ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Системы типа бензол — вода из "Растворимость газов в воде Справочное пособие" Неводные компоненты, входящие в системы этого типа, при обычных температурах и атмосферном давлении являются жидкостями. Естественно, что при давлениях ниже давления пара или при высоких температурах они находятся в газовом состоянии. Из-за большого размера молекул эти компоненты не образуют кристаллогидратов как первого, так и второго типов. При низких температурах в ряде случаев в этих системах неводные компоненты затвердевают. [c.18] Типичными представителями неводных компонентов, образующих системы рассматриваемого типа, являются углеводородные жидкости. В соответствии с рис. 10 в системах наблюдаются равновесия неводнан жидкость—газовая фаза, водная жидкость—газовая фаза, трехфазные равновесия жидкость-жидкость-газ и равновесия жидкость-жидкость. Критическая кривая имеет две ветви одна начинается в критической точке воды и, проходя через минимум температуры на диаграмме давление-температура, направляется к высоким давлениям и температурам другая ветвь начинается в критической точке чистого неводного компонента и оканчивается в конечной критической точке, в которой эта ветвь критической кривой встречается с трехфазной кривой. [c.18] Рассмотренные выше двойные системы различных типов были образованы водой и неполярными или слабо полярными веществами, резко отличающимися по своей природе от воды, которая имеет значительную полярность и способность участвовать в водородных связях. Специфика поведения смесей воды и неполярных компонентов в значительной степени связана с противоположностью свойств компонентов, образующих смесь. Смеси воды с близкими к ней по природе веществами характеризуются сравнительно простым поведением, которое проявляется также и в том, что критическая кривая не распадается на ветви и является непрерывной, идущей от критической точки одного компонента к критической точке другого. К таким системам относятся системы вода—аммиак и вода—нафталин (гл. М). [c.18] Составы природных систем, содержащих воду, обычно подчиняются определенным закономерностям. Часто встречаются системы, в которых один неводный компонент является основным, а множество других компонентов присутствуют в виде малых примесей. В качестве таких основных компонентов обычно выступают метан, азот, диоксид углерода. Многокомпонентные системы такого типа по своему фазовому поведению мало отличаются от соответствующих двойных систем с водой. [c.19] Эти неводные компоненты (метан, азот и диоксид углерода) иногда встречаются в смесях в достаточно больших и сопоставимых концентрациях, поэтому ни один из этих компонентов нельзя рассматривать как основной неводный компонент. [c.19] В природных углеводородных газах обычно больше всего метана. Гомологи метана присутствуют, как правило, в сравнительно небольших количествах. [c.19] Помимо воды и различных газовых компонентов в системах часто присутствуют электролиты, преимущественно, соли. В ряде случаев они могут приводить к серьезному изменению характера фазовых диаграмм. Подробности рассматриваются в гл. V. [c.19] ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ ПО РАСТВОРИМОСТИ ГАЗОВ В ВОДЕ. [c.19] Экспериментальные данные по растворимости индивидуальных газов важны сами по себе, как информация о содержании растворенных газов в воде при тех или иных условиях. Кроме того обработка этих экспериментальных данных позволяет иногда найти растворимость индивидуальных газов в условиях, выходящих за пределы давлений, при которых экспериментальные данные получены, и найти растворимость индивидуальных газов из смеси газов. Основной показатель, используемый в этих целях, - коэффициент Генри, которь(й определяется экспериментальными данными по растворимости. Знание коэффициента Генри позволяет также вычислить изменения некоторых термодинамических функций в процессе растворения газов в воде. [c.19] Содержание растворенных газов в воде выражают обычно с помощью следующих величин. [c.19] Следует иметь в виду, что для тяжелых газов, например пропана, объем идеального газа при атмосферном давлении и температуре О °С заметно отличается от объема реального газа (коэффициент сжимаемости 0,97). [c.20] 016 — молекулярная масса воды. [c.20] Экспериментальные исследования фазовых равновесий между газом и водой разделяются на две основные группы. Перван группа относится к давлениям, существенно не превышающим атмосферное, и к температурам, верхний предел которых не выходит за 100 °С, вторая — к давлениям, значительно превышающим атмосферное и в отдельных случаях достигающим сотен мегапаскалей. Температуры в исследованиях второй группы меняются в широких пределах — от температур замерзания водных растворов до критической температуры воды и даже до более высоких температур (это возможно при исследованиях равновесия газь-газ или растворимости газов в солевых растворах). Техника и методика исследований в обеих группах существенно отличаются. Для исследований первой группы используется преимущественно стеклянная аппаратура, для исследований второй группы — в основном металлическая. [c.21] Поскольку исследуются зачастую одни и те же системы, то результаты исследований обеих групп при низких и высоких давлениях дополняют друг друга и представляют возможности для взаимной проверки данных. Область высоких температур можно исследовать только с помощью аппаратуры для высоких давлений, так как при высоких температурах давление пара воды достигает больших значений. [c.21] Коэффициент абсорбции Бунзена (Kg) равен числу объемов газового компонента при 0,101325 МПа и О °С, растворяющихся в одном объеме воды при данной температуре и парциальном давлении газового компонента 0,101325 МПа. [c.22] Коэффициент абсорбции Куенена к ) равен количеству газового компонента при 0,101325 МПа и О °С, растворяющемуся в 1 г воды при парциальном давлении газового компонента 0,101325 АЛПа. [c.22] Если газ подчиняется законам идеальных газов, растворимость подчиняется закону Генри в нетермодинамической формулировке (см. гл. VI) и сжимаемостью жидкости и изменением ее объема за счет растворенного газа можно пренебречь, то при постоянной температуре коэффициент Оствальда не зависит от давления. [c.22] Помимо коэффициентов абсорбции при условиях, в которых растворимость газа допустимо относить к парциальному давлению газов, растворимость газов можно характеризовать молярной долей растворенного в воде газа при равновесии воды с газом, парциальное давление которого равно единице (Л// ). [c.23] При соблюдении законов идеальных газов, закона Генри и возможности пренебрежения влиянием давления паров воды на растворимость газов величина 1/Л// равна коэффициенту Г енри. [c.23] Вернуться к основной статье