Содержание
План
1. Растворы. Определение.
2. Технологический процесс производства.
3. Стандартизация раствора.
4. Разведение растворов по массе.
5. Разведение раствора по объему.
6. Укрепление растворов.
7. Разведение растворов по плотности.
Растворы – это жидкие гомогенные системы, состоящие на растворителя и одного или нескольких, распределенных в нем в виде ионов или молекул. Растворение – массообменный процесс. Свойства истинных растворов приведены в таблице. В зависимости от растворителя различают растворы водные, спиртовые, масляные, глицериновые, на смешанных растворителях и др. Концентрацию растворов выражают в процентах по массе и массообъемных. Технологический процесс производства растворов в общем виде состоит из следующих стадий:
3. Освобождение раствора от механических включений нерастворимых примесей
5. Фасовка и упаковка готовой продукции
В промышленных условиях готовятся лишь стойкие при хранении водные растворы. Некоторые водные растворы (растворы формальдегида, перекиси водорода и др.) получают с добавлением стабилизаторов.
Водные растворы получают разными способами:
— растворением лекарственных веществ;
— химическим взаимодействием веществ, в т.ч. электрохимическим способом.
Схема производства растворов представлена в таблице.
Схема производства растворов для наружного и внутреннего применения
| Стадии и операции технологического процесса | Описание действия | Контроль |
| Подготовительная | Проводят расчеты в соответствии с НД. Подготавливают лекарственные вещества и растворитель (измельчают, отмеривают, взвешивают) | Подтверждают соответствие лекарственных веществ и растворителя требованиям НД |
| Растворение: — приготовление растворов путем механического перемешивания; — приготовление растворов химическим взаимодействием. | Водные растворы приготавливают массообъемным способом и по массе: — при приготовлении растворов массообъемным способом сухие лекарственные вещества взвешивают и доводят растворителем до требуемого объема или готовят по массе, но с учетом массообъемной концентрации и плотности раствора; — некоторые растворы готовят по массе (сахарный сироп, растворы кислот, щелочей и др.). Концентрированные растворы кислот и щелочей осторожно тонкой струйкой добавляют к воде при перемешивании. Приготовление растворов основного ацетата свинца, основного ацетата алюминия. Последний получают также электролизом | Соблюдение техники безопасности. Разбрызгивание жидкости недопустимо! Производство препаратов должно производиться со строгим соблюдением промышленного регламента. |
| Освобождение растворов от механических включений и нерастворимых примесей | Водные растворы фильтруют при атмосферном давлении, под вакуумом и избыточном давлении. | Раствор должен быть прозрачным. |
| Стандартизация | Определяют: — органолептические показатели; — подлинность; — количественное содержание действующих веществ; — отсутствие механических включений; — плотность раствора; — для некоторых растворов цветность (сахарный сироп); — рН и др. | Раствор должен быть стандартным в соответствии с НД |
| Фасовка и упаковка, хранение | Фасуют во флаконы равной емкости, снабжают этикетками «Наружное» или «Внутреннее» с указанием предприятия-изготовителя, торгового знака, названия препарата, даты изготовления и срока хранения. Хранят в прохладном, защищенном от света месте. | Раствор должен быть без осадка, не мутным, не гелеобразным. Исключение для жидкости Бурова |
Стадия растворения осуществляется в аппаратах-реакторах, снабженных мешалкой и теплообменником. Для ускорения растворения в большинстве случаев используют нагревание. Перемешивание осуществляется различными способами:
— механическим с помощью мешалок различной конструкции (якорных, рамных, планетарных, пропеллерных, турбинных и др.);
— гравитационным, основанным на различной плотности растворителя и раствора;
— циркуляционным и др.
Путем механического перемешивания получают водные растворы перекиси водорода, пергидроля, кальция хлорида, калия хлорида, аммиака, уксусной кислоты, сахарный сироп и др.
В результате химического взаимодействия получают раствор основного ацетата алюминия (жидкость Бурова), раствор основного ацетата свинца (свинцовый уксус).
Электрохимическим способом (электролизом) получают жидкость Бурова.
Отделение растворов от механических включений и нерастворимых примесей осуществляется отстаиванием, фильтрованием, центрифугированием.
Отстаивание основано на разделении фаз под действием сил тяжести. Для этого используют отстойники периодического и полунепрерывного действия. Отстаивание применяется для предварительной очистки растворов.
Фильтрование растворов основано на разделении твердой и жидкой фаз с помощью пористых перегородок (фильтров). Фильтрование может происходить при атмосферном давлении (под давлением гидростатического столба жидкости), при разрежении (под вакуумом), при избыточном давлении. Для фильтрования растворов используют нутч-фильтры, друг-фильтры, пресс-фильтры, фильтр-грибок и др.
