Растворы идеальные кипения

Один из примеров такого равновесия уже разобран в разд. 23.3.5 (понижение давления пара раствора по сравнению с давлением пара чистого растворителя при той же температуре). При этом предполагалось, что из раствора может испаряться только растворитель. Далее будем полагать растворы идеально разбавленными, т. е. считать осмотический коэффициент и коэффициент активности равным 1. Нанесем на диаграмму состояния чистого вещества изменение давления пара над раствором. (понижение относительно чистого растворителя) некоторой концентрации от температуры (рис. Б.26). Из сопоставления кривых сразу же становится ясным, что понижение давления пара лри постоянной температуре соответствует повышению температуры кипения при постоянном давлении. Отношение Ар/ЛГ приблизительно равно тангенсу угла наклона кривой р — Т для раствора, и с хорошим приближением можно заменить его наклоном кривой р—Т чистого растворителя. Если подставить значение Ар из первого закона Рауля (311) й пр Ар р = Х2, то с учетом уравнения (350) получим [c.279]

У11-1-4. Раствор, содержащий 86,52 г сероуглерода и 1,4020 г антрацена, имеет температуру кипения на 0,220° С выше, чем чистый сероуглерод при давлении 740,5 мм рт. ст. [34]. Прибавление 1 моля растворенного вещества на 100 г СЗг поднимает температуру кипения этого растворителя на 23,7° С. Предполагая, что раствор идеальный, определите молекулярный вес антрацена. [c.60]

На фиг. 4-2 (часть I) дана диаграмма для всех идеальных или других растворов, в которых общая упругость паров никогда не бывает ниже, чем у наименее летучего, и выше, чем у наиболее летучего компонентов. Следовательно, для этого класса растворов точка кипения жидкой фазы для всех концентраций всегда является средней между точками кипения [c.76]

Рис. 1.9. Изобарные кривые кипения и конденсации практически идеального бинарного раствора.

К первому типу относятся растворы так называемого нормального вида, у которых равновесные изотермические и изобарные кривые кипения и конденсаций, построенные по экспериментальным данным, во всем интервале мольных составов изменяются монотонно и не имеют экстремальных точек. Давление пара раствора и его температура закипания при любой концентрации являются промежуточными величинами между давлениями паров и точками кипения чистых компонентов системы, хотя и отклоняются от значений, рассчитанных по закону Рауля. Смотря ро тому, в сторону больших или меньших значений наблюдаются отклонения от линейного закона, говорят о положительных или. отрицательных отступлениях раствора от идеальности. [c.36]

К первому типу относятся растворы, так называемого, нормального вида, у которых равновесные изобарные и изотермические кривые кипения и конденсации, построенные по экспериментальным данным, имеют форму, идентичную с формой этих же равновесных кривых идеального раствора. Опытные данные отклоняются от значений свойств, рассчитанных по законам идеальных растворов, но характерным является то, что обе экспериментальные кривые во всем интервале мольных соотношений сохраняют монотонность, не имеют экстремальных точек и, что давление пара раствора и его температура кипения на всем интервале концентраций являются промежуточными между упругостями паров и точками кипения чистых компонентов системы (фиг. 1 и 2). [c.11]

С повышением температуры длина горизонтального участка АВ сокращается, составы обоих жидких слоев приближаются друг к другу и равновесное давление системы растет. С повышением давления достигается критическая температура растворимости компонентов, жидкие фазы сливаются в одну и изобарные кривые кипения и конденсации принимают форму, аналогичную получающейся в случае идеальных растворов. При температурах выше критической точки растворения компоненты растворяются друг в друге неограниченно и азеотропизма, как правило, не наблюдается. [c.29]

В зависимости от характера уклонений летучих свойств реального раствора от закона идеальных растворов получаются или положительные, т. е. с минимумом точки кипения, или отрицательные азеотропы, т. е. постоянно кипящие смеси с максимумом точки кипения. Следует отметить, что растворов, проявляющих положительные отклонения от закона идеальных смесей, значительно больше, чем растворов с отрицательными отклонениями, встречающихся сравнительно редко. [c.33]

