химический каталог




Физическая химия

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

же температуре (при Т =я = const) или при одном и том же давлении (при р= const) называют изотермо-изобарами пара. Каждой точке на изотермо-изобаре жидкости соответствует точка состава пара, сосуществующего с данным раствором. Точки соединяет проекция ноды.

Соотношение между количествами двух сосуществующих фаз и их составами здесь также устанавливается с помощью правила рычага. Для того, чтобы проследить, как меняются параметры сосуществования в тройной системе, необходимо выбрать какой-то путь изменения ее состава. Наиболее часто рассматривают изменения Т или р при закреплении мол. доли одного из компонентов (хс. — const), т. е. по прямой, параллельной стороне, противоположной вершине С-го компонента. Удобно также рассматривать изменение состава по секущей, проведенной через одну из вершин треугольника, где отношения концентрации двух компонентов постоянны (см. рис. V. 42)'.

Рмс. V. 46. Равновесие жидкость — пар в тройной системе:

а — зависимость общего давления от состава пара и от состава жидкости; б — проекции сечений поверхностей жидкости и пара, соответствующих постоянству общего давления.

Вообще говоря, таких путей изменения составов жидкости или пара в трехкомпонентной системе бесчисленное множество, так как концентрации двух компонентов изменяются независимо. Наиболее практически важными в системах жидкость—пар являются пути изменения состава, которые задаются ходом какого-либо естественного или технологического процесса.

Рассмотрим с учетом этого изменения состава трехкомпонентного раствора при его простой перегонке (открытом испарении). Если на концентрационном треугольнике откладывать последовательно точки составов жидкости по мере отгонки из нее пара, то образуется кривая, называющаяся дистилляционной линией или линией открытого испарения.

Зная состав выделяющегося пара, можно вычислить дистилляционную линию. Для этого необходимо уравнение дистилляционной линии, полученное в предположении, что процесс идет очень медленно и состояние равновесия между фазами практически не нарушается. Процесс открытого испарения не может протекать изотермо-изобарически, так как в ходе его изменяются концентрации всех трех компонентов, две из которых меняются независимо, на что расходуются две степени свободы. Следовательно, произвольно задать постоянными и Т\ и р одновременно невозможно. Обычно рассматривают дистил-ляционные линии при закрепленном давлении, что соответствует обычным условиям проведения перегонки. Если из

+ dnS2) моль 1-й фазы, состав которой характеризуется мол. долями x'v x'v xrv образовались п{1) моль 1-й фазы, но с новым составом х\[\ x2l\ xf и dn{2) моль 2-й фазы состава х{2\ х22\ xf\ то изменение состава 1-й фазы описывается уравнениями *

* Вывод уравнения (V. 258) аналогичен приведенному в разд. V. 3.2, для формул (V. 133) —(V. 136),

пш = - [*<2> - dn<2h dxf = - \xf - 41»] dn{2\ (V.258)

fir 6f Рис. V. 47. Ход дистилляциокиой линии и раст положение нод жидкость — пар на треугольнике составов.

Поделив первое уравнение на второе, получаем;

V 2 ' 1 'Г или Р

= [42>-41,]/[х<2>-^>]. (V.259)

Производная в равенстве (V. 259) описывает приращение мол. доли легколетучего компонента при изменении мол. доли компонента с более высокой температурой кипения в процессе простой перегонки жидкости. Уравнение (V.259) можно проинтегрировать, если известна зависимость состава пара от состава раствора [например, в форме уравнения Вильсона (V.220), но записанной для трехкомпонентной системы].

Пользуясь выражением (V.259), можно также установить ряд закономерностей, которым подчиняются дистилляционные линии. Для анализа хода кривых открытого испарения рассмотрим их геометрическую интерпретацию. На рис. V. 47 изображена линия открытого испарения MN, по которой изменяется состав жидкости в кубе, и соответствующая ей кривая M'N\ по которой меняется состав пара, отгоняющегося в процессе дистилляции. При образовании бесконечно малого количества пара в ходе перегонки точка состава жидкости смещается по продолжению ноды (аа\ bbf, ccf и т. д.). При этом состав пара изменяется и положение ноды также смещается. Следовательно, в точках а, Ь, с ноды аа\ ЬЪ' и ссг касаются кривых открытого испарения. В математике кривая, к каждой точке которой прямые одного и того же семейства являются касательными, называется их огибающей.

Таким образом, дистилляционная линия представляет собой огибающую нод. Естественно, что линии открытого испарения начинаются в вершине самого легколетучего компонента. Так как при простой перегонке нельзя отогнать какое-либо вещество целиком (см. разд. V. 5), дистилляционные линии не пересекаются со стороной концентрационного треугольника, соответствующей любой нз бинарных систем, а, обходя вершину компонента, имеющего промежуточную температуру кипения, заканчиваются в вершине самого труднолетучего компонента. Температура кипения при движении по дистилляционной линии от ее начала до ее конца может только повышаться.

Все вышеприведенные рассуждения относились к тройным системам, образуемым бинарными, не имеющими азеотропов. При наличии в бинарных системах экстремумов температуры кипения и давления фазовая диаграмма тройной системы усложняется. При этом возможно множество различных вариантов поверхностей температур илн давлений, и, следовательно, отличающихся друг от друга картин расположения изотермо-нзобар н дистнлляционных лнннй.

На рис. V.48 приведены примеры обычных диаграмм фазового равновесия в системах, содержащих один н два бинарных азеотропа с минимумом температуры кипения и максимумом давления. На их проекциях хорошо видны «лощины» и «хребты» (штриховые линии), порождаемые на поверхностях температур кнпення или давления бинарными азеотропами. Прн этом хребет на поверхности давлений соответствует впаднне на поверхности температур кипения и, наоборот, впадина на поверхности давлений сопровождается наличием хребта на поверхности температур. Рнс. V. 49 изображает фазовые равновесия в системе, имеющей тройной азеотроп с минимумом температуры кипения и максимумом давления пара.

В некоторых трехкомпонентных системах встречаются также нераздельно кипящие смесн, не обладающие наивысшими или наиннзшнми в системе температурой кипения или давлением пара (рис. V. 50).

Это — так называемые седловые азеотропы. Онн возникают на пересечении лощнны н хребта (см. рнс. V. 50, а): при этом раствор состава, соответствующего точке пересечения, имеет наивысшее давление и температуру кнпення среди жидкостей, точки составов которых располагаются на кривой лощины, и характеризуются нанннзшнми давлением или температурой кипения по отношению к растворам, точки составов которых лежат на хребте. Ход нзотермо-нзобар вокруг седлового азеотропа изображен на рнс. V. 50, б.

Тройные азеотропы с минимумом давления и максимумом температур кипения термодинамически возможны, но до сих пор в природе не обнаружены.

Возможность образования в системах различных типов бинарных и тройных азеотропов

страница 96
< 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
кирпич лицевой terex
привод с датчиком для фиксрованои регулервки температуры
http://www.prokatmedia.ru/plazma.html
http://help-holodilnik.ru/remont_model_1333.html

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
(29.06.2017)