химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая

Автор А.Г.Касаткин

поэтому F = 0, т. е. система не имеет степеней свободы, она инвариантна; ее существование возможно только при давлении 0,5 кПа и температуре 0,0076 "С. Если удалить из данной системы лед, то оставшаяся двухфазная система (К = 1, Р = 2) будет иметь одну степень свободы (F = 1), она моновариантна, т. е. допускает без нарушения равновесия изменять либо давление, либо температуру. При этом каждой заданной температуре однозначно соответствует одно определенное давление.

Рассмотрим систему, состоящую из двухкомпонентной (бинарной) жидкой смеси и паров, образующуюся при ее кипении. В данном случае характеристическими параметрами, кроме давления и температуры, являются еще составы жидкости и пара. Если компоненты жидкой смеси абсолютно нерастворимы друг в друге, то К = 2, Р = 3 и F = 1, т. е. система моновариантна. По условию равновесия изменение, например, давления над этой системой влечет за собой одновременное изменение температуры кипения и состава паровой фазы (состав жидкой смеси здесь роли не играет, так как ее компоненты взаимно нерастворимы). Если же рассматриваемая смесь состоит из компонентов с неограниченной взаимной растворимостью, то К = 2, Р = 2 и F = 2, т. е. система бива-риантна.

Здесь в равновесном состоянии системы, например, определенному давлению и заданному составу жидкой фазы всегда соответствуют определенная температура кипения и определенный состав паровой фазы.

При кипении смеси, состоящей из трех компонентов с неограниченной взаимной растворимостью, мы имеем систему с тремя степенями свободы (К = 3, Р = 2, F = 3). Например, кроме температуры и давления может быть еще произвольно задана

424 концентрация одного компонента в жидкой фазе или в парах; остальные параметры равновесной системы однозначны.

Правило фаз, как наглядно показывают приведенные примеры, дает лишь качественную характеристику равновесной системы. Необходимые же для изучения и теоретического расчета процессов массообмена количественные соотношения компонентов сосуществующих фаз (их составы) в равновесных системах большей частью не поддаются теоретическому расчету, а определяются экспериментальным путем. Для распространенных на практике систем количественные данные о равновесных составах фаз приведены в разных справочниках и специальных руководствах. По этим данным строят в требуемых системах координат диаграммы равновесия, необходимые для анализа и расчета массообменных процессов и аппаратов. Эти диаграммы имеют различный вид в зависимости от физико-химических свойств систем; наиболее типичные из них рассматриваются ниже.

Системы газ—жидкость. Если над жидкостью находится растворимый в ней газ, индивидуальный или в смеси с другими нерастворимыми газами, то в равновесном состоянии такой системы между концентрациями растворимого газа в обеих фазах устанавливается определенное соотношение. Последнее носит название константы фазового равновесия и выражается отношением концентрации растворимого газа в газовой фазе к его концентрации в равновесной жидкой^фазе. При этом концентрации могут быть выражены в единицах любой размерности. Если последние одинаковы для обеих фаз, то константа равновесия безразмерна; в противном случае она имеет соответствующую размерность. В дальнейшем мы будем оперировать главным образом газовыми смесями, содержащими наряду с растворимыми компонентами А также и нерастворимые В (будем называть их и и е р-т о м). При этом удобно пользоваться относительными концентрациями: Y (кмоль Л/кмоль В) или Y (кг Л/кг В) в газовой фазе и X (кмоль Л/кмоль жидкости) или X (кг А/кг жидкости). Константы равновесия, следовательно, будут: т — YIX и т = YIX.

Константы фазового равновесия шит зависят от физико-химических свойств системы, давления, температуры и концентрации растворимого компонента в жидкой фазе; как правило, они растут с понижением давления и повышением температуры. При каждом данном давлении и каждой температуре величина т изменяется в диапазоне концентраций, поэтому в координатах Y—X уравнения для т описывают кривые (рис. IX-1), которые называются кривыми, или линиями, равновесия. В отдельных случаях т = const, тогда линии равновесия спрямляются.

В случае идеальных растворов, если температура последних ниже критической температуры растворяющегося газа (газ конденсируется), система подчиняется закону Рауля, согласно которому равновесное давление газа над раствором рГ пропор425

ционально его мольной доле х в растворе: рг = хРя, где />„ — давление насыщенного пара чистого компонента при данной температуре. Так как абсолютная мольная концентрация растворяющегося компонента в газовой фазе у = pJP, где Р — полное давление газовой смеси, то константа равновесия в рассматриваемом случае выразится формулой: mp = PJP = у/х.

В процессе испарения смеси взаимно нерастворимых компонентов каждый из последних ведет себя так, как если бы существовал один при той же температуре. В частности, парциальное давление паров каждого компонента (ра, рь, рс, ...) не зависит от состава жидкой смеси и равно давлению

страница 16
< 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
продажа домов на новорижском шоссе срочно
fissler blackedition купить
wilson в махачкале купить
Стол журнальный Саут 4Д

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
(25.05.2017)