Давление насыщенного пара в простейших системах

В предыдущих разделах были рассмотрены системы, состоящие только из газов. Равновесие в таких системах с участием только одной фазы называется гомогенным. Если в системе присутствует несколько фаз, равновесие называется гетерогенным. Простейшим случаем такой системы является равновесие чистого жидкого или чистого твердого вещества с их паром. Давление пара, находящегося в равновесии с конденсированной фазой при заданной температуре, называется давлением пара вещества при этой температуре. Поскольку в состоянии равновесия AGv = О, процесс изотермического испарения или сублимации вещества, протекающий под давлением его насыщенного пара, не сопровождается изменением энергии Гиббса. В связи с этим летучесть жидкого или твердого вещества при данной температуре равна летучести вещества в газообразном состоянии, находящегося под давлением, равным давлению насыщенного пара жидкого или твердого вещества при той же температуре. В этом случае активность чистого жидкого или твердого вещества относительно стандартного состояния идеального газа при давлении 1 атм будет равна [c.150]

Для идеального раствора в соответствии с законом Рауля зависимость парциального давления компонентов от состава системы наиболее проста (рис. 10.1). Изобразим ее на графике для раствора компонентов А и В, откладывая по оси абсцисс молярную долю вещества В. Проведем на этом же графике линию суммарного давления насыщенного пара. Все линии этого рисунка являются прямыми, так как аналитические выражения парциального и общего давления насыщенного пара над раствором являются уравнениями первой степени относительно молярной доли вещества В. [c.189]

На отечественных предприятиях газовой и нефтяной промыщ-ленности в качестве ингибитора гидратообразования используют в основном метанол и гликоли. Метанол имеет высокое давление насыщенных паров, что затрудняет извлечение его из газового потока, усложняет его регенерацию и приводит к большим потерям этого ингибитора. Поэтому метанол применяют в основном в проточных системах — в скважинах, шлейфах и магистральных газопроводах — для разложения образовавшихся гидратных пробок (без последующей его регенерации), так как он обеспечивает значительную депрессию температуры гидратообразования. Кроме того, метанол применяют в процессе низкотемпературной сепарации (НТС) для предупреждения образования гидратов при дросселировании и охлаждении газа с целью выделения из него тяжелых углеводородов и паров воды. Имеется опыт эффективного многократного использования метанола на Мессояхском газоконденсатном месторождении, где потери метанола были сведены к минимуму в результате полной регенерации метанола из водных растворов и высокой степени извлечения метанола из газового потока на установке адсорбционной осушки и очистки газа цеолитами ЫаА (6—8]. В качестве ингибитора широко используют гликоли (ЭГ, ДЭГ и др.), несмотря на то, что стоимость их выше стоимости метанола. Это объясняется низким давлением насыщенных паров гликолей и возможностью полной регенерации их путем удаления воды с помощью простого физического процесса — выпарки ее из водных растворов гликолей. Не исключено, что в перспективе в связи со снижением себестоимости производства метанола и со-верщенствованием техники и технологии адсорбционных методов очистки газа этот ингибитор будет шире использоваться в газовой и нефтяной промышленности. [c.117]

При рассмотрении переходов между агрегатными состояниями было выяснено, что две фазы могут сосуществовать в равновесии не при любых значениях параметров, определяющих состояние системы. Так, жидкость при некоторой произвольно взятой температуре (естественно речь идет о температурах выше точки плавления) может находиться в равновесии с паром только при давлении, равном давлению насыщенного пара при этой температуре. Если поддерживать давление ниже этой величины, то жидкость будет испаряться до тех пор, пока не перейдет полностью в пар. Если же поддерживать давление, превышающее упругость пара, то пройдет полная конденсация пара. Следовательно, в системе жидкость — пар нельзя независимо изменять два параметра риТ. Однако если ввести в газовую фазу еще один компонент, то можно создать любое давление прн любой температуре, т. е. в такой системе будут независимо изменяться два параметра. Число параметров, которые можно изменять независимо друг от друга, называют числом степеней свободы макроскопической системы. Между числом степеней свободы 5, числом компонентов К и числом фаз Ф, которые могут сосуществовать при равновесии, существует простое соотношение, известное как правило фаз [c.200]

Фазовые равновесия в гетерогенных системах. Правило фаз Гиббса. Гетерогенными фазовыми равновесиями называются равновесия, устанавливающиеся в физических процессах перехода веществ из одной фазы (простой или смешанной) в другие фазы (простые или смешанные). Такие равновесия наблюдаются при кипении жидкости под постоянным давлением (жидкость пар), плавлении кристаллов (твердое жидкость), при выделении кристаллов из насыщенного раствора соли (жидкость—твердое—пар) и т. д. Термодинамическое равновесие в гетерогенных системах характеризуется сколь угодно длительным сосуществованием нескольких фаз в условиях постоянства давления и температуры при этом концентрации веществ в каждой фазе и парциальные давления не изменяются, т.е. 1 i dn.i = О, и как показано в гл. VII, 8, химический потенциал любого компонента I во всех фазах а, р, у... одинаков, т. е. р, = = [У. =. ... В целом многофазная гетерогенная система в состоянии истинного равновесия имеет минимальное абсолютное значение изобарного потенциала. [c.156]