При этом равновесные кривые кипения и конденсации на всем интервале составов от одного чистого компонента до азеотропической точки, совпадающей с другим практически чистым компонентом, сохраняют монотонность и полное подобие с соответствующими кривыми растворов, приближающихся по своим свойствам к идеальному. Ректификация подобных систем может осуществляться в одноколонной установке обычного типа. С низа колонны отводится высококинящий компонент системы, а сверху—азеотропическая смесь, отвечающая практически чистому низкокипящему компоненту. [c.137]

При определении температуры кипения растворов в аппаратах исходят из следующих допущений. Распределение концентраций раствора в выпарном аппарате с интенсивной циркуляцией практически соответствует модели идеального перемешивания. Поэтому концентрацию кипящего раствора принимают равной конечной в данном корпусе и, следовательно, температуру кипения раствора определяют при конечной концентрации. [c.87]

Расчет температуры кипения смеси. Если предположить, что паровая фаза подчиняется законам идеальных систем (это допущение справедливо для умеренных давлений) и за стандартное состояние взять условия бесконечно разбавленных растворов, то уравнение (13—28) для расчета температуры кипения смеси и состава паровой фазы можно записать в виде [c.416]

Активностью (точнее — термодинамической активностью) данного компонента называется такая величина, которая связана с другими термодинамическими величинами, так же как в идеальных растворах с ними связана концентрация этого компонента Активность данного компонента зависит от состава раствора (точнее— от концентраций каждого из компонентов), а также от температуры и давления. К таким свойствам принадлежат изобарный потенциал, парциальные давления насыщенного пара, температура замерзания, температура кипения, константа равновесия химической реакции и др. Для выражения соотношений между активностью и этими свойствами в любом растворе или газовой смеси достаточно подставить величину активности вместо концентрации в соотношения, выражаюш,ие зависимость этих свойств от концентрации в простейших (идеальных) растворах. [c.313]

Сопоставляя различные методы выбора разделяющих агентов, необходимо иметь в виду, что все свойства растворов взаимосвязаны и их значения определяются свойствами компонентов и интенсивностью их взаимодействия друг с другом. Поэтому о характере отклонений от идеального поведения можно судить не по одному, а по ряду свойств. Так, к заключению о пригодности воды в качестве разделяющего агента для системы этанол—этилацетат можно прийти, основываясь на том, что смеси этилацетата и воды имеют более низкие температуры кипения, чем такого же состава смеси этанола и воды. К этому же выводу можно прийти, основываясь на том, что азеотроп этилацетат—вода имеет более глубокий минимум температуры кипения, а также принимая во внимание наличие ограниченной взаимной растворимости в системе этилацетат—вода, в противоположность системе этанол—вода. Из этого следует, что все методы выбора разделяющих агентов по свойствам растворов практически равноценны. Выбор же того или иного метода должен в каждом конкретном случае определяться степенью полноты имеющихся данных о свойствах растворов и трудностью их экспериментального определения. [c.71]

Выше (стр. 31) было показано, что образование азеотропа является следствием отклонения системы от идеальности. Характер зависимости температуры кипения и состава пара от состава жидкости в бинарных системах, имеющих положительный и отрицательный азеотропы, иллюстрируется рис. 19. При составах жидкости, лежащих до азеотропной точки, в системах с положительными азеотропами пар содержит больше, чем раствор того компонента, концентрация которого принята в качестве независимой переменной. В области концентраций, лежащих за азеотропной точкой, пар относительно богаче вторым компонентом. В системах с отрицательными азеотропами имеет место обратная зависимость. [c.72]

