Трехкомпонентная система, диффузия

Мы исследовали молекулярную диффузию в двух трехкомпонентных системах триэтиламин — вода с добавкой бутиламина и триэтиламин — вода с добавкой фенола. [c.51]

В трехкомпонентных системах ( =3) существует два независимых потока массы. Если одномерный поток выражается в единицах [моль-см- -с ] и измеряется относительно плоскости отсчета, фиксированной относительно числа молей (т. е. общее число молей, пересекающих плоскость, равно нулю), феноменологические уравнения диффузии для системы при постоянной температуре и давлении имеют следующий вид [c.245]

Однако коэффициент X в этом случае оказался переменной величиной, а показатель а степени оказался равным 1,43. Тем не менее Льюис [8] счел возможным распространить уравнение (21) на случай экстракции в трехкомпонентных системах. При этом Льюис полагает, что уравнение (21) является инвариантным относительно природы компонентов раствора, и массопередача не зависит от молекулярной диффузии. [c.47]

Диффузия в жидких смесях изучена мало, хотя в литературе имеются данные по нескольким трехкомпонентным системам. [c.603]

Эффективность изложенного подхода применительно к трехкомпонентным системам второй группы может быть продемонстрирована на примере изучения диффузии паров воды и газопроницаемости пленочных материалов на основе системы ПВХ — ДОФ [133]. При предположении, что пластификатор оказывает слабое влияние на растворимость газа в полимере, уравнение (4.54) можно записать [c.151]

Общая теория диффузии в многокомпонентных системах очень сложна, и поэтому нелегко получить теоретические выражения, непосредственно применимые для сравнения с экспериментальными данными. Вследствие этого данное изложение будет ограничено некоторыми соотношениями для трехкомпонентных систем. [c.245]

Коэффициенты диффузии для трехкомпонентной системы опре< делялись на основании работ Бэрда и др. Были получены следующие результаты = 0,00734 м /ч Ог = 0,00251 лi /ч Вз = = 0,00204 8с1 = 1,7 Зсг = 0,57 8сз = 0,70. [c.89]

I. Вид уравнений Фика показывает, что поток диффузии направлен в сторону меньшей концентрации. Это справедливо, если диффузия идет в двухкомпонентной системе, состоящей, например, нз соли в воде или иода в бензоле. Однако в трехкомпонентной системе, например, вода — бензол — иод, диффузия иода направлена в сторону большей концентрации. В термодинамической теории необратимых процессов такая возможность вытекает из выражения обобщенной движущей силы диффузии через градиент химического потенциала. Из постулатов Онзагера (которых мы здесь разбирать не будем) следует, что перенос в этом и подобных случаях определяется несколькими коэффициентами диффузии, которые могут быть положительными и отрицательными. [c.181]

Для объяснения противоречащего кривым потенциометрического титрования факта малой сорбируемости катионов (не только больших, но и малых размеров), а также и для объяснения причин сорбируемости диполярных ионов карбоксильными смолами в Н-форме достаточно предположить, что наиболее замедленным процессом в системе сорбционных процессов является не диффузия сорбируемых ионов, а диффузия десорбируемых с карбоксильных смол ионов водорода. Действительно, в соответствии с кривыми потенциометрического титрования (рис. 5) равновесная концентрация ионов водорода в зерне смолы должна быть ничтожно малой. Следовательно, поток ионов водорода из зерна в. раствор должен быть мал в связи с малым градиентом концентрации.. В соответствии с этим становится понятным и наблюдавшееся явление [15—17] увеличения емкости по стрептомицину карбоксильных смол в Н-форме при добавлении к раствору солей натрия. Кривые потенциометрического титрования при этом смещаются (рис. 5) и равновесная концентрация водорода в зернах смолы повышается, что приводит к увеличению скорости диффузии ионов водорода из зерен ионита в раствор. Кроме того, подобное явление в известной мере может быть связано и со смещением равновесия в трехкомпонентной системе сорбируемых ионов. Наконец, увеличение емкости карбоксильных смол в Н-форме при добавлении конкурирующих ионов натрия мы наблюдали также при сорбции ионов лантана. Не останавливаясь на дальнейшем анализе малой сорбируемости катионов карбоксильными катионитами в Н-форме,. отметим лишь, что сама постановка проблемы в связи с размерами ионов была ошибочной, так как впервые она возникла при изучении сорбции ионов малых размеров — ионов металлов. [c.98]