Рассмотрим взаимосвязь поверхностного натяжения со структурой молекул. В простейшем случае, когда силовые поля молекул жидкости симметричны , химических связей (типа водородных) между молекулами граничащих фаз не образуется, жидкости практически не смешиваются (низкое давление насыщенного пара в системе жидкость — газ), а определяется лишь разностью полярностей [c.433]

Когда оба компонента (и растворитель, и растворенное вещество) близки между собой по составу и строению молекул, то сила взаимного притяжения молекул обоих компонентов примерно одинакова. В таких простейших системах давление насыщенного пара р данного компонента А над раствором прямо пропорционально относительному содержанию его молекул в растворе, т. е. [c.298]

Давление насыщенного пара в простейших системах 307 [c.307]

Вещество всегда стремится распространиться в системе. Это стремление в простейшем случае характеризуется давлением паров вещества, выражаемым в ат,кг/см ,мм рт. столба и т. д. Если давление насыщенных паров вещества больше парциального давления его паров, то вещество будет испаряться. Если парциаль- [c.170]

Образование растворов из чистых компонентов с отрицательным отклонением давления пара обычно сопровождается выделением тепла АЯ<0 и уменьшением объема АУ. Выделение тепла при образовании раствора приводит к тому, что тепло испарения компонентов из раствора оказывается больше тепла чистого компонента, а давление насыщенного пара — меньше, чем для простейшей системы, подчиняющейся закону Рауля. [c.175]

Если адсорбирующийся газ находится при температу )е ниже критической, то нередко наблюдают полимолекулярную адсорбцию, особенно при давлении газа вблизи давления насыщенных паров его конденсированной фазы. Полимолекулярную адсорбцию в простейшем случае можно описать следующей системой химических уравнений [c.284]

Обычно зависимость равновесий от этих параметров выражают графически. На рис. VH.l показана простейшая диаграмма состояния системы, состоящей из одного вещества — воды. Линия ОВ выражает зависимость давления насыщенного пара жидкой воды от температуры. Линия АО дает такую же зависимость для давления пара надо льдом. Точка О, в которой пересекаются эти линии, есть температура замерзания, как отмечалось в гл. [c.84]

Когда оба компонента (и растворитель, и растворенное веще- ство) близки между собой по составу и строению молекул, то сила взаимного притяжения молекул обоих компонентов примерно одинакова. В таких простейших системах давление насыщенного пара [c.293]

Давление насыщенного пара в простейших системах. Будем рассматривать двойную систему, состоящую из компонентов А и В. Учитывая, что в общем случае оба компонента раствора могут быть летучими и, следовательно, обладать некоторым давлением пара, мы должны принять во внимание не только величину [c.302]

Давление насыщенного пара в простейших (идеальных) системах. Будем рассматривать двойную nfiTeMy, состоящую из компонентов А и В. Учитывая, что в общем случае оба компонента раствора могут быть летучими и, следовательно, обладать некоторым давлением пара, мы должны принять во внимание не только величину общего давления р пара, равновесного с раствором, но и отдельные составляющие его в виде парциальных давлений рд и рв соответствующих компонентов, причем всегда Ра + Рв = р. [c.365]

Температура кипения, фракционный состав и давление насыщенных паров. Чем выше температура кипения, тем лучше охлаждающая способность топлив при прочих равных условиях. Температура кипения (для простых топлив) и температура начала перегонки (для сложных топлив) не должны быть ниже температуры топлива на выходе из системы охлаждения с учетом давления в системе. Относительно высокие температуры начала кипения имеют углеводородные горючие ( 200° С), некоторые азотные окислители — тетранитрометан (126° С), азотная кислота, причем добавление окислов азота к последней понижает ее температуру кипения. Низкие температуры кипения имеют водород, кислород, фтор, поэтому их применение в качестве охлаждающих жидкостей затруднено. [c.85]

Соотношения (8.3.5)—(8.3.22) были использованы при расчете коэффициента сокристаллизации иодистого брома в системе кристаллы иода — пар. Давления насыщенного пара иода и иодистого брома, входящие в соотношение (8.3.22), вычисляли по формуле (8.3.21), что привело к результатам, которые хорошо согласуются с экспериментом (см. табл. 13 и 17). При расчетах приняли во внимание, что электронное состояние молекул lg и IBr в кристаллах и в паре является простым синглетом g S = iIk = 1 [154], а внутримолекулярные колебания в твердой фазе и в паре согласно [c.224]

