ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Прямоугольно-треугольная диаграмма системы NH3—СОг из "Дистилляция в производстве соды" Давление паров аммиака и двуокиси углерода в равновесии с их водными растворами изучалось многими исследователями [72, 92, 101, 104, 105]. [c.22] В табл. 9 приведены опытные данные по равновесным составам пара и жидкости в системе NHg—СО2—Н2О. Эти данные имеют сравнительно невысокую степень точности, что следует иметь в виду при их графической обработке. [c.22] Из рассмотрения этой таблицы видно, что повышение общего давления и снижение температуры вызывают рост концентрации NHg и СО2 в обеих фазах и снижение отношения СОо NHg в газовой фазе при неизменном значении этой величины в жидкости. [c.23] При изучении физико-химического равновесия в системе NHg—СО2—Н2О концентрации компонентов лучше всего выражать в весовых процентах как в жидкой (х, и, 100—х—и), так и в газовой фазе (у, z, 00 y-z). [c.23] Для графического изображения равновесных составов жидкой и газообразной фаз трехкомпонентной системы обычно используется диаграмма Гиббса в форме равностороннего треугольника. [c.24] На рис. 5 представлены составы жидкой фазы системы NH3—СО2—Н2О при постоянном давлении 1 ата по опытным данным Е. Иенеке [97 ]. Эти данные несколько расходятся с данными табл. 9, особенно в области температур 55—65° (это очень заметно, если сопоставить кривые рис. 5, построенные по данным Е. Иенеке, с кривыми рис. 20, построенными по данным табл. 9). [c.24] Из диаграммы видно, что система NH3—СО2—Н2О значительно отклоняется от идеальной вследствие химического взаимодействия компонентов. Изотермы жидкости, которые для идеальной смеси изображаются прямыми линиями, в данном случае представляют собой кривые с ярко выраженным максимумом. Вершины кривых лежат на прямой линии, соединяющей фигуративные точки Н2О—(ЫН4).2СОз—NH4 O2NH2, что, с точки зрения физико-химического анализа, свидетельствует об образовании в растворе этих углекислых соединений аммония. [c.25] Изотермы пара изображают составы газовой фазы с одинаковой температурой конденсации. При температурах выше 60° изотермы весьма мало отличаются от прямых, что свидетельствует об отсутствии ассоциации NHg, СО2 и Н2О в газовой фазе при этих температурах. Составы, отвечающие растворам, насыщенным твердыми солями, изображаются кривой A B D E, ветви которой соответствуют аналогичным ветзям кривой AB DE на рис. 5. Эта кривая является границей существования возможных составов газовой фазы. [c.26] Выражение концентрации в весовых процентах в данном случае наиболее удобно, так как облегчает применение треугольных диаграмм для технологических расчетов. Выражать состав смеси какими-либо другими способами, например в виде молярных процентов, было бы нецелесообразно. [c.26] Схема графического определения состава пара изображена с помощью линий со стрелками на рис. 7, построенном по данным табл. 9. Находим для заданного состава жидкости (19% NH3 и 16% СО2) равновесную температуру кипения (=60°, на изотерме 1 которой лежит фигуративная точка состава жидкости. После этого по вспомогательной кривой 3 для этой температуры (60°) и по концентрации СО2 в жидкости =16% находим концентрацию NHg в парах г/=74%. В заключение по изотерме 2 пара (60°) и по концентрации NHg в парах (74%) находим концентрацию СО2 в парах г=10%. [c.26] Диаграмма тройной системы NHg—СО —HjO, изображенная на рис. 7, весьма наглядна, но мало удобна для непосредственного отсчета концентраций вследствие необходимости пользоваться вспомогательными кривыми и сложности выполнения интерполяций. Практически более удобно изображать диаграмму системы NHg—СО2—Н2О при постоянном давлении в форме прямоугольного треугольника, как это сделано на рис. 8. [c.26] Вершина прямого угла соответствует чистой Н2О, вершина правого острого угла—чистому NHg, а вершина верхнего острого угла—чистой СОа- Точки, принадлежащие горизонтальному катету, отвечают системе NH3 — Н2О, а точки вертикального катета— системе СО2—Н 0. Точки, принадлежащие гипотенузе треугольника, соответствуют составам безводной системы NH3—СОг-Концентрации NH3 и СО2 в парах (у и z) откладываются по катетам прямоугольного треугольника в весовых процентах. [c.28] Изолинии диаграммы, изображенной на рис. 8, построены с помощью графической интерполяции (по вспомогательным кривым) данных табл. 9. Так как кривая A B D E, изображающая на рис. 8 границу возможных составов газовой фазы, также построена по данным таёл. 9, то она несколько отличается от соответствующей кривой на рис. 6. [c.28] Построенные в большом масштабе диаграммы для различных давлений [рис. 9 (вклейка), 10, 11 и 12J предназначены для практического использования. Диаграмма для Р=760 мм рт. ст. [c.28] Для интерполяции данных при различных давлениях требуется построение вспомогательного графика, изображенного на рис. 13. [c.29] Практически проведение такой графической интерполяции в большинстве случаев не является необходимым. Следует воспользоваться диаграммой для давления (760, 570, 380 или 190 мм рт. ст. абс.), наиболее близкого к заданному, и ограничиться внесением поправки на температуру, исходя из того, что изменение давления в ту или иную сторону на 25 мм вызывает соответствующее изменение температуры системы на 1°. [c.30] Вернуться к основной статье