Диаграмма равновесия жидкость пар в двойных

Рис. III.5. Типы (a—в) диаграмм равновесия жидкость—пар в двойных системах

Правило рычага. При расчетах фазовых равновесий необходимо определять, каким будет количество компонента в каждой из равновесных фаз при заданном общем составе. Для решения этих и других подобных задач (в том числе и задач, относящихся не только к фазовым равновесиям) удобно пользоваться правилом рычага и диаграммой. При равновесии жидкость — пар в двойной системе необходимо (рис. 87) определять количественное соотношение между жидкостью и паром при различных температурах. Рассмотрим исходную жидкую смесь состава Xq по компоненту В при Хо — содержание компонента В в паре Хт — содержание компонента В в жидкости. Пусть исходная жидкая смесь состоит из т моль обоих компонентов. Через у обозначим количество образовавшегося пара, через пг—у — количество оставшейся жидкости, через Хо — общее количество компонента В в исходной смеси х — молярная доля). Составим материальный баланс по компоненту В [c.198]

Диаграмма температура — состав для неограниченно смешивающихся жидкостей. Одним из способов разделения смеси жидкости на составные части является перегонка. Перегонка основывается на том, что состав пара над жидкой смесью при температуре ее кипения, как правило, неоди наков с составом взятой смеси. Соотношения между составами разновесных жидкостей и пара и влияние добавления того или другого из компонентов на общее давление пара устанавливает первый закон Д. П. Коновалова (1881) над двойной жидкой системой пар по сравнению с находящейся с ним в равновесии жидкостью относительно богаче тем ком-нентом, прибавление которого к системе повышает общее давление пара, т. е. понижает температуру кипения смеси при данном давлении. На диаграмме температура кипения — состав смеси (рис. 26) нижняя кривая отвечает составу кипящей жидкости, верхняя — составу пара над кипящей смесью. Рассмотрим состав, отвечающий точке Е. Температура кипения его t. Состав пара при температуре характеризуется точкой Р. Спроектировав точки Е п Р на ось состава, можно убедиться в том, что в парах находится легколетучего компонента В больше (точка С , чем в жидкой смеси (точка Сх). Соответственно высококипящего компонента А больше в жидкой фазе. При повышении содержания данного вещества в жидкой смеси увеличивается его содержание в парах. Если полученный пар (точка Р) сконденсировать в жидкость и снова нагреть до кипения (точка О), то образуется пар, еще более богатый компонентом В (точка Сз). В результате многократного повторения таких операций можно обогатить пар легкокипящей жидкостью. В остатке будет накапливаться высококипящая малолетучая жидкость. [c.107]

В данной работе следует изучить равновесие между жидкостью и паром и построить равновесную диаграмму состав — температура кипения двойной жидкой системы. [c.202]

В разд. П1.1 подробно рассмотрена связь между кривыми энергии Гиббса (х) и g (у) для жидкой и паровой фаз и видом диаграммы равновесия жидкость—пар для двойных систем различных типов. Аналогичные связи между функцией g Т, р, Xi) и диаграммами равновесия существуют, разумеется, и в многокомпонентных системах. В случае тройных систем для заданных значений Тир представим над плоскостью треугольника поверхности g (xi, Х2) и g (i/i, i/2). В силу условий устойчивости эти поверхности обращены выпуклостью к плоскости треугольника составов. При значениях Тир, отвечающих условиям сосуществования жидкости и пара, поверхности пересекаются. Точки на обеих поверхностях, отвечающие составам равновесных фаз, жидкости и пара, имеют общую касательную плоскость. Прямая, соединяющая точки касания, окажется одною из нод жидкость—пар в тройной системе. На осях, построенных из вершин треугольника концентраций, касательная плоскость отсечет отрезки, которые определяют значения химических потенциалов компонентов в равновесных фазах. [c.80]

