химический каталог




Физическая химия

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

временно находится в струе пара и жидкости. Подобная задача наилучшим образом решается в широко распространенных приборах Свентославского и Коттреля.

В приборе Свентославского (рис. V.54, а) раствор, подлежащий исследованию, наливают в нижний резервуар / прибора через боковой отросток сосуда так, чтобы жидкость находилась в узкой трубке 2. При кипении пар вместе с капельками жидкости устремляется по трубке 2 в отверстие сосуда <3, расположенное вблизи нижней части внутренней запаянной трубки 4, которая содержит ртуть или силиконовое масло (последние увеличивают теплопроводность системы). Сюда же погружают шарик термометра. Нагреватель представляет собою жестяное полукольцо, покрытое асбестом, на который намотаны электроспираль. Это полукольцо охватывает нижнюю трубку 5 в месте соединения ее с резервуаром /. В ходе опыта нагревание регулируют так, чтобы нижняя часть трубки с термометром

находилась в струе пара и жидкости, непрерывно поступающих из трубки 2. В этом случае после установления равновесия показания термометра отвечают температуре обеих сосуществующих фаз. Правильным считается показание, не изменяющееся в течение 15—

20 мин при непрерывном кипении жидкости. Верхнюю часть прибора следует теплоизолировать асбестом во избежание конденсации пара не в холодильнике, а на стенках сосуда.

Прибор Коттреля (насос Коттреля, рис. V.54,6) работает по тому же принципу, что и прибор Свентославского. Под давлением образовавшихся паров кипящая жидкость, захватывая пузырьки пара, устремляется в колокол 6 и затем поднимается по трубке 7, омывая резервуар с термометром 4. Насос Коттрештается с приборами, предназначенными для

«ил ivUuvj ш w tUi

определения составов равновесных фаз.

Существует несколько методов определения концентрации компонентов в паре, равновесном с жидкостью заданного состава. Однако до сих пор наиболее распространенными являются так называемые циркуляционные приборы однократного испарения. Прибор такого типа был впервые предложен Саме-шима и Ли в 1924 г., затем его конструкция многократно изменялась и усовершенствовалась различными исследователями. На рис. V. 55 приведена одна из конструкций прибора, разработанная Бушмакиным. Различные конструкции циркуляционных приборов подробно описаны в пособиях и монографиях, посвященных этому вопросу.

При экспериментальном определении сосуществующих составов пара и жидкости необходимо, во-первых, быть уверенным в том, что в системе установилось равновесие, и во-вторых, принять меры для устранения так называемой «частичной» конденсации пара. Состав пара, сосуществующего с жидкостью, определяют в таких приборах по составу сконденсированной из него в малых количествах жидкости. Но при этом следует учитывать, что поскольку состав равновесных фаз неодинаков, то в процессе отгонки концентрация легколетучего компонента в

Рис. V. 55. Прибор однократного испарения конструкции Бушмакнна:

1, 6, 9, 10 — краны; 2 — сосуд; 3, 4 — холодильники; 5, 8 — капельницы, 7 — переточиая трубка.

жидкости уменьшается и состав ее изменяется. Каждая последующая порция конденсата будет, таким образом, соответствовать пару, сосуществующему с новым составом жидкости. В результате проведения такого опыта мы получим дистиллят, соответствующий составу пара, равновесного с одним из составов жидкости, промежуточным между ее составом до и после отбора дистиллята (однако этот состав не обязательно будет средним между начальным и конечным значениями).

Во избежание этой неточности в работе можно взять большое количество жидкости и отобрать очень маленькую пробу дистиллята (жидкости должно быть в 20—30 раз больше, чем дистиллята). Тогда изменение состава жидкости окажется настолько малым, что им можно пренебречь. Однако такой путь проведения опыта требует большого расхода реактивов и совсем непригоден тогда, когда для анализа состава пара необходимо значительное количество дистиллята.

Значительно более эффективно определять состав равновесного пара в условиях многократной конденсации пара и возвращения дистиллята в куб. В результате такой циркуляции конденсат и жидкость в кубе будут через определенный промежуток времени иметь составы, отвечающие условиям равновесия. Именно такой принцип использован в приборе, описанном ниже.

Неточность определения равновесных составов фаз, связанная с изменением состава жидкости в результате отбора дистиллята, может усугубляться еще и тем, что конденсация пара при недостаточно тщательной теплоизоляции происходит не только в холодильнике, где пар целиком превращается в жидкость, но и на стенках прибора, в котором ведется исследование. Такое явление носит название частичной конденсации.

Графически явление частичной конденсации изображено на рис. V.56, где через и обозначены равновесные составы

жидкости и пара, и через Тс — равновесная температура. Когда

пар равновесного состава попадает на холодные стенки

сосуда, температура его понижается до То- Пар частично конденсируется, давая жидкость состава х$, которая стекает в

перегонный куб, и пар состава х$. Жидкости состава х$ образуется обычно немного, так что в результате опыта получается пар состава Jtrg', как бы сосуществующий с жидкостью состава лг0.', т. е. разница в составах пара и раствора получается много большей, чем при равновесии.

Как будет видно из дальнейшего, устройство, предотвращающее частичную конденсацию, также предусмотрено в приборе Бушмакина. Рассмотрим его устройство (см. рис. V. 55). Через кран / жидкость засасывается в сосуд 2 с помощью водоструйного насоса так, чтобы уровень ее находился на 1—2 см выше края внутренней незапаянной трубки. После этого раствор кипятят; образовавшиеся пары вытесняют воздух из пространства между внутренней трубкой и стенками прибора, а затем непрерывными потоками поступают в левый и правый холодильники 3 и 4. Пар, попадающий во внутреннюю трубку, конденсируется в левом холодильнике и через левую капельницу попадает в капельницу 5. Первые порции собранного в этой капельнице дистиллята обычно отбрасывают через кран 6 для удаления из раствора легколетучих примесей. Затем кран 6 закрывают, и прибор в течение длительного времени работает «на себя». Когда уровень дистиллята в капельнице 5 достигает уровня переточной трубки 7, верхние его слои перетекают обратно в сосуд 2 и дистиллят все время «обновляется». В результате достаточно долгой работы состав дистиллята будет строго соответствовать составу пара, равновесного с жидкостью, находящейся в приборе.

Следует заметить, что новый состав жидкости может значительно отличаться от исходного, поэтому наряду с дистиллятом новый раствор также должен анализироваться. Время, нужное для установления равновесия в каждом приборе, различно и определяют его предварительно, но в среднем оно не превышает 1—2 ч.

Пар, поступающий в пространство между внутренней трубкой и стенками прибора, конденсируется в правом холодильнике 4, и образовавшийся дистиллят стекает через правую капельницу 8 обратно в сосуд. В ходе работы с помощью изменения на

страница 98
< 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
утеплитель для каркасной бани
vm tion гироскутер
экскурсия на булгаковском трамвае
купить цветные линзы вселенной

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
(17.08.2017)