ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Качественный фазовый анализ, его принципы и области применения из "Введение в термографию Издание 2" Давление насыщенного пара жидкости или твердого тела есть упругость пара, находящегося в равновесии с жидким или твердым телом при данной температуре. Из правила фаз следует, что система с одним компонентом и двумя сосуществующими фазами имеет только одну степень свободы. Поэтому давление пара каждого стабильного химического вещества определяется только температурой. 1 ак давление пара при данной температуре, так и его температурный коэффициент являются характерными свойствами соединения, знание которых необходимо для многих практических расчетов в физической химии и инженерной практике. [c.176] В настоящее время не существует общего метода, который позволил бы с достаточной точностью определять давления насыщенного пара жидких и твердых веществ. Все известные способы определения давления насыщенного пара можно подразделить, в основном, на следующие три группы 1) статическно (изотермические) методы 2) метод струи (продувания) и. 3) определение давления по точкам кипения (изобарический метод). [c.176] Статический метод определения давления пара основывается на непосредственном измерении давления, которое создается исследуемым паром, находящимся в равновесии с жидкостью или твердым телом. Но равновесие наступает не всегда быстро, и поэтому опыты по определению давления насыщенных паров жидкости таким методом продолжительны. При этом чувствительно сказывается присутствие растворенных и адсорбированных газов и нримесей (особенно нри низких давлениях), которые могут привести к затруднениям даже после самого тщательного кипячения образца. Поэтому указанный метод дает сравнительно точные результаты лишь при измерении больших давлений. [c.176] Метод струи пригоден для определения малых давлений, однако опыты не совсем воспроизводимы и отдельные определения сильно отличаются ДРУ1 от друга, хотя условия опытов одинаковы. [c.176] Основным общим недостатком обоих этих методов является длительность опытов и необходимость кропотливой их организации. [c.176] Метод определения давления пара по точкам кипения основывается на измерении температуры пара, находящегося в равновесии с кипящей жидкостью при определенном давлении. При этом время определения давления насыщенного пара сокращается, но метод непригоден для измерения низких давлений. Следует иметь в виду, что измеряется здесь не температура кипения жидкости, а температура конденсации пара. Между тем температура конденсации пара, или точка росы, не тождественна температуре кипения жидкости, практически она всегда немного ниже обе температуры совпадают лишь для абсолютно чистых, индивидуальных жидкостей. [c.176] Удобным вариантом изобарического метода является метод термографии, однако в применении к жидкостям последний до настоящего времени пе был разработан [1-30]. [c.176] Известно, что температура кипения индивидуальной жидкости при одном и том /НО давлении постоянна и меняется с изменением давления. Сущность термографического метода и состоит в записи на пирометре том1[оратуры кипеиия, т. е. температуры, при которой давление насыщенного пара жидкости достигает заданного в системе давления (в изобарических условиях). [c.176] Опыты показывают, что жидкость, залитая в сосуд Степанова, при давлении 100—200.ил рт. ст. не кипит, а только интенсивно испаряется, и на кривой записи показаний простой термопары площадки получаются не горизонтальные, а слегка наклонные. Температура такого интенсивного испарения жидкости выше, чем температура кипеиия, на 1—2° С (если сравнивать их с литературными данными о соответствующих температурах). Повышение температуры кипения происходит за счет перегрева жидкости. [c.177] Наилучшие результаты достигаются при введении в сосудик гранули рованного серебра в количестве 1—2 г при условии, что конец кармана с термопарой окружен серебром. Благодаря хорошей теплопроводности этого металла жидкость кипит равномерно, без толчков, и перегрева уже не наблюдается. [c.178] Описываемый метод проверен и на ряде иных веществ толуоле, бута-ноле, изоамиловом спирте, ксилоле и др. Результаты также совпадают с литературными данными. [c.179] Таким образом, термографическим методом быстро и с достаточной точностью можно получить (в течение трех часов) данные для построения всей кривой давления пара в большом интервале температур (8—10 точек). [c.179] На рис. 144 изображена термограмма смеси бензола с бутанолом (50 вес. % бензола). Площадки здесь горизонтальны и параллельны оси времени, так же как и для индивидуальных жидкостей. В целях исследования процессов разгонки жидкостей могут быть сняты термограммы смесей при полном их выкипании. Для этого в сосуд Степанова наливается 1—1,5 мл смеси, и жидкости предоставляется выкипать при заданном давлении. Ускорить снятие термограммы при разных давлениях можно, автоматизировав повторное наполнение сосуда Степанова жидкостью. [c.180] Соответствующее устройство схематически изображено на рис. 145. В цилиндр 1 заливается исследуемая жидкость. Путем создания в цилиндре повышенного давления жидкость по капилляру переливают в сосудик 2. Пары конденсируются в холодильнике и стекают в цилиндр 8. [c.180] Термограммы выкипания, полученные при различных давлениях, имеют практическое значение, так как дают конкретные указания на давление, при котором может быть обеспечен оптимальный разгон смеси. Для этого достаточно определить давление, при котором возникающие на термограммах площадки наиболее различаются по температуре. [c.182] Термографический метод результативен и при определении температурной зависимости давления пара водных растворов солей (насыщенных и ненасыщенных). Опыты подтверждают возможность применения для этих растворов метода, разработанного нами для двойных жидких систем. Необходимое для насыщенных водных растворов равновесие между раствором, твердой фазой и паром легко обеспечивается в приборе с обратным холодильником. В табл. 11 приведены сравнительные данные о температурах кипения насыщенных растворов. [c.182] Как видно из таблицы, эти данные совпадают с данными, описанными в литературе. Опыты с насыщенными водными растворами, состоящими иа двух солей, дают аналогичные результаты. [c.182] Вернуться к основной статье