Жидкие растворы по своей природе, свойствам, характеру взаимодействий между частицами очень разнообразны, в связи с чем трудно создать единую количественную теорию, описывающую поведение различных растворов в широкой области концентраций. Наука о растворах —одна из наиболее старых областей естествознания, в развитие которой сделан вклад многими исследователями. В ходе развития учения о растворах были высказаны две точки зрения на природу растворов —физическая и химическая. Физическая теория растворов, возникшая главным образом на основе трудов Вант-Гоффа, Аррениуса и Оствальда, опиралась на экспериментальное изучение коллигативных свойств разбавленных растворов (осмотическое давление, новышение температуры кипения, понижение температуры замерзания раствора и т. п.), зависящих главным образом от концентрации растворенного вещества, а не от его природы. Количественные законы (законы Вант-Гоффа, Рауля) были открыты в предположении, что в разбавленных растворах молекулы растворенного вещества подобны молекулам идеального газа. Отступления от этих законов, наблюдаемые для растворов электролитов, были объяснены на основе теории электролитической диссоциации Аррениуса. Простота представлений физической теории и успешное применение ее как для объяснения свойств растворов электролитов, так и для количественного изучения электрической проводимости растворов обеспечили быстрый успех этой теории. Химическая теория растворов, созданная преимущественно Менделеевым и его последователями, рассматривала процесс образования раствора как разновидность химического процесса, характеризующегося взаимодействием частиц смешивающихся компонентов. Менделеев рассматривал растворы как системы, образованные частицами растворителя, растворенного вещества и неустойчивых химических соединений, которые образуются между ними и находятся в состоянии частичной диссоциации. В классических трудах Менделеева четко сформулированы основные положения теории растворов. Менделеев указывал на необходимость использования всей суммы химических и физических сведений о свойствах частиц, [c.344]

Температура кипения и замерзания идеального раствора [c.355]

Жидкость кипит при температуре, при которой давление ее насыщенного пара становится равным внешнему давлению (в обычных условиях это давление 1,0133 10 Па = 1 атм.) Из закона Рауля следует, что давление пара над идеальным раствором нелетучего вещества меньше, чем над чистым растворителем при той же температуре. Температура кипения идеального раствора будет поэтому выше температуры кипения чистого растворителя Т (рис. 117). Разность = Ту — Т характеризует повышение температуры кипения раствора. Уравнение (123.1) остается справедливым при температуре кипения раствора. В точке кипения давление будет равно постоянному внешнему давлению Рр [c.355]

Образование азеотропов наблюдается не только в системах со значительными отклонениями от закона Рауля, но и у смесей с незначительными отклонениями, когда компоненты раствора имеют почти одинаковое давление пара (Р Рд), т. е. имеют близкие температуры кипения. Поэтому незначительные отклонения от идеальности приводят к появлению экстремума, лежащего в средней части диаграммы. Чем больше различие между р1 и Р, тем больше положение экстремума сдвинуто в сторону одного из компонентов системы при максимуме на кривой давления пара в сторону более летучего компонента, при минимуме — в сторону менее летучего компонента [c.392]

ИП 1 — отсутствие или незначительная взаимная растворимость компонентов тип 2 — частичная растворимость тип 3 — полная растворимость с наличием азеотропной точки (максимальное давление паров и минимальная температура кипения) тип 4 — полная растворимость с прибли- идеальному раствору тип 5 — полная растворимость с нали-темпера у ° ° точки (минимальное давление паров н максимальная [c.73]

Для идеальных смесей коэффициент активности равен 1. Отклонение значений у от 1 являются показателем неидеальности смеси. Если давление паров обоих компонентов больше, чем это соответствует закону Рауля (р = рхх ), то 71 и превышают 1 (lg У1 > 0) при этом говорят о положительном отклонении от закона Рауля. Если эти отклонения достаточно велики, то в смеси образуется азеотроп с максимальным давлением паров или с минимальной температурой кипения . Наоборот, при больших отрицательных отклонениях (1 у < 0) образуется азеотроп с минимальным давлением паров или с максимальной температурой кипения . Очень большие отклонения от закона Рауля приводят к расслоению раствора на две отдельные жидкие фазы и тем самым к образованию так называемого гетероазеотропа, который ведет себя аналогично гомоазеотропу (см. разд. 6.2) [94]. [c.85]