Центрифугирование основано на разделении фаз под действием сил центробежного поля. Для разделения твердой и жидкой фаз применяют отстойные, фильтрующие и суперцентрифуги.
Стандартизация растворов.
Водные растворы стандартизуют:
— по количественному содержанию действующих веществ;
— по плотности и др. (например, ля сахарного сиропа определяют цветность и рН).
При несоответствии содержания действующих веществ в растворе его укрепляют или разбавляют по требуемым показателям согласно НД. Для получения раствора с заданной концентрацией или с заданной плотностью применяется правило смешения или соответствующие формулы, которые позволяют рассчитывать необходимое количество разбавителя, исходного раствора с заданной концентрацией или плотностью. Решение данных задач требует соблюдение определенных условий. Выбирается весовой или объемный способ расчета, т.е. ведут расчет в одной системе единиц. Когда имеется возможность, следует выбирать весовой способ разбавления растворов как наиболее точный, т.к. на определение массы раствора не влияет температура.
Для весового способа расчеты проводят по величинам m и Сm, а для объемного – V, r, CV, Cm/V, где
Cm – концентрация в процентах по массе;
CV – концентрация в процентах по объему;
Cm/V – массообъемная концентрация в процентах;
m – масса раствора в г, кг;
r – плотность раствора в г/мл;
V – объем раствора в мл, л.
Если вместо концентрации используется плотность, то количество разбавителя, исходного раствора и раствора требуемой концентрации берется по объему. Если в таких задачах дается масса раствора, то ее необходимо перевести в объем.
При установлении концентрации растворов (массой Сm. объемной СV или массообъемной Сm/V) руководствуются следующими правилами:
— в растворах кислот, щелочей, оснований и сахарном сиропе содержание лекарственного вещества обычно выражается в процентах по массе (Сm);
— в растворах, которые готовятся массообъемным способом, содержание растворенного вещества выражается в массообъемных процентах Сm/V;
При расчетах используют формулы и правило смешения («звездочки»).
Разведение растворов по массе
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Лучшие изречения: Для студентов недели бывают четные, нечетные и зачетные. 9493 — 
| 7459 — 
или читать все.
91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.
Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно
Раствором называют гомогенную смесь двух или более компонентов.
Вещества, смешением которых получен раствор, называют его компонентами.
Среди компонентов раствора различают растворенное вещество, которое может быть не одно, и растворитель. Например, в случае раствора сахара в воде сахар является растворенным веществом, а вода является растворителем.
Иногда понятие растворитель может быть применимо в равной степени к любому из компонентов. Например, это касается тех растворов, которые получены смешением двух или более жидкостей, идеально растворимых друг в друге. Так, в частности, в растворе, состоящем из спирта и воды, растворителем может быть назван как спирт, так и вода. Однако чаще всего в отношении водосодержащих растворов традиционно растворителем принято называть воду, а растворенным веществом — второй компонент.
В качестве количественной характеристики состава раствора чаще всего используют такое понятие, как массовая доля вещества в растворе. Массовой долей вещества называют отношение массы этого вещества к массе раствора, в котором оно содержится:
где ω(в-ва) – массовая доля вещества, содержащегося в растворе (г), m(в-ва) – масса вещества, содержащегося в растворе (г), m(р-ра) – масса раствора (г).
Из формулы (1) следует, что массовая доля может принимать значения от 0 до 1, то есть составляет доли единицы. В связи с этим массовую долю можно также выражать в процентах (%), причем именно в таком формате она фигурирует практически во всех задачах. Массовая доля, выраженная в процентах, рассчитывается по формуле, схожей с формулой (1) с той лишь разницей, что отношение массы растворенного вещества к массе всего раствора умножают на 100%:
Для раствора, состоящего только из двух компонентов, могут быть соответственно рассчитаны массовые доли растворенного вещества ω(р.в.) и массовая доля растворителя ω(растворителя).
Массовую долю растворенного вещества называют также концентрацией раствора.
Для двухкомпонентного раствора его масса складывается из масс растворенного вещества и растворителя:
Также в случае двухкомпонентного раствора сумма массовых долей растворенного вещества и растворителя всегда составляет 100%:
Очевидно, что, помимо записанных выше формул, следует знать и все те формулы, которые напрямую из них математически выводятся. Например:
Также необходимо помнить формулу, связывающую массу, объем и плотность вещества:
а также обязательно нужно знать, что плотность воды равна 1 г/мл. По этой причине объем воды в миллилитрах численно равен массе воды в граммах. Например, 10 мл воды имеют массу 10 г, 200 мл — 200 г и т.д.
Для того чтобы успешно решать задачи, помимо знания указанных выше формул, крайне важно довести до автоматизма навыки их применения. Достичь этого можно только прорешиванием большого количества разнообразных задач. Задачи из реальных экзаменов ЕГЭ на тему «Расчеты с использованием понятия «массовая доля вещества в растворе»» можно порешать здесь.
Примеры задач на растворы
Пример 1
Рассчитайте массовую долю нитрата калия в растворе, полученном смешением 5 г соли и 20 г воды.
Решение:
Растворенным веществом в нашем случае является нитрат калия, а растворителем — вода. Поэтому формулы (2) и (3) могут быть записаны соответственно как:
Из условия m(KNO3) = 5 г, а m(Н2O) = 20 г, следовательно:
Пример 2
Какую массу воды необходимо добавить к 20 г глюкозы для получения 10%-ного раствора глюкозы.
Решение:
Из условий задачи следует, что растворенным веществом является глюкоза, а растворителем — вода. Тогда формула (4) может быть записана в нашем случае так:
Из условия мы знаем массовую долю (концентрацию) глюкозы и саму массу глюкозы. Обозначив массу воды как x г, мы можем записать на основе формулы выше следующее равносильное ей уравнение:
Решая это уравнение находим x:
т.е. m(H2O) = x г = 180 г
Пример 3
150 г 15%-ного раствора хлорида натрия смешали со 100 г 20%-ного раствора этой же соли. Какова массовая доля соли в полученном растворе? Ответ укажите с точностью до целых.
Решение:
Для решения задач на приготовление растворов удобно использовать следующую таблицу:
1-й раствор
2-й раствор
3-й раствор
где mр.в., mр-ра и ωр.в. — значения массы растворенного вещества, массы раствора и массовой доли растворенного вещества соответственно, индивидуальные для каждого из растворов.
Из условия мы знаем, что:
Вставим все эти значения в таблицу, получим:
1-й раствор
2-й раствор
3-й раствор
Нам следует вспомнить следующие формулы, необходимые для расчетов:
Начинаем заполнять таблицу.
Если в строчке или столбце отсутствует только одно значение, то его можно посчитать. Исключение — строчка с ωр.в., зная значения в двух ее ячейках, значение в третьей рассчитать нельзя.
В первом столбце отсутствует значение только в одной ячейке. Значит мы можем рассчитать его:
Аналогично у нас известны значения в двух ячейках второго столбца, значит:
Внесем рассчитанные значения в таблицу:
1-й раствор
2-й раствор
3-й раствор
Теперь у нас стали известны два значения в первой строке и два значения во второй строке. Значит мы можем рассчитать недостающие значения (m(3)р.в. и m(3)р-ра):
Внесем рассчитанные значения в таблицу, получим:
1-й раствор
2-й раствор
3-й раствор
Вот теперь мы вплотную подобрались к расчету искомой величины ω(3)р.в.. В столбце, где она расположена, известно содержимое двух других ячеек, значит мы можем ее рассчитать:
Пример 4
К 200 г 15%-ного раствора хлорида натрия добавили 50 мл воды. Какова массовая доля соли в полученном растворе. Ответ укажите с точностью до сотых _______%
Решение:
Прежде всего следует обратить внимание на то, что вместо массы добавленной воды, нам дан ее объем. Рассчитаем ее массу, зная, что плотность воды равна 1 г/мл:
Если рассматривать воду как 0%-ный раствор хлорида натрия, содержащий соответственно 0 г хлорида натрия, задачу можно решить с помощью такой же таблицы, как в примере выше. Начертим такую таблицу и вставим известные нам значения в нее:
1-й раствор
2-й раствор
3-й раствор
В первом столбце известны два значения, значит можем посчитать третье:
Во второй строчке тоже известны два значения, значит можем рассчитать третье:
Внесем рассчитанные значения в соответствующие ячейки:
1-й раствор
2-й раствор
3-й раствор
Теперь стали известны два значения в первой строке, значит можем посчитать значение m(3)р.в. в третьей ячейке:
1-й раствор
2-й раствор
3-й раствор
Теперь можем рассчитать массовую долю в третьем растворе:
В нашей проектной организации Вы можете заказать расчет массы раствора на основании технологического задания и/или технологической схемы производственного процесса.
‘);> //—>
Справочные данные:
Плотность раствора зависит от его состава.
Плотность раствора может изменяться в зависимости от условий окружающей среды (температура и давление). Точное значение плотности раствора в зависимости от условий окружающей среды смотрите в справочной литературе.
Определить массу раствора не сложно. На этой странице представлен самый простой онлайн калькулятор расчета массы раствора. С помощью этого калькулятора в один клик вы можете вычислить массу раствора, если известны его плотность и объем.