Тензиметрические исследования [4876—5094] в основном содержат опытный материал по неорганическим [4876—5040], водно-органическим [5041—5054] и органическим [2411, 5058— 5095] смесям. По представленным в них данным их целесообразно расчленить на следующие более мелкие группы простые вещества [2220, 2221, 2230, 2258, 4876—4898, 4905], хлориды [4899—4904, 4906—4926, 4946, 4947, 4951] и другие галогениды [1625, 4927—4939], халькогениды [4940—4945], некоторые другие соединения [4948, 4950, 4952—4958] к неорганическим системам относятся и водные растворы, содержащие одну [4959—4971], две [4972, 4973, 4975—4995] и три соли [4996—4999], кислоты [5000—5018], соль и кислоту [5011, 5017, 5019—5029], основания [5030—5034] и прочие вещества [4974, 5035—5040]. Водно-органические системы охватывают бинарные [2468, 5041—5049] и иные [5050—5057] смеси. Органические системы включают в себя две жидкости [2411, 2436, 2452, 2453, 5058—5087] (в том числе только углеводороды [2411, 5083—5087]) и три жидкости [5088—50911. Данные по температурной зависимости давления насыщенного пара для разных систем приведены также в [2466, 2469, 2475, 4036, 4211, 4232, 4374, 4586, 4717, 4718, 4775, 4863, 5067, 5520]. [c.47]

Типы I и II часто объединяются вместе, но между ними существует определенное различие, заключающееся в том, что в случае I давление пара раствора превышает давление идеального раствора, а в случае II давление пара меньше, чем для идеального раствора (пунктирная линия представляет идеальный раствор). Тогда типы III и IV оказываются просто крайними случаями I и П, при которых отклонения от линейной зависимости для давления пара являются настолько значительными, что давление насыщенного пара неизбежно должно проходить соответственно через максимум или минимум. Типичными представителями этих четырех групп являются следующие системы при температурах, близких к нормальным температурам кипения [c.612]

ДАВЛЕНИЕ НАСЫЩЕННОГО ПАРА В ПРОСТЕЙШИХ СИСТЕМАХ 365 [c.365]

Рассмотрим теперь, хотя бы в качественной форме, как будут влиять на растворимость отклонения раствора от свойств простейших растворов. Положительные отклонения в давлениях насыщенного пара при невысоких давлениях всегда связаны с большим значением химического потенциала. Иначе говоря, в этом случае уже при меньшем, чем в простейших системах, содержании растворенного вещества в растворе будет достигаться равновесие раствора с кристаллами данного компонента, т. е. растворимость будет меньшей. Так же можно показать, что отрицательные отклонения в давлениях пара приводят к большей растворимости, чем в простейших системах. [c.410]

Присоединение насосов к стеклянным системам осуществляется при помощи так называемых переходов (металл — стекло), которые списаны в 8-2. Металлическая (нижняя) часть такого перехода частично изображена на рис. 5-52. Вместо подобного перехода можно применять простую стеклянную трубку. Присоединение к насосу перехода (его металлической частью) или же стеклянной трубки осуществляется при обязательном применении надежного уплотнителя, обладающего низким давлением насыщенного пара (например, битума). [c.116]

Простейшим примером равновесия в гетерогенной системв может служить рассмотренное в разд. 11.2 уравнение, определяющее давление насыщенного пара над системой. [c.363]

Благодаря большой разности атомных масс и больших различий в давлениях насыщенных паров изотопов получение дейтерия из газовой смеси Нз—Оз путем низкотемпературной ректификации теоретически представляется сравнительно простым. Селлерс и Аугуд [44 ] подробно и систематически изучили проблемы низкотемпературной ректификации систем НО—На, а также —Ыд. Разделение проводили в колпачковой колонне высотой 27 м. Позднее исследования низкотемпературной ректификации смеси Н—О были проведены Тиммерхаусом с сотр. [451. Для разделения использовали пилотную установку с колонной диаметром 150 мм, содержащую ситчатые тарелки, н определили ряд параметров для данной системы, важных с точки зрения разделения. Небольшую лабораторную колонну для ректификации смеси На—НО описал Вайссер [46]. [c.222]