Считая раствор н-гептана и н-октана идеальным, постройте диаграмму кипения, используя справочные данные о теплотах испарения и температурах кипения [С.Х., т. II. [c.223]

Технологический процесс производства жидких резолов непрерывным методом (рис. 36) заключается в следующем. Фенол, формалин и раствор щелочи, в качестве катализатора, подают в смесители /. Из смесителей (после циркуляции) реакционная смесь через фильтр 2 поступает в напорную емкость 3, в которой поддерживается постоянный уровень за счет слива избытка смеси в смесители 1. Реакционная смесь далее подается в первую секцию четырехсекционного реактора идеального смешения 5. Поликонденсацию проводят при температуре кипения смеси. Выходящие из реактора пары конденсируются в холодильнике 6 и возвращаются в [c.57]

Взаимная растворимость жидкостей изменяется с температурой, увеличиваясь, как правило, с повышением температуры. Полностью взаимно нерастворимых жидкостей нет. Однако при малой растворимости можно считать, что жидкости взаимно нерастворимы. Взаимно растворимые жидкости можно разделить на следующие подгруппы идеальные растворы (подчиняются закону Рауля) нормальные растворы — смеси, частично отклоняющиеся от закона Рауля, но не образующие смесей с постоянной температурой кипения (азеотропов) неидеальные растворы — смеси, значительно отклоняющиеся от закона Рауля, в том числе образующие смеси с постоянной температурой кипения (азеотропы). [c.236]

Для такой смеси неполярных молекул отклонения от идеальности в жидкой фазе незначительны. На рис. IV- 1 и 1У-12 представлены результаты расчета температуры кипения и состава паров у по заданным значениям х п Р, полученные при помощи уравнения Вильсона. Как состав паров, так и температура кипения прекрасно согласуются с экспериментальными данными. Поскольку отклонение от идеального раствора невелико, столь же хорошие результаты получаются и по уравнению ван Лаара. [c.45]

Это так называемое уравнение изотермы жидкой фазы идеального раствора. Оно используется для определения температуры кипения смеси при давлении я. [c.61]

Чтобы установить для разных типов растворов зависимость температуры замерзания и температуры кипения от состава и свойств чистых компонентов, используем выражения для химического потенциала в идеальных, предельно разбавленных и неидеальных растворах. [c.216]

Для изучения равновесия пар — жидкий раствор применяют два типа диаграмм состояния 1) диаграммы давление пара — состав (Т = onsi), 2) диаграммы температура кипения — состав (Р = = onst). Диаграммы состояния для различных типов растворов (/-идеальный раствор, 11(111) — реальный раствор с незначительным положительным (отрицательным) отклонением от идеальности, IV(V) — реальный раствор со значительным положительным (отрицательным) отклонением от идеальности представлены на рис. 130, на котором приведены, кроме того, диаграммы состав жидкого раствора — состав пара. Для изучения равновесия пар — жидкий раствор чаще используются диаграммы температура — состав, называемые диаграммами кипения. Рассмотрим диаграммы кипения для некоторых реальных систем (рис. 131 — 133). На этих диаграммах фигуративные точки а н Ь соответствуют температурам кипения чистых компонентов при данном внешнем давлении Р. При температуре кипения чистого компонента система инвариантна (С =1—2 + 1 = 0). Та из двух жидкостей, которая обладает более низкой температурой кипения при заданном давлении, соответственно будет более летучей при данной температуре. Каждая из диаграмм кипения имеет две кривые, разделяющие диаграмму на три области I — область пара (С = 2—1 -f- 1 = 2), II — область жидкости (С =2—1 + 1 =2), III — область равновесия пара и жидкости (С =2—2 +1 =1). [c.389]

По термодинамическим свойствам растворы классифицируют на идеальные и неидеальные. Идеальным называют раствор, в процессе образования которого уменьилается энергия Гиббса, возрастает энтропия, а объем, энтальпия, внутренняя энергия и теплоемкость не меняются. Невыполнение одного из этих условий приводит к образованию неидеального раствора. Идеальные растворы подчиняются законам Вант-Гоффа и Рауля, связывающих моляльную концентрацию раствора с такими его свойствами, как осмос, понижение давления пара растворителя над раствором, повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания. Эти свойства называют коллигативными, поскольку они зависят только от концентрации, но не зависят от природы растворенного вещества. [c.23]

Графическое изображение зависимости температуры кипения сл1есей жидкостей от состава называется д и а г р а м м о 11 к и -п е н п я. На рис. 55 приводится типичная для идеальных растворов диаграмма кипения смеси. Точки на кривой кипения А1В показывают температуры кипения жидкой смесп в зависимости от состава раствора. Точки на кривой конденсации ЛУВ показывают состав пара у), находящегося в равновесии с раствором определенного состава (ж). В области температур и составов над крпвой конденсации смесь находится в газообразном состоянии и в области ниже кривой кипения—в состоянии жидкого раствора. [c.120]

Пример 1.4. Четыреххлористый углерод и бензол — это жидкости неограниченно смешивающиеся друг с другом форма изобарных и иаотерми ческих кривых кипения и конденсации данного раствора идентична форме этих кривых, идеального раствора. Однако расчет условий парожидкостного равновесня для веей системы по уравнениям, основанным на законах Рауля п Дальтона, был бы неточен. В табл. 1.3 приведены опытные данные, полученные путем измерения действительного суммарного давления рд паров системы СС14—С,На при постоянной температуре 50 °С и при различных составах равновесных фаз. [c.44]

На фиг. 8 представлены кривые парциальных давлений одного из компонентов бинарного неидеального раствора в функции мольного состава жидкой фазы для различных положительных отклонений от закона Рауля. При некоторых определенных значениях величин отклонений от свойств идеального раствора и, в частности, для систем, компоненты которых имеют близкие температуры кипения, кривая общего давления паров системы может иметь экстремальную точку. В этом случае раствор, состав которого отвечает максимуму или минимуму суммарной упругости паров, называется азеотропи-ческим раствором и характеризуется тем, что жидкость кипит при постоянной температуре и находится в равновесии с паром одного и того же с нею состава [7]. [c.17]

Хальденвангер [194] наиболее полно сформулировал требования, предъявляемые к эталонным смесям 1) по свойствам эталонная смесь должна приближаться к идеальному раствору, т. е. практически без отклонений подчиняться закону Рауля и иметь относительную летучесть компонентов, постоянную для всех концентраций 2) данные по равновесию пар— жидкость должны быть известны или их можно легко рассчитать 3) смесь должна состоять только из двух компонентов во избежание трудностей при измерениях и расчетах 4) относительная летучесть компонентов должна иметь такое значение, чтобы в испытуемой колонне достигалось достаточное, но не слишком большое разделение 5) температуры кипения смеси должны лежать в интервале, для которого нетрудно подобрать надежную тепловую изоляцию колонны 6) компоненты смеси должны быть термически стойкими в условиях ректификации 7) вещества и их смеси не должны вызывать коррозии конструкционных материалов, использованных в аппаратуре 8) исходные вещества должны быть легко доступными 9) вещества не должны содержать примесей их чистота должна поддаваться проверке доступными методами 10) смеси с любой концентрацией компонентов должны легко поддаваться анализу. [c.140]

