ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Развитие теоретических представлений о растворимости веществ в сжатых газах из "Сжатые газы как растворители" Идеальные газы состоят из молекул или атомов, движущихся в пространстве независимо друг от друга их взаимодействие, за исключением упругих столкновений, пренебрежимо мало. Силы связи между молекулами (атомами) газа слишком слабы, чтобы влиять на какое-либо из макроскопических свойств газа. Кроме того, масса и химический состав компонентов не влияют на состояние идеального газа. При данной температуре оно полностью определяется числом частиц в единице объема. [c.5] Реальные газы отличаются от идеальных тем, что их молекулы имеют определенный объем и между ними наблюдается взаимодействие. С повышением плотности реального газа, при его сжатии, влияние обоих факторов (и реальности объема и взаимодействия между молекулами) становится бо.нее заметным. При температурах ниже критической температуры сжатие реального газа приводит к его конденсации — явлению, не свойственному идеальному газу. При температурах же выше критической температуры газа конденсация его не происходит, даже при достижении очень высоких плотностей. Многие реальные сжатые газы по некоторым свойствам приближаются к жидкостям, например они растворяют жидкие и твердые вещества. Еще в прошлом столетии рядом исследователей, например Реньо (Regnauet, 1854), Голициным (Со1иг1п, 1890), было обращено внимание на увеличение давления насыщенного пара жидкости и твердого тела в присутствии постороннего нерастворяющегося в них газа. То же самое наблюдалось и при наложении на твердое тело (жидкость), находящееся в равновесии со своим насыщенным паром, механического давления, например с помощью полупроницаемого поршня. В этих случаях давление насыщенного пара твердого или жидкого вещества оказывалось зависящим не только от температуры и природы вещества, но и от величины дополнительно наложенного на него внешнего давления. [c.5] Кайете (Са111е1е1, 1880) в опытах по изотермическому сжатию смеси воздуха с углекислотой заметил, что последняя легко сжижалась. При увеличении же давления до 140—200 ат мениск, разделяющий фазы, исчезал и образовывалась одна газовая фаза. Он пришел к заключению, что жидкость растворялась в газе. [c.5] Существование зависимости давления насыщенного пара твердого вещества (жидкости) от величины наложенного внешнего давления находится в соответствии с правилом фаз Гиббса. Согласно этому правилу, для жидкости (твердого тела), находящейся в равновесии со своим паром и подвергающейся изотермическому сжатию, число параметров, определяющих состояние системы, надо брать равное трем, так как помимо давления насыщенного пара и температуры следует учитывать еще наложенное внешнее давление. [c.6] Из уравнений (6) и (7) следует, что увеличение давления насыщенного пара жидкости (твердого тела) в присутствии постороннего газа не зависит от природы последнего. [c.8] Ниже приведен вывод уравнения для определения мольной доли вещества в газовой фазе для системы, в которую введен посторонний газ (Кричевский, 1952 Кириллин, Шейндлин, 1963). [c.8] Из этого уравнения следует, что при постоянной температуре величина изменения содержания вещества в газовой среде от давления определяется разностью молярных объемов вещества в обеих фазах. [c.9] Известно, что в области низких давлений парциальный мольный объем вещества в газовой фазе много больше его мольного объема в конденсированной Поэтому производная д 1и М /дР является отрицательной и изотерма растворимости вещества в газе в области небольших давлений должна идти вниз. [c.9] При повышении давления эти объемы могут стать равными, что будет соответствовать митгмуму растворимости. Последующее увеличение давления приводит к уменьшению по сравнению с 2. Этой области давлений будет соответствовать увеличение мольной доли вещества в газовой фазе. [c.9] Особенно недопустимо пренебрежение этими силами при повышенных и высоких давлениях, так как с ростом давления сначала начинают сказываться силы притяжения между молекулами газовой фазы, а при более высоких давлениях — силы отталкивания. [c.10] На рис. 2 приведены характерные кривые, показывающие изменение содержания (в мольных долях) вещества конденсированной фазы в газовой фазе в зависимости от температуры и давления (Кричевский, 1952). Все кривые проходят через минимум. Левые части кривых соответствуют конденсации бензола из газа при повышении давления, правые же части кривых — изотермы растворимости бензола в газе. [c.10] При любом давлении мольная доля аммиака в газовой фазе была больше, чем рассчитанная по уравнению Пойнтинга. Перкинс подсчитал разность между химическим потенциалом аммиака в газовой смеси при обш ем давлении системы Р, создаваемом газом, и химическим потенциалом чистого NHg над аммиакатом ВаС1г, находяш,имся под механическим давлением, равным Р. Наименьшая разность оказалась для случая, когда давление в системе создавалось гелием, а наибольшая — азотом. [c.11] Первый член правой части уравнения (13) pFs/22400, представляющий собой эффект Пойнтинга для случая твердого тела, подвергнутого дав.лению газа, не зависит от природы газа. Второй член учитывает молекулярные взаимодействия компонентов газового раствора. Он зависит от природы газа и им объсняется неодинаковая растворимость данного вещества в разных газах. [c.12] С D в этих выражениях являются постоянными величинами для данной системы А ж В, ъ первом приближении, не зависят от р. [c.12] Вернуться к основной статье