Рассмотрим сначала строение твердых и жидких фаз около температуры плавления при давлении насыщенных паров. В табл. 31 штриховкой указаны структуры твердых простых веществ вблизи точки плавления. Перед плавлением твердые фазы 50 элементов имеют ОЦК структуру. Правда, в 10 случаях, отмеченных пунктиром, это утверждение опирается не на прямые экспериментальные данные, а на косвенные доказательства. Речь идет о прометии, эрбии, тулии, франции, радии, актинии, протактинии, америции, кюри иберклии. Предположение об ОЦК структуре их кристаллов в точке плавления основано на сопоставлении со структурой кристаллов элементов-аналогов в периодической системе (см. табл. 10). У 17 элементов твердые фазы в точке плавления обладают ГЦК структурой. Здесь пока еще нет прямых экспериментальных доказательств только для радона. У 8 элементов соответствующие твердые фазы имеют ПГУ решетку. Кристаллическим фазам 22 элементов присущи такие ковалентные и ковалентнометаллические структуры, для которых координационное число следует правилу 8—М, где Л —номер группы периодической системы (см. гл. У1П). [c.267]

Таким образом, в данном случае равновесное состояние системы всецело определяется давлением двуокиси углерода. Что касается ничтожного давления насыщенных паров СаСОз и СаО, то оно непосредственно зависит, конечно, от температуры. Но эта температура диссоциации имеет определенное значение для каждогозаданного давления двуокиси углерода,и она может быть вычислена, если предварительно найдено, как изменяется с изменением температуры сродство (а значит, и Кр)- Такая задача особенно просто решается для давления рсо2 = 1 атм. Действительно, тогда К" = 1 и А°== 0. Обращаясь к самой грубо приближенной оценке сродства по формуле (9.17 ), находим по таблицам стандартных энтальпий и энтропий [c.324]

Сами выделяемые вещества можно условно разделить на три основные группы газы, низкокипящие жидкости с температурами кипения до 150° С и высококипящие жидкости. Наиболее часто приходится иметь дело со второй группой веществ, и в этом случае улавливание удается осуществить достаточно просто и эффективно. Необходимую температуру конденсации можно определить по давлению насыщенного пара вещества. В условиях исследовательских лабораторий в большинстве случаев для охлаждения ловушек используют жидкий азот или твердую двуокись углерода, вследствие чего вещества не только конденсируются, но и замерзают. Это решение является наиболее эффективным и достаточно простым, но не всегда наиболее целесообразным. Следует учитывать, что при полупромышленном использовании препаративной газовой хроматографии применение жидкого азота, воздуха или твердой двуокиси углерода дорогостояще и часто неосуществимо из-за отсутствия этих хладоаген-тов, тем более, что во многих случаях высокой степени извлечения можно добиться, применяя более дешевые хладоагенты, например, лед или смесь льда с солью. Кроме того, при охлаждении до слишком низкой температуры ловушки быстро забиваются хлопьями или кристаллами замерзш его компонента. Это можно избежать, охлаждая ловушку только в момент выхода компонента, после чего ее размораживают и собранная фракция вещества стекает в сборную емкость. Именно такой динамический режим охлаждения — нагревания использован в системе улавливания хроматографа СКВ ИОХ АН СССР. В хроматографе Эталон-1 для этой цели регулируют подачу жидкого азота так, чтобы ловушка охлаждалась только до температуры, при которой происходит конденсация, но не замерзание отбираемого компонента. Кроме того, в этом приборе ловушка также может нагреваться после отбора компонента, вследствие чего [c.164]

В некоторых системах, где компоненты очень сильно отличаются по своей химической природе, но имеют близкие давления насыщенного пара, отклонения от закона Рауля выражаются особенно рез-к о. Тогда на кривой общегодав-л е н и я пара появляется точка максимума (при положительных отклонениях) или минимума (при отрицательных отклонениях), соответствующая определенному составу смеси. Независимо от знака отклонений эти точки называются экстремальными или просто экстремумами (точки /и,.см. рис. 58, 59). Жидкие смеси, состав которых соответствует экстремумам, называются азеотропными смесями, или просто азеотропами. У азеотропной смеси равновесные пар и жидкость имеют одинаковый состав. Разделение азеотропной смеси на отдельные компоненты посредством простой перегойки неосуществимо, так как при перегонке образуется конденсат того же состава. Поэтому азеотропные смеси называются также постоянно (или нераздельно) кипящими-. [c.185]

Действительно, каждая точка на фазовой диаграмме изобра жает определенное состояние системы, а каждая линия, проходящая из одной точки в другую через все промежуточные точки, изображает процесс перехода из одного состояния в другое через все промежуточные состояния. Примером может служить простейшая диаграмма температуры Т и давления р для однокомпонентной системы (рис. 1) здесь ОС — кривая зависимости давления насыщенного пара над жидкостью от температуры (кривая кипения), ОК — такая же кривая для насыщенного пара над твердым телом (кривая возгонки), ОР — кривая плавления, О — тройная точка. Все точки области О ниже КОС изображают газообразное состояние, области L — жидкое состояние, области 