химический каталог




Физическая химия

Автор Б.П.Никольский, Н.А.Смирнова, М.Ю.Панов, Н.В.Лутугина и др.

овесных фаз, можно менять только одну из трех переменных: Т, р или концентрацию.

Всякое произвольное изменение более одного параметра в такой системе, связано с исчезновением той или иной фазы.

Проследим за изменением давления пара при изменении состава раствора (рис. V.27). По мере прибавления компонента В к А парциальное давление А(рА) постепенно падает, а парциальное давление В(рв) возрастает. Общее давление (р) над раствором изменяется при этом по кривой, выражающей суммарное значение парциальных давлений. Так давление будет

Рис. V. 27. Зависимость общего и парциального давлений пара от состава жидкости в системах с ограниченной взаимной растворимостью компонентов.

°* изменяться до определенного предела в (до точки хс), обусловленного тем, что при данной температуре дальнейшее растворение веществ друг в друге прекращается. Так же, как и на диаграмме температура — состав жидкости (см. рис. V. 23) точки хс и xd соответствуют образованию насыщенных растворов: компонента В в А (точка хс) при парциальном давлении В, равном отрезку хсЕ, и компонента А в В (точка xD) при парциальном давлении А, равном отрезку xdF.

Точка х' на участке хсХо отвечает общему составу (брутто-составу) гетерогенной смеси.

На участке составов xDxc система представляет собою две жидкие фазы, находящиеся при Г = const в равновесии между собою и паром над ними. В соответствии с правилом фаз при условии Т = const общее давление пара системы р', парциальные давления компонентов рд и рв, а также составы трех фаз тоже постоянны.

Количественное соотношение слоев хс и xD определяется по правилу рычага соответственно отрезками x'xD и хсх'.

Кривые общего давления пара над ограниченно смешивающимися жидкостями имеют разный характер в зависимости от природы системы. Так, рис. V. 28, а описывает системы, у которых общее давление пара над расслаивающимися смесями больше давления пара каждого из чистых компонентов, а рис. V. 28, б и в характеризуют системы, у которых значения давления пара над расслаивающимися смесями являются промежуточными между давлениями пара чистых компонентов. На рис. V. 28, в в отличие от рис. V. 28, б в области гомогенных растворов имеется максимум давления пара (точка М).

(Рис. V. 28, а отличается от рассмотренного рис. V. 27 только тем, что на нем отсутствуют кривые парциальных давлений.) В области, заключенной между кривыми пара и жидкости, показаны ноды lm и fe, которые связывают составы сосуществующих растворов и их равновесных паров. До тех пор, пока растворы одного компонента в другом остаются ненасыщенными, т. е. составы растворов лежат в гомогенной области, а давление пара изменяется по кривым р\С или рвД каждому составу

раствора соответствует только ему одному присущий состав пара. Например, точке xi соответствует давление пара pi. Раствор xi сосуществует с паром состава хт, так же как на диаграммах для гомогенных растворов. В системах, описываемых рис. V. 28, а пар по сравнению с жидкостью обогащен одним из компонентов (В или А) в зависимости от того, по какую сторону от точки О находятся составы растворов.

В системах, характеризуемых рис. V. 28, б фаза пара по отношению ко всем растворам правой и левой ветвей обогащена компонентом В. Поэтому точка О', отвечающая равновесному пару растворов гетерогенной области, лежит справа от границы этой области.

То же самое справедливо и по отношению к системам, гетерогенные смеси которых находятся слева от точки максимума М давления пара (рис. V. 28, в).

Любая точка, соответствующая составу гетерогенной смеси в интервале составов xcxD имеет пар одного и того же состава к0. Эта зависимость наглядно показана на диаграммах состав жидкости — состав пара (рис. V. 29). Здесь по осям отложены значения составов жидкости и пара. На диагонали квадрата эти составы равны. На участке Ахс и xdB находятся точки составов, соответствующие гомогенным растворам, на отрезке xcXd — гетерогенным смесям. Вся кривая ACDB выражает зависимость между равновесными составами жидкости и пара. Гомогенный раствор состава xt (или Xf) имеет равновесный пар состава х{р [или xf]. Гетерогенные смеси, точки составов которых лежат в интервале xcXd имеют пар одного и того же состава л:^.

На рис. V. 29, а точка О соответствует равенству составов жидкости и пара.

Пар постоянного состава, промежуточного между составами равновесных жидких слоев и равного брутто-составу гетерогенной жидкости, называется гетероазеотропом (см. рис. V. 28, а).

Процессы испарения на практике обычно протекают при р = const, поэтому удобнее рассмотреть их на диаграммах температура— состав (рис. V. 30).

При испарении гетерогенной смеси постоянство температуры и состава пара сохраняется только до тех пор, пока не израсходуется один из слоев жидкости (на рис. V. 30, а слой состава Хс или xD, а на рис. V.30, б и в — слой состава xD).

Так, подвергая перегонке смесь брутто-состава х (или х') можно получать пар О, который после конденсации дает дистиллят брутто-состава дго. По мере испарения точка х по линии жидкости передвигается влево до точки О, т. е. до исчезновения слоя D (или вправо до точки О, т. е. до исчезновения слоя С, если перегонке подвергается смесь брутто-состава xf). После этого останется гомогенная жидкость, испарение которой приведет к изменению состава пара и повышению температуры кипения. Точки на кривых жидкости и пара будут передвигаться влево или вправо, если первоначальная смесь была состава х или х''.

Пар состава х0 после конденсации дает снова расслаивающуюся жидкость. Если необходимо получить чистый компонент, эти слои отделяют друг от друга и подвергают жидкости фракционной перегонке или ректификации, отделяя примесь вещества, находящегося в незначительном количестве.

Пар состава х0', образующийся при испарении систем, отвечающих рис. V. 30, б и в после конденсации дает однородную жидкость. При фракционной перегонке такой жидкости в конденсате может быть получен чистый компонент (для систем, характеризуемых рис. V. 30, б) или минимальный азеотроп (для систем, характеризуемых рис. V. 30, б). Эти процессы описаны в разд. V. 5.

Рассмотрим теперь вопрос о влиянии 7* и р на равновесие в трехфазной системе типа жидкость — жидкость — пар. Для этого рассмотрим бинарную трехфазную систему как совокупность двух двухфазных систем с одной общей фазой — паром. Тогда для этого случая можно записать систему из двух уравнений Ван-дер-Ваальса:

V3ldP~S3ldT + [*(1> - *(3>] {d2Gfdx2)Wp d*<3> Уз 2 dp = S3 2 dT + [*(2) - *(3>] (d2G/dx%% dx™.

(V. 248)

Ho

>3l

Q31/T и S32=Q32/T, (V.249)

где Q31 и Q32 — дифференциальные молярные теплоты конденсации пара в первый и второй жидкие слои.

Дифференциальные молярные объемные эффекты (V3i н V32) конденсации пара в каждую из жидких фаз очень близки друг к другу и поэтому их приближенно можно считать равными. Тогда, вычитая в системе уравнений (V.248) второе равенство из первого получаем:

*аИ Q3, - Q3 2 (V 250)

dT T{d2Gldx2)fp[xW-xM] ' К }

Таким образом, влияние температуры на состав пара на

страница 90
< 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261

Скачать книгу "Физическая химия" (6.95Mb)


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

 

 

Реклама
слайд проектор в аренду
Компания Ренессанс готовые винтовые лестницы цена - качественно, оперативно, надежно!
стул для посетителей kf 1
куда поместить мебель временно при переезде

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
(11.12.2016)