При обтекании жидкостью твердой поверхности образуется область, называемая диффузионным пограничным слоем, в которой происходит измопение концентрации примеси от ее значения у стенки до значения во внешнем потоке. В трехкомпонентной системе (растворитель и два растворенных вещества) существуют два диффузионных пограничных слоя для компонентов растворенных веществ [2, 3]. В работе [31 нами на примере ламинарного обтейания пластины показано, что коэффициент массоотдачи компонента в смеси зависит от концентрации и величин диффузионных коэффициентов молекулярной диффузии другого комнонента. [c.133]

Исходя из теории Ламма, Даллин [53] на основании результатов исследований смесей, содержащих ассоциированные жидкости (этанол + бензол, метанол-I-бензол), сделал заключение, что молекулы спирта и бензола упорядочены. Это исследование подтвердило то, что и для диффузии, и для вязкости коэффициент трения одинаков. Данлеп [54] исследовал коэффициент трения на основе общей системы уравнений, а Олбрайт [55] изучил свойства трехкомпонентной системы, в которой протекает химическая реакция (изомеризация). [c.218]

В работе [65в] всесторонне исследовали диффузионное поведение двух трехкомпонентных систем (НгО—КС1—НС1 и НгО—Na l—H l) методом, предложенным Миллером [б5г]. В основных чертах была установлена картина диффузии двух электролитов, содержащих общий ион. То обстоятельство, что особенности диффузии в трехкомпонентной системе можно вычислить из свойств, присущих бинарным системам, указывает на то, что смешивание двух электролитов не изменяет в заметной степени закономерности процессов переноса, даже если происходит протонный перенос. Протонный перенос, по некоторым наблюдениям, чувствителен к изменениям жидкой структуры воды (см. разд. 4.2.2.2 и 4.7.3). Однако в разбавленных растворах изменение структуры воды, вызываемое ионами Na+ и К+, слабо влияет на подвижность протона (ион водорода) и на соответствующий механизм переноса. [c.232]

Если два последних уравнения сравнить с уравнениями (3.3.7) и (3.3.8), установленнымн термодинамически, то можно заметить, что четыре коэффициента диффузии в общем различаются между собой. Таким образом, диффузию в трехкомпонентной системе можно описать четырьмя коэффициентами диффузии. Поскольку, однако, учитываются потоки только трех компонентов, т. е. явление можно описать тремя [c.246]

С учетом названных закономерностей синтезированы два триизоцианата адгезионного назначения — производные 1,6-гек саметилен- и 2,4-толуилендиизоцианатов. Удаление незначительного количества мочевины (4,0—4,5%) и непрореагировавшего диизоцианата (0,3—0,5 % ) нецелесообразно, поскольку первое соединение представляет собой активный наполнитель, а второе — модификатор, снижающий межфазное поверхностное натяжение и тем самым интенсифицирующий диффузию адгезивов в субстраты. Трехкомпонентные системы Б-1 (числитель) и Б-2 (знаменатель), полученные соответственно из 1,6-гексаметилен- и 2,4-толуилендиизоцианатов, характеризуются еле дующими технологическими показателями [66, с. 54] i [c.147]

Тур и Бургард [169], допуская установившееся состояние диффузии, получили следующее выражение для к. п. д. тарелки трехкомпонентной системы в расчете на компонент С [c.294]

Во многих практически важных случаях в кристаллы элементарных полупроводников вводятся одновременно две различные легирующие примеси например, при изготовлении транзисторных структур методами диффузии. При легировании элементарного кристалла двумя различными примесями имеют дело с трехкомпонентной системой. По сравнению с двухкомпонентными системами М плюс примесь I и М плюс примесь И, в трехкомпонентной системе поведение обеих примесей претерпевает заметные изменения. Так, должны измениться их коэффициенты распределения при росте кристалла, их предельные растворимости (концентрации) и их температурная зависимость, коэффициенты диффузии и т. д. [c.190]

Таким образом, из уравнений (4.44) следует, что коэффициент Р зависит от тепловой подвижности молекул в растворе полимера ( >1 ) и термодинамической неидеальности системы, связанной в свою очередь с состоянием компонентов в растворе полимера. Это, естественно, требует для корректного анализа результатов по проницаемости и селективности смесей получение количественной информации о й 1,(рИ аг в трехкомпонентной системе растворитель — растворитель — полимер. Такие данные, как правило, отсутствуют в оригинальной и справочной литературе. Решение подобных задач связано с необходимостью использования для исследований не отдельного интегрального метода — проницаемости, а совокупности методов, которые позволили бы определить и состав растворов полимера, находящихся в равновесии со смесью растворителей, и активность диффузантов, и коэффициенты О. В этом плане заслуживает внимания применение метода МНПВО ИК-спектроскопии для изучения диффузии многокомпонентных сред через полимерные объекты [220]. Как показали работы [237, 238], данный метод позволяет оценить парциальные коэффициенты диффузии и рас- [c.140]

Таким образом, диффузия к-то компонента определяется не только градиентом этого вещества, но и градиентом других составных частей системы. Однако при обсуждении ионообменных систем, несмотря на то что в каждой из фаз, даже в простейшем случае, имеется по крайней мере три компонента (два сорта обменивающихся ионов плюс растворитель), мы можем существенно упростить рассмотрение, поскольку для обменивающихся противоионов существуют два дополнительных условия, связывающие потоки и концентрации заряженных частиц. А именно для простейшей трехкомпонентной системы мы будем иметь в каждой фазе [c.225]

Для многокомпонентных жидких растворов уравнения диффузии в форме Стефана-Максвелла неудобны из-за зависимости бинарных коэффициентов диффузии от концентрации. В этих случаях используют уравнения многокомпонентной диффузии, базирующиеся на измеряемых экспериментальных коэффициентах. Например, в трехкомпонентной системе диффузионный поток можно определить следующим образом [5] [c.329]

Приведенные в настоящем сообщении экспериментальные данные позволяют изложить некоторые соображения о фазообразо-вании и структуре отдельных фаз в исследуемых системах. Обращает на себя внимание то обстоятельство, что образование фаз в двух- и трехкомпонентных системах (за исключением ТЮг—х5ЬгОз) протекает с заметной скоростью уже при 700—800° С. Размеры кристаллов образовавшейся фазы примерно на порядок превосходят размеры кристаллов исходных компонентов. По-видимому, в исследоЕГанном случае рост кристаллов фазы происходит в основном за счет поверхностной диффузии. Количество же кристаллов определяется числом зародышей, образующихся при данной температуре. Скорее всего, зародыши образуются на границе кристалликов исходных компонентов и вследствие высокого коэффициента поверхностной диффузии происходит быстрый рост кристаллита новой фазы. Этот процесс заканчивается по мере выравнивания градиента концентраций и исчерпания одного из компонентов. При повышении температуры зародыши фазы образуются уже в другом месте, что приводит к увеличению количества образовавшейся фазы. [c.12]

Массоперенос с помощью диффузии может быть охарактеризован эффективным коэффициентом диффузии. В трехкомпонентной системе, строго говоря, одного коэффициента О было бы недостаточно. Однако можно принять, что коэффициенты диффузии трех изомеров н-бутена близки друг к другу. Согласно возможностям измерения, путь диффузии вычисляют вдоль макроскопической глубины внутри зерна катализатора соответствующая координата X изменяется от нуля на одной из фронтальных плоскостей до Ь в середине соответственно О также определяется макроскопически (из-за этого обстоятельства коэффициент О назван эффективным.). С этими предположениями второй закон Фика может быть применен >к любому из трех компонентов ( = 1, 2, 3) внутри зерна принимая во внимание, однако, что изменения в концентрации вызываются в настоящем случае химическими превращениями, суммарную скорость реакции следует заменить производными по длине [c.245]

Как было отмечено ранее, процессы молекулярного переноса приводят к увеличению энтропии системы. В термодинамически устойчивой системе матрица практических коэффициентов [О] в уравнении (2.87) при эквимолярной диффузии (р = —1) является положительно определенной и имеет всегда только положительные собственные числа [3]. Очевидно, термодинамическая устойчивость системы будет соблюдаться и при неэквимолярной диффузии, когда выполняется условие о положительной определенности матрицы [О]. Это условие в общем виде можно контролировать положительными значениями ее диагональных элементов и главных миноров. Например, для трехкомпонентной смеси будем, иметь [c.57]

Уэй и Пратер [367 ] предприняли попытку фундаментального исследования проблемы. Они рассматривали сложные системы, включающие комбинации реакций 1 порядка с диффузионными процессами. Эти системы рассматривались как в установившемся состоянии, так и при переходных режимах. Математический аппарат, использованный этими авторами, весьма сложен. Кинетические данные представляли в геометрической форме и затем обрабатывали их методами линейной алгебры и анализа матриц. Этот подход детально рассмотрен в очень подробной постановочной статье [367], а некоторые его приложения описаны в более поздних публика-циях [366]. Однако следует заметить, что многие выводы и резуль-таты авторов могут быть получены и без использования сложного математического аппарата. В частности, может быть выполнена обра- I ботка для трехкомпонентной реагирующей системы, позволяющая детально оценить влияние коэффициента диффузии катализатора на ход последующих реакций. [c.216]

Сивер [86] в общих чертах описал изотопный метод исследования взаимодействия диффузионных потоков в много компонентных системах, пригодный для изучения параллельных противоположно направленных потоков. Эти исследования на нескольких примерах трехкомпонентных систем подтвердили соотношение взаимности Онзагера. Памфилов Лопушанская и Цветкова [87] на основе общих уравнений переноса массы изучали диффузию в многокомпонентных системах. Ими были выведены основные феноменологические уравнения потоков диффузии, в которых коэффициенты самодиффузии и коэффициенты в явлениях наложения явно выражаются через параметры состояния и термодинамические функции. Соотношение этих коэффициентов и измеренных значений позволяет характеризовать взаимное влияние потоков диффузии. Была определена зависимость феноменологических коэффициентов от температуры, давления и концентрации. Шонерт [88] детально исследовал концентрационную зависимость коэффициентов переноса многокомпонентных систем в растворах, когда концентрация одного из компонентов пренебрежимо мала. [c.247]

Закон Фика в простой форме также не выполняется для диффузии смесей электролитов, так как оказывается значительным влияние эффектов наложения. Для трехкомпонентных систем, т. е. растворов двух электролитов, для одномерной диффузии относительно системы координат, фиксированной относительно объемов, два потока массы, описывающие диффузию, по данным Данлепа и сотр. [91], равны [c.249]

Основная теория диффузии в многокомпонентных газовых системах изложена в работах Гиршфельдера, Кертисса и Берда [1, 7]. Методы приближенного вычисления были разработаны Вильке [60] в 1950 г. Гиллиленд [61 еще до этого проинтегрировал основные уравнения стационарного сот стояния и получил уравнения для одновременной диффузии двух -газов через третий не диффундирующий газ. Проблема диффузии трехкомпонентных газовых систем была обобщена Тоором [62] и экспериментально проверена Фейрбенксом и Вильке [63], Уолкером и д р. [50], Данкеном и Тоором [64]. Этому вопросу посвящены также работы [54, 65—70]. [c.585]

Решение. Поскольку водород не конденсируется, рассматриваемая система является примером случая 2, т. е. диффузии двух газов в трехкомпонентной смеси, когда один газ неподвижен N = 0). Будем использовать уравнения состояния газа при 93,3 °С и 0,34 МПа и учтем, что в каждой точке Кл+Кв+Кс = 1. Комбинируя уравнение (3.18) и величины N — U , ст = PiRT и Л с = О, получим [c.78]

Поверхностная рябь и поверхностная турбулентность обнаружены на поверхности раздела жидкость—газ так же, как и в точках контакта двух жидкостей. Складывается впечатление, что указанные явления всегда обусловлены одновременным массообменом, и рассматриваемые эффекты более выражены, когда массообмен протекает быстро. Особенно часто такие явления замечают в трехкомпонентных или многокомпонентных системах, но их также наблюдали в некоторых частично смешиваюш ихся бинарных системах [7]. Иногда наличие крошечных капель можно объяснить эффектом высаливания раствора одной жидкости в бинарной системе с высоким содержанием растворенного вещества, когда оказывается превышенным предел растворимости при диффузии растворенной жидкости в слой с более низкой концентрацией растворенного вещества [40]. Временами отмечают сильный выброс небольших капель из одной жидкости в другую. В одном эффектном опыте Вэй [151 ] наблюдал за каплей бензола, содержащей уксусную кислоту, которая медленно поднималась в колонне с водой, содержащей аммиак внезапно капля прыгнула в сторону, одновременно выбросив крошечную дополнительную каплю. Поверхностные выбросы, приводящие к отскакиванию капель, были изучены Хейдоном [68]. О поверхностной турбулентности сообщалось также в случае, когда амальгама находилась в контакте с водным раствором электролита, и растворенное вещество в результате электрохимических процессов переносилось от металла к водной фазе [20]. [c.213]

В теории Грейфингера [141 рассматривается неограниченная среда со свободной диффузией (диффузия электронов и ионов происходит независимо). В разд. I. Б. 1 отмечалось, что вблизи границ этот процесс нарушается, так как наличие здесь градиентов концентрации приводит к большому пространственному заряду, если ионы и электроны движутся с разными скоростями. Некоторые вопросы кинетической теории частично ионизованного трехкомпонентного газа изложены Финкельнбургом и Меккером [151, однако эта работа довольно обширна и воспроизводить ее здесь не представляется возможным. Можно показать, что в отсутствие сильных электрических полей, нормальных к поверхности стенки, диффузия заряженных частиц по направлению к стенке происходит фактически по тому же закону, что и для бинарного газа, подчиняющегося уравнению (39). При наличии сильных полей электроны разгоняются до очень больших скоростей, и поэтому маловероятно, чтобы такая система находилась в термодинамическом равновесии. [c.277]