ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение растворимости твердых тел в жидкостях из "Техника физико-химических исследований при высоких давлениях" Фазовые равновесия в системах жидкость—твердое тело изучают двумя методами, непосредственным измерением равновесного состава раствора при заданных температуре и давлении и определением объемных соотношений в растворах с последующим вычислением растворимости. [c.229] Непосредственное измерение растворимости твердых тел в жидкостях имеет достаточную давность. Мы не будем касаться истории вопроса и отошлем интересующихся к литературе . [c.229] как и во всех уже описанных нами разделах, задача исследователя сводится к получению насыщенного при данных условиях раствора и анализу этого раствора. Раствор насыщают при атмосферном давлени - и затем вводят в стеклянный сосуд, куда загружают твердый компонент, находящийся в специальной корзинке, изготовленной из платиновой сетки. Сосуд помещают внутрь катушки электромагнита так, что сердечник последнего при движении перемещает корзинку внутри раствора. При перемещении корзинки происходят растворение твердого компонента и перемешивание раствора. [c.229] После установления равновесия снижают давление, открывают аппарат и анализируют раствор. Эти операции следует проводить быстро, чтобы раствор, насыщенный под давлением, не успел изменить своего состава. Так как в этом аппарате передающей давление жидкостью является масло, то выгруженный раствор обычно покрыт слоем его и для отбора пробы на анализ применяются специальные пипетки, позволяющие отфильтровать раствор. Этот метод в достаточной степени неудобен, и хотя полученные данньш были подтверждены контрольными методами по определению электродвижущей силы элемента, образуемого раствором, и по изменению электросопротивления раствора с давлением—вряд ли можно рекомендовать его применение. Исследование же в подобного рода аппаратах жидкостей, смешивающихся с маслом, вооб-п е невозможно. [c.229] Пипетка состоит из двух частей. Верхняя часть заполнена бензином, нижняя—водным раствором, над которым также находится бензин. Нижний капилля1 ный конец пипетки опущен в ртуть. Собранную таким образом пипетку присоединяют к капилляру 3 и помещают в колено аппарата. При создании давления масло вгоняет ртуть в стеклянную пипетку, находящуюся под двухсторонним давлением. При качании аппарата ртуть, раствор и твердый компонент, помещенные в пипетку, перемешиваются. [c.230] После окончания опыта открывают кран 4 и выпускают бензин из верхней пипетки при постоянном давлении в аппарат. При этом раствор из нижней пипетки переходит в верхнюю, фильтруясь через фильтры 5 и 6. Затем быстро снижают давление и вынимают пипетку. [c.230] В колонну высокого давления 1 вставлен пьезометр 2, внутри которого находится электромагнитная мешалка 5, приводимая в движение катушкой 4. Внутрь пьезометра заливают или чистый растворитель или ненасыщенный раствор исследуемого вещества. К оси мешалки, движущейся в пьезометре, прикрепляют корзиночку 5, в которую загружают растворимое вещество. Весь пьезометр погружен в стакан, на дне которого налита ртуть, служащая гидравлическим затвором, отделяющим содержимое пьезометра от передающей давление жидкости. [c.230] Для исследования фазовых равновесий в системах вода—твердое тело при высоких давлениях и температурах предложен ряд методов, характеризующихся тем, что давление в сосуде создается вследствие испарения воды при нагревании сосуда высокого давления до температуры опыта. Варьируя количество загруженной в аппарат жидкой фазы и температуру, можно достичь раз личных давлений. Этот же метод позволяет исследовать раствори мость твердых тел в водяном паре. [c.232] В бомбу из нержавеющей стали с затвором с конической резьбой (аналогично изображенному на рис. 45) помещают исследуемый минерал (например кварц) и наливают определенное количество воды. Затем бомбу нагревают до необходимой температуры После установления равновесия быстро охлаждают бомбу, открывают затвор, извлекают минерал, взвешивают его и по потере в весе судят о растворимости. [c.232] По другой методике твердое вещество, находящееся в неплот но прикрытом платиновом тигле, помещают в сосуд высокого давления. Сосуд нагревают до нужной температуры и накачивают в него воду до достижения требуемого давления. Эти условия поддерживают в течение двух-трех суток для установления равновесия. Затем быстро снимают с сосуда печь и охлаждают его. При этом водяной пар конденсируется, и давление падает. Далее открывают сосуд, взвешивают и анализируют жидкость и твердое вещество из сосуда и тигля и таким образом устанавливают состав сосуществующих фаз. [c.232] Подобные исследования проводят и динамическим методом . Для этого пропускают водяной пар постоянного давления через измельченное твердое вещество, находящееся в сосуде высокого давления, помещенном в печь. Водяной пар выпускают из сосуда снизу через дроссель-вентиль в виде конденсата. Скорость пропускания пара устанавливают по количеству вытекающих из вентиля капель раствора. Конденсат собирают, взвешивают и анализируют. Давление в установке поддерживают, подавая определенное количество воды в генератор пара—разогретую бомбу высокого давления. [c.232] После окончания опыта печь вновь переворачивают, вынимают из нее сосуд и быстро охлаждают. Конденсация паров воды создает разность давлений, вследствие чего раствор из тигля выдавливается через фильтр в сосуд. Открывают сосуд, сливают раствор и анализируют его. [c.233] Для исследований растворимости твердых веществ в паре при сверхкритических температурах применяют более совершенную методику. Аппарат (рис. 173), предложенный для этой цели, позволяет исследовать не только состав, но и плотность паровой и жидкой фаз. Сосуд / имеет две камеры—верхнюю вентильную и нижнюю пробную. Камеры могут быть отделены друг от друга вентилем. [c.233] Для исследования паровой фазы аппарат поворачивают в такое положение, чтобы пробная камера оказалась наверху. [c.233] В аппарат загружают исследуемый раствор твердого вещества в воде в таком количестве, чтобы при температуре опыта пробная камера содержала только паровую фазу. Для исследования жидкой фазы подбирают такой объем и состав раствора, чтобы при расположении пробной камеры внизу она была наполнена жидкостью. [c.233] Чтобы закрыть вентиль, вращают отверткой винт 4, который давит на стальной плунжер 5. Последний упирается в. золотую диафрагму б толщиной 0.5 мм. Диафрагма выгибается и двигает шпиндель, который срезает шпильку 2. Пружина разжимается, двигает нижнюю часть 8 вентиля и прижимает ее к седлу вен тильной камеры. [c.234] После расширения пружина все еще обладает упругой силой - 12 кГ, которая и прижимает золотую пластинку, находящуюся на конце шпинделя, к седлу. После того как вентиль закрыт, сосуд охлаждают, опуская его в холодную воду, открывают гайку и отсасывают раствор из пробной камеры калиброванной пипеткой. [c.234] Вернуться к основной статье