При изложении данной главы и в последующем будут использованы фазовые диаграммы давление—состав при постоянной температуре и давление—температура. Фазовые диаграммы требуют специального навыка для их чтения. Полезно напомнить, что кривые на диаграммах давление-состав двойных систем изображают изменение с давлением состава находящихся в равновесии фаз при данной температуре. Составы двух фаз, находящихся в равновесии при данном давлении, получают, соединяя точки кривых горизонтальными прямыми, соответствующими заданным давлениям. Кривые на р-Т диаграммах соответствуют состояниям, при которых давления меняются с температурой. Для чистого (однокомпонентного) вещества это состояния, в которых в равновесии находятся две фазы, например, жидкая и газовая (зависимость давления пара от температуры). Для двойных систем это состояния, в которых в равновесии находятся три фазы (например, твердая, жидкая и газовая) или две жидкие фазы и одна газовая и т. п. Для двойной системы критические точки жидкость—газ лежат на критической кривой. Все кривые на фазовых диаграммах температура-давление соответствуют состояниям, имеющим одну степень свободы. Состояния, которые для данной системы имеют нулевую степень свободы, изображаются точкой. Так, для чистого вещества нулевую степень свободы имеет критическая точка и состояния трехфазного равновесия (тройные точки). В двойной системе точками изображаются состояния, где в равновесии находится четыре фазы (квадрупольные точки) и где две фазы в критическом состоянии находятся в равновесии с третьей (некритической) фазой (ко- [c.6]

Рис. 1-1. Простая форма диаграммы равновесия жидкость-газ в двойной системе.

Рис. 45. Диаграмма равновесия жидкость — жидкость в двойной системе (по Майеру).

Рис. 48. Диаграмма равновесия жидкость — газ в двойной системе при температуре, лежащей между критическими температурами компонентов.

Для систем, составленных из жидких углеводородов и метана, увеличение давления приводит к достижению критического состояния, при котором система становится гомогенной. Для воды и неполярных газов увеличение давления в большинстве случаев не сопровождается достижением критического состояния. Так, например, на диаграмме системы этан—вода видно, что при температурах ниже 350 °С критические состояния не существуют при давлениях до 350 МПа и давление не способствует сближению состава фаз. Минимальная температура, при которой система достигает критического состояния, равна 350 °С. При этой температуре одновременно образуются две совпадающие критические точки (критическая точка равновесия жидкость—газ и критическая точка равновесия газ—газ). С ростом температуры критическое давление равновесия жидкость—газ резко уменьшается, критическое давление равновесия газ—газ возрастает. Проекции критических кривых в координатах давление—температура для различных двойных систем вода—неводный компонент представлены на рис. 26. Критические кривые, проходящие через минимум температуры, соответствуют равновесию газ—газ второго типа (см. гл. I). Характеристики критических точек, имеющих мини- [c.65]

Составы A. . изменяются с т-рой (давлением). Эта зависимость образует на диаграмме равновесия линию азеотропов (линия LK на рис. 1), к-рая может проходить через всю область равновесия жидкость-пар для данной системы вплоть до критич. кривой, отграничивающей область существования равновесия жидкость-пар в двойной системе, но может заканчиваться и ранее. Вдали от критич, кривой, т.е, при поведении паровой фазы, близком к поведению идеального газа, изменение состава A. . с т-рой определяется соотношением теплот испарения компонентов (см. Вревского законы). Изменение состава А. с, с т-рой (давлением) используют для их разделения методом азеотропной ректификации, [c.45]

Равновесие между жидкостью и паром обычно изучают при постоянном давлении (изобарные данные) или постоянной температуре (изотермические данные). Соответственно, строят и диаграммы равновесия в р — л - или Т — л -плоскостях, эти диаграммы, хорошо известные, являются сечениями полной диаграммы состояния двойной двухфазной системы. В некоторых случаях при рассмотрении диаграмм равновесия в широком интервале условий, включающем область критических и закритических состояний, более удобными оказываются диаграммы в р — Т-координатах. Такие диаграммы, более [c.30]

На форму диаграмм равновесия наибольшее влияние оказывают, безусловно, коэффициенты активности. Показанные в этих примерах изотермы и изобары рассчитаны по симметричному уравнению Маргулеса. Одна из таких систем имеет двойной азеотроп, редко наблюдаемый на практике (см. рис. 4.24, а и 5.22, ж). Расчетные кривые х — у систем, для которых характерны области несмешиваемости, всегда имеют максимум и минимум, а участки кривой в окрестностях экстремума соответствуют областям нестабильности. Для нахождения истинных кривых равновесия, которые представляют собой горизонтальные линии в двухфазной области, необходимо выполнить расчеты по равновесию в системах жидкость — жидкость, что и проделано в примере 7.12, где также показаны области нестабильности на кривых Р — х и Р — у. [c.344]

Равновесие смешивающихся двойных жидких смесей удобно представить в виде диаграммы х—х, где х — адсорбат. Вид таких диаграмм зависит от природы как адсорбента, так и жидких фаз. Сравнивая показанные на рис. 9.4 кривые равновесия пар — жидкость и пар [c.448]