При производстве новолачных олигомеров с использованием аппаратов идеального вытеснения (рис. 34) фенол и формалин из мерников / и 2 подают в емкость 4 для приготовления реакционной смеси. В эту же емкость из аппарата 3 подается раствор щавелевой кислоты. Полученная реакционная смесь перекачивается в расходную емкость 5, а из нее — в напорную емкость 6, откуда самотеком поступает в многосекционный реактор 7, соединенный с наклонным обратным холодильником Я. В первой секции реактора смесь нагревается до 70—80 "С, а затем — за счет тепла экзотермической реакции доводится до кипения, которое поддерживается в течение всего времени пребывания смеси в реакторе. Эмульсия олигомеров из реактора поступает в отстойник 9, в котором после охлаждения примерно до 60 °С разделяется на два слоя нижний— олигомерный и верхний — водную фазу. Из отстойника олигомеры с влажностью 15—18% и содержанием свободного фенола около 16% поступают в трубную сушилку //, а водная фаза — на обес-феноливание. Высушенные олигомеры подаются в стандартизаторы 12, а затем на охлаждающий барабан 14, с которого срезаются ножом, и направляются на упаковку. Пары, выходящие из трубной сушилки 11, конденсируются в холодильнике 13. Конденсат собирают в вакуум-сборниках 15, а затем перекачивают насосом в мерник 15, из которого вводят малыми добавками в исходное сырье (или направляют на термическое обезвреживание — сжигание). [c.56]

Коэффициент пропорциональности Е называется эбупиоскопичес-кой поапоятюй или молекулярным повышением температуры кипения (Е = АТ при m = I, если раствор являлся идеальным). Величину Е можно вычисшпь, используя соотношение, найденное при термодинамическом анализе явления [c.57]

Диаграммы общее давление - состав темп затура кипения -- состав дяя растворов. Связь состава паровой и жидкой фаз в идеальных сисгемах. Правило рычага. [c.71]

Лекция 14 Идеальные раствори Закон Рауля. Температура кипения и замерзания идеаяьного рвстворо Осмотическое давление [c.210]

Для идеальных и предельно разбавленных растворов между давлением пара растворителя над раствором, понижением температуры замерзания и повышением температуры кипения существует математическая зависимость. Исключая dlnNl из уравнений (VI, 51), [c.219]

Закон Рауля, являющийся одним из основных в теории перегонки и ректификации, приложим далеко не ко всем растворам. Существуют так называемые азеотропные смеси, образующие при известном составе нераздельно кипящую фракцию, перегоняющуюся при постоянной температуре, которая мо-жет быть или более высокой или более низкой, чем температура кипения компонентов. Например, бензол <т. кип. 80,2° С) и циклогексан (т. кип. 80,75° С) образуют азеотропную смесь с содержанием 55 /о бензола и температурой кипения 77,5° С. Разделить азеотропные смеси перегонкой и ректификацией невозможно, так как при известной температуре будет кипеть нераздельно кипящая смесь. Чтобы разделить азеотропную смесь, приходится прибегать или к изменению температуры перегонки путем изменения внешнего давления или прибавлением третьего компонента (при изменении давления паров меняется состав азеотропной смеси), или использовать различную растворимость или различие температур застывания компонентов, входящих в азеотропную смесь. При обычной перегонке нефти, когда получаются фракции, кипящие в широких интервалах температур, наличием азеотропных смесей можно пренебречь и считать, что нефть представляет идеальный раствор, следующий закону Рауля. С особенностями азеотропных растворов приходится сталкиваться при выделении из легких фракций нефти отдельных индивидуальных углеводородов, особенно ароматических. Например для правильного распределения метановых углеводородов по двухградусньш фракциям при тщательной ректификации бензина оказалось необходимым удалить предварительно из бензмна ароматические углеводороды. При перего нке бензинов бензол (т. кип. 80,2° С) концентрируется во фракциях, кипящих. при 71—75° С, а толуол (т. кип. 110,6° С) концентрируется во фракции с температурой кипения ЮГ С. [c.173]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология