химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая

Автор А.Г.Касаткин

к гидратации, т. е. к образованию кристаллогидратов, причем количество включенных молекул воды зависит от температуры. Например, в температурном интервале 34—80 °.С образуются Na2CCyl0H2O, Na2C03-7H20, Na2C03-H20.

Кристаллизация возможна только в случае пересыщения или переохлаждения исходной фазы относительно возникающей в ней твердой фазы. В случае растворов величина пересыщения выражается разностью равновесной концентрации насыщения ая (предельной растворимости) и исходной концентрации аъ т. е. Да = ая —а,. Метастабильный расплав характеризуется переохлаждением Д7" = Т„ — Т или степенью переохлаждения АТ/Т„, где Та — температура плавления и Т —температура переохлажденного расплава. Величина пересыщения при кристаллизации из газовой (паровой) фазы выражается разностью давлений паров твердой фазы р и ее насыщенных паров рД при данной температуре, т. е. Др = р —р„; отношение Др/рн = р/р„ — 1 называется степенью пересыщения. Величина рн зависит от температуры, а ТП растет с увеличением давления (кроме нескольких веществ, например, воды и висмута). Величина с„ зависит только от температуры, но практически не зависит от давления р; влияние последнего обнаруживается лишь при р > 1 МПа.

Процессы кристаллизации сопровождаются тепловым эффектом, обратным по знаку тепловому эффекту при растворении. В случае кристаллизации из газовой фазы, расплавов и растворов веществ, не склонных к образованию кристаллогидратов, тепловой эффект всегда положительный. При большом числе молекул воды в кристаллогидрате тепловой эффект кристаллизации может быть отрицательный, так как их растворение может сопровождаться не поглощением, а выделением тепла. Количество выделяемого или поглощаемого тепла при кристаллизации единицы массы вещества (1 моль, 1 кг) называется теплотой кристаллизации. Числовые значения теплот растворения (кристаллизации) для ряда веществ, определяемые опытным путем, приведены в справочниках.

Методами кристаллизации осуществляются следующие процессы химической технологии: 1) выделение твердых растворенных веществ из растворов; 2) отверждение расплавов; 3) разделение смесей веществ на фракции, обогащенные каким-либо компонентом, а иногда на практически чистые компоненты; 4) глубокая очистка веществ от примесей; 5) выращивание монокристаллов. Подчиненные общим закономерностям, эти процессы имеют ряд технологических особенностей и большей частью отличаются аппаратурным оформлением, поэтому они ниже будут рассмотрены отдельно.

Б. КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ ИЗ РАСТВОРОВ 1. Растворимость твердых веществ

Все твердые вещества в той или иной мере способны растворяться в различных жидкостях, называемых растворителями. В промышленности наиболее распространенным растворителем для неорганических веществ является вода, а для органических —спирты, эфиры, углеводороды, хлорпроизводные и другие органические соединения. Концентрацию растворенного вещества в растворе часто относят к единице массы растворителя, количество которого при растворении и изогидрической кристаллизации остается неизменным: граммы или число молей вещества на 100 г, 1000 г, 1000 моль растворителя. В инженерных расчетах иногда удобнее выражать концентрацию в килограммах или молях вещества на 1 м3, 1 л или 1 кг раствора.

Растворимость веществ в различных растворителях зависит от физико-химических свойств тех и других, а также от температуры. Растворы, содержащие предельное количество растворимого веще678

679

ства о„ при данной температуре, называются насыщенными, при а <ан — ненасыщенными, при а > а„ — пересыщенными. Между насыщенным раствором и твердым растворенным веществом (кристаллами) устанавливается подвижное равновесие. Последнее характеризуется постоянством во времени количеств растворяющегося и вновь кристаллизуюшо

Рис. XV-1. Кривые растворимости бинарных расплавов.

« so so Температура, °С аJOC

~ ю го я w

Концентрация NH4CI,%(MOCG)

щегося вещества. Условие равновесия выражается зависимостью концентрации насыщенного раствора а„ от температуры t. Эта зависимость, как и выбор самого растворителя, определяются опытным путем.

680

В зависимости от свойств растворенных веществ и растворителей кривые растворимости в рассматриваемом температурном диапазоне бывают либо непрерывные (рис. XV-1, а), либо с изломами (рис. XV-1, б). Заметим, что те и другие кривые имеют резко отличающийся подъем, который характеризует различное влияние температуры на растворимость; в нашем примере этот подъем очень мал для NaCl и весьма велик у KN03 и Na2S03. Изломы кривой растворимости всегда соответствуют изменениям состава стабильной твердой фазы. Так, в температурном интервале 0—48,2 °С стабильная твердая фаза представляет собой пентагидрат Na2S03-5H20, между 48,2—66,5 °С — дигидрат NasS03-2H20, а при температурах выше 66,5 °С —безводную соль Na2S03. Кривая растворимости имеет в данном случае два излома и состоит из трех непрерывных ветвей. Каждому кристаллогидрату соответствует определенное равновесное давление паров, которое возрастает с увеличением т

страница 120
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170

Скачать книгу "Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая" (4.14Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
Infortrend GS1012R0C0F0D-8732
туалетные столики орматек
концерт хора турецкого в декабре 2017
как помочь детям инвалидам

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(22.10.2017)