Типы особых точек в тройных системах и их обозначения представлены на рис. 111,5. Диаграммы рис. 1П,5 вытекают из рассмотрения поведения дистилляционных линий в гранях тетраэдров на рис. 1П, 1—П1,3. Определение типа особой точки по данным о равновесии жидкость — пар нетрудно проделать на основе качественной диаграммы изотермо-изобар с помощью правил, разъясненных ранее на рис. И, 1. Отметим также, что в тройных системах поведение дистилляционных линий около верщины треугольника можно определить по данным для двойных систем. Как видно из рис. III, 5,в тройной системе образуется точка типа U13, П13 или Сц, если в двойных системах соответственно имеются точки типа Щ2, П 2 или Ui2 и П12- [c.49]

С точки зрения феноменологии более интересен второй тип равновесия. Двойная гомогенная точка Ь (рис. П-1) является центральной точкой такой диаграммы. В этой точке происходит слияние двух критических точек равновесий жидкость — газ и газ — газ. [c.55]

Рассмотрим пространственную диаграмму такой системы при 87 °С (рис. 11-5). Здесь на двух сторонах треугольной призмы расположены фазовые диаграммы двух двойных систем. Слева — для системы аммиак — азот с двойной гомогенной точкой при 87 °С, справа — для системы аммиак — метан, у которой при 87 °С области равновесий жидкость —газ и газ — газ отдалены на значительное расстояние. [c.69]

Книга А. Фрэнсиса Равновесие жидкость — жидкость является третьим томом Библиотеки химической технологии и процессов , издаваемой в США. Третий том посвящен обсуждению различных типов фазовых диаграмм двойных систем и систем с большим количеством компонентов. Автор рассматривает, главным образом, равновесия между жидкими фазами при небольших давлениях (за исключением систем с двуокисью углерода) и делает попытку классифицировать фазовые равновесия по типам. [c.5]

Диаграмма Т — х — у. На рис. П1-11 представлена диаграмма Т — х — у системы азот — кислород. На диаграмму нанесены двойные изобары — кривые равновесия жидкости и пара при давлениях 0,5—20 кгс/см . Нижние ветви изобар характеризуют содержание азота в жидкости (х), верхние — содержание его в газовой фазе у)- [c.117]

Фазовое и объемное поведение систем с азеотропизмом в критической области резко отличается, как мы видели, от поведения двойных систем без азеотропов. На критической кривой появляются (именно в связи с наличием азеотропа) две особые точки — критическая точка азеотропа и двойная критическая точка. Помимо особенностей диаграммы вблизи этих точек имеется ряд особенностей в объемном и термодинамическом поведении системы в гомогенной области ее существования. Точнее — не помимо, а именно в силу особенностей двухфазного равновесия жидкость — газ, появляются особенности поведения гомогенной смеси вблизи критической точки азеотропа и двойной критической точки. [c.137]

На рис. 2, б, в, г изображены изотермич. (при постоянной темп-ре) диаграммы давления пара двойных Ж. с. Линия жидкости обозначена буквой I, линия пара — буквой g. Нод линией нара лежит ноле пара, точки к-рого изображают состав и темп-ру пара в отсутствии жидкости. Над линией жидкости лежит поле жидкости, точки к-рого изображают состав и темп-ру жидкости без пара. Смесям жидкости и пара, находящимся в равновесии, соответствует поле, лежащее между линиями жидкости и пара напр., точка на рис. 2, б изображает смесь пара, отвечающего точке с и жидкости, отвечающей точке d [c.29]

Критическая кривая равновесия жидкость — пар на диаграмме двойной системы начинается и заканчивается в критической точке чистого компонента. Поэтому критические фазы, расположенные на участке критической кривой, непосредственно примыкающем к критической точке чистого компонента, например первого, являются разбавленными растворами второго компонента в первом. Концентрация второго компонента в первом уменьшается, стремясь к нулю, по мере приближения к критической точке первого чистого компонента. [c.148]

На рис. 39 концентрации жидких фаз, находящихся в равновесии с твердым химическим соединением при различных температурах, изображаются точками кривых гпЕ и тР, тогда как твердое соединение имеет постоянную концентрацию и изображается точками прямой Ст. В общем случае химическое соединение может образовать с компонентами твердые растворы, и тогда на диаграмме область его существования расширяется в виде области яа рис. 18. Область твердых фаз отделена в этом случае от области жидкости двойной кривой плавления так же, как и в более простом случае на рис. 3, с той разницей, что обе ветви двойной кривой касаются в общем максимуме, как зто показано на рис. 41. [c.75]

Для построения диаграммы кипения двойных жидких систем с целью изучения равновесия жидкость — пар в двойных жидких системах необходимо приготовить из двух органических жидкостей 10 смесей различного процентного состава (в объемных процентах). Эти смеси приготовляются в сухих конических колбочках на 20 мл с притертыми пробками. [c.269]

Диаграммы растворимости с двумя и тремя областями расслоения. В трехкомпонентных жидких системах равновесие также возможно при наличии двух или трех двойных систем с ограниченной растворимостью жидкостей. Некоторые сечения трехмерных диаграмм [c.425]

В простейшем случае жидкость является идеальным раствором, а паровая фаза — смесью идеальных газов. Изотермическая диаграмма равновесия жидкость — газ имеет вид, изображенный на рис. 140, где линии Аа, ВЬ и Сс представляют давления паров чистых компонентов. На гранях призмы построены кривые равновесия жидкость — пар соответствующих бинарных систем. Плоскость кипящей жидкости асОЬЕ выражает зависимость давления пара от состава раствора, поверхность пара а1сОЬН характеризует состав сухого насыщенного пара. Проведя изобарное сечение ОСЬ НЕ, получим соединительные линии 0С (1ц) и ЕН ек) для соответствующих двойных систем. На плоскости ООНЕ между прямыми 0Е <1е) и 0Н(д11) находятся фигуративные точки, характеризующие при данных Р и Т равновесие жидкость — пар в тройных системах. [c.343]

Рнс. I. Диаграмма равновесия жидкость-пар в двойной системе с положит, (а) н отрицат. (б) азеотропами /-4-изотермы равновесия жидкой и паровой фаз Ai, А2, /4з-азеотропы 1С з-критич. точка ааеотропа К -линия азеотропов Л/-точка, соответствующая температурному минимуму (а) и температурному максимуму (б) на критич. кривой, соотв. KiKq MKz н KiMKq K2. [c.45]

Рис. 3. Диаграммы равновесия жидкость-пар в координатах обьем-оостав для двойной системы с положит, (а) и отрицат. (б) азеотропами /-5-изотермы равновесия жидкой и паровой фаз Л/,, М2, Л/з-минимумы (а) и максимумы (б) на их>терме паровой фазы изотерма S соответствует температурному минимуму М3 (а) и температурному максимуму М4(б) иа критич. кривой, соотв. и КхМ Кг-

На рис. Н1.2 и П1.3 представлены три типа диаграмм равновесия жидкость — пар в двойных системах без образования азеотропной смеси и с минимальным и максимальным азеотро-пами. Диаграммы этих типов имеют иной вид в случаях, когда условия таковы, что температура и давление превышают критические значения для одного из компонентов или же для раствора какого-либо состава. [c.33]

В осиове изучения процессов и приборов лабораторной разгонки лежат диаграммы равновесия жидкость—пар двойных смесей. Однако данные, полученные разными исследователями, часто пе совпадают. Так, например, известно больше пяти работ, посвященных изучению равновесия смеси бензол — дихлорэтан. На рис. 1 приведены кривые для определения числа теоретических тарелок по смеси бензол — дихлорэтан. Эти кривые построены по данным трех работ Брэгга [9], Штагге и Шульца [9] и И. Н. Бушмакина, Р. В. Лызловой, П. Я. Молодепко [31]. Как видно, кривые пе совпадают. Если при помощи этих кривых определять [c.84]

Рис 8 Диаграммы состояния двойной системы, оплсываюшие равновесие ЖИДКОСТЬ пар. Lh V области существования жидкости R пара соотв., (L-f V) область сосуществования жидкой и паровой фаз а система без азеотропной точки 6 e два типа азеотропных смесей [c.35]

Рассмотрим диаграмму давления пара двойной жидкой системы первого типа Коновалова, изображенную на рис. XXIX.1. Часть ее, лежащая выше кривой жидкости B GDA, отвечает жидкой фазе, часть же, лежащая ниже линии пара В КЬА, — газообразной фазе. Часть диаграммы между этими двумя линиями отвечает смеси жидкой и газообразной фаз. Линия пара В КЬА отвечает насыщенному пару, а линия жидкости B GDA — жидкости, которая мон ет находиться при соответствующем давлении в равновесии с паром. Каждой фазе и каждой смеси фаз соответствует один определенный геометрический образ. [c.445]

Рассмотрим изменения, протекающие в смеси двух жидкостей при изменении над ней упругости пара. Допустим, состояние системы на диаграмме характеризуется точкой М. Эта точка находится в поле жидкости и для нее свойственно дивариантное равновесие. При уменьшении давления состояние системы будет изменяться по прямой Ма . Когда точка М опустится на кривую упругости пара / в точке а , состояние системы, состав которой отвечает точке М, перейдет из дивариантного в моновариантное, так как точка лежит на пограничной кривой и ей отвечает одновременное сосуществование в состоянии равновесия двух фаз жидкости и пара. Двухфазному равновесию в двойной системе при постоянной (фиксированной) температуре согласно правилу фаз отвечает одна степень свободы. При да.льнейшем понижении давления в системе происходит испарение более летучего компонента В. В результате этого жидкость будет обедняться легколетучим компонентом и состав его в жидкой фазе изменится по кривой / в сторону чистого компонента А. Состояние равновесия между жидкостью и паром в двухфазной области характеризуется горизонтальными линиями — соединительными прямыми — Ъ , [c.206]

При изучении равновесия жидкость—пар в многокомпонентных системах используют экспериментальные методы, разработанные ранее длй однокомпонентных [1] и двойных систем [2]. Последние позволяют получать данные при изотермических или изобарических условиях. В случае многокомпонентных систем для построения изотермо-изобарических диаграмм результаты по равновесию, получаемые при соблюдении тсЗлько одного из условий, необходимо соответствующим образом интерполировать. При непосредственном исследовании равновесия в изотермо-изобарических условиях требуется меньшее количество опытов и исключаются ошибки интерполирования. [c.92]

На рис. 7 представлена призма, где по ординате отложены температуры, а на горизонтальных плоскостях — проекции критических кривых. Т,зкая диаграмма изображает критическую поверхность системы этилен—двуокись углерода — гелий. Эта поверхность ограничена тремя критическими кривыми двойных систем критической кривой равновесия газ—газ в системе гелий—двуокись углерода, критической кривой равновесия газ—газ системы гелий—этилен и критической кривой равновесия жидкость — газ в системе этилен—двуокись углерода. [c.154]

Сз ществует два типа равновесия газ—газ, различаемых по ходу критич. кривых. Кривая первого типа (в координатах Р—Т), отходящая от критич, точки менее летучего компонента, направляется в сторону темп-р, более высоких, чем критич. темн-ра этого компонента. Кривая второго тииа сначала направляется в сторону низких теми-р, проходит через минимум (находящийся при темп-ре, меньшей, чем критич. темп-ра менее летучего компонента), а далее направляется в сторону высоких темп-р. Эта точка минимума, или т. н. двойная гомогенная точка, является центральной точкой диаграммы фазовых равновесий для систем, имеющих второй тин критич, кривой. На рио. 3 в координатах давление — мольная доля изображены кривые растворимости жидкости в газе (левые кривые и T J с минимумами растворимости Ла 3 и максимумом Л з), кривые растворимости газа в жидкости (правые кривь[е и с максимумом рам воримости газа в жидкости Л"з), кривые равновесия газ—газ (верхние кривые и Т1) и кривые равновесия жидкость — газ (нижние замкнутые нетли). В двойной го.могенной точке В ирошходит слияние кривых равновесия газ—газ и жидкость—газ. Отсюда и появляются максимум1>1 растворимости жидкости в газе и газа в жидкости. При снижении темн-ры ниже темп-ры точки В происходит размыкание петель равновесий жидкость—газ и газ—газ т. обр., что образуются две ветви кривых 1 с точками возврата >.9 . Эти точки возврата, образовавшиеся из точки В, далее при последующем снижении темп-ры и превращаются в максимумы растворимости жидкости в газе и газа в жидкости. При увеличении темп-ры выше точки В критич. давление равновесия газ—газ растет, а равновесия жидкость—газ падает. Петли равиовесия жидкость—газ занимают все меньшую область составов, нока не стягиваются в критич. точку менее летучего компонента. Экспериментально обнаружено 14 систем, содержащих ире им. гелий, аммиак, двуокись серы и другие газы, в к-рых наблюдается равновесно газ—газ. [c.380]

А. Равновесия кристаллы — жидкость в трехкомпонентных системах. Диаграммы растворимости в воде двух солей, не образующих кристаллогидратов и двойных солей. Рассмотрим диаграмму растворимости Б воде двух солей с общим анионом. Примером таких систем может служить система КС — МаС —НдО, треугольная и прямоугольная диаграммы растворимости которой приведены на рис. 155. На этих диаграммах точка D характеризует насыщенный раствор КС1 в воде, а точка F — насыщенный раствор Na I в воде. Точки, лежащие на кривой DE, выражают составы водных растворов, содержащих КС1 и Na I и насыщенных по отношению к КС1. Кривая [c.419]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология