматты жү йе (Автоматизированная система; the automated system) — басқ ару міндетінің бір бө лігін адам (оператор) орындайтын объектілер мен автоматты басқ ару қ ұ рылғ ыларының жиынтығ ы. Автоматтандырылғ ан жү йеде автоматты қ ұ рылғ ылар басқ ару объектісінен ақ парат жинақ тауды, оны жеткізуді, тү рлендіруді жә не ө ң деуді, басқ арушы командаларды қ алыптастыруды жә не басқ арылатын объектіде олардың орындалуын жү зеге асырады, яғ ни формальдауғ а оң ай келетін қ ызметтер. Адам — оператор басқ арудың мақ саттары мен критерийлерін анық тайды жә не жағ дайлардын ө згеруі кезінде оларды тү зетеді. Ӏ с-ә рекеттеріне байланысты автоматтандырылғ ан жү йеде басқ арудың автоматтандырылғ ан жү йесі, ғ ылыми зерттеулердің автоматтандырылғ ан жү йесі, қ ұ рылмалаудың автоматтандырылғ ан жү йесі, ө ндірісті технологиялық дайындаудың автоматтандырылғ ан жү йесі, автоматтандырылғ ан жобалау жү йесі жә не т.б. тү рлері болады.

Автоматты жобалау жү йесі (Система автоматизированного проектирования) — жабдық тардан (техникалық жасақ тама), программа мен оғ ан керек қ ұ жаттамалардан (программалық жасақ тама, тілтану жасақ тамасы, математикалық жасақ тама), компьютерге енгізілетін мә ліметтер жинағ ынан (ақ параттық жасақ тама), жү йені пайдалану туралы қ ұ жаттамадан (ә дістемелік, ұ йымдастырушылық жасақ тама) жә не жұ мыс атқ аруғ а қ ажетті жабдық тар мен жұ мыс орындарымен қ амтамасыз етілгеп ұ жымнан тұ ратын ү йымдастырушы-техникалық жү йе. Автоматтындырылғ ан жобалау жү йесінің негізгі міндеті — бұ йым мен оның қ ұ рама бө ліктерін жобалаудың барлық немесе жеке сатыларында автоматтандырылғ ан жобалау жұ мысын жү ргізу.

Нарық тық экономика жә не белсенді бә секелестік жағ дайында ө ндірістік мекемелер ү шін: ө ндірілетін ө німді заман талабына сай жаң ашалардыру, қ олданыстағ ы ө німдерді барлық тұ тынушылар сұ ранысына сай қ айта жарақ тау сияқ ты мә селелер алдың ғ ы шепте тұ р. Ә лбетте, жаң а бұ йымдар алдың ғ ы бұ йымдарғ а қ арағ анда кү рделі жә не дә лдік дә режесі жоғ ары болып келеді. Сондық тан, оларды дайындауғ а жә не оларды қ ұ растыруғ а кө п шығ ын жұ мсалады.

Кә сіпорындарғ а жаң а бұ йымды қ ұ растыру жә не оны ө ндіріске қ оюды автоматтандырылғ ан жобалау жү йесі (АЖЖ) арқ ылы жү зеге асыруғ а болады. Олар: авиажасау, автомобильжасау, ауыр машинажасау, электротехника жә не электроника, сә улет, мұ найгаз ө ндірісі сияқ ты ә ртү рлі халық шаруашылығ ында қ олданылады.

Заманауи АЖЖ конструкторлық -технологиялық дайындық пен физикалық бірың ғ ай ақ параттық платформа (беріліс базасы) шең берінде ө ндірісті басқ аруды біріктіруге мү мкіндік береді. Бұ л, жобалау барысында бірнеше мамандық тарды біріктіруге, инженерлік жә не ө ндірістік компаниялардың тауар нарығ ында жедел қ имыл-ә рекет етуіне, жаң а тауар ө ндіруге шығ ындалатын уақ ыт пен материалдық шығ ындарды едә уір тө мендетуге септігін тигізеді.

Машина жасау саласында АЖЖ тауардың жаң а тү рін жобалаудан бастап, конструкторлық жә не технологиялық қ ұ жаттар дайындауғ а дейінгі барлық стадияларда қ олданылады. Сандық бағ дарламалық орнақ тарды басқ ару бағ дарламаларын, сонымен қ атар жабдық ты жү ктеді жедел жоспарлауды қ амтамасыз етуге болады. Автоматтандырылғ ан жобалау жү йесі бұ йымның жә не оның жеке бө лшектерінің безендірілген ү шкең істікті бейнесімен жұ мыс істеуге мү мкіндік беріп: жобаланып отырғ ан қ ұ рылмды инженерлік талдау жасауғ а, ө ндірісті технологиялық дайындауғ а болатын кешенді жү йе болып табылады. АЖЖ арқ ылы конструкторлық -технологиялық қ ұ жаттардың ә ртү рлі ө ндірістік қ ұ рылымдар мен жеке қ ызметкерлер арасындағ ы қ озғ алысты реттеуге де болады.

Машина жасаудағ ы АЖЖ кең таралуына мына факторлар итермелейді:

- ө неркә сіп орындарының жаң а бұ йымдарды жобалау жә не дайындауғ а байланысты мейлінше сапалы жә не арзан шешімдерді қ абылдау;

- жаң а ө ндірісті енгізу жұ мыстарын орындау уақ ытын ү немдеу қ ажеттігі;

- жобалау қ ұ жаттарынна қ ойылатын талаптардың жоғ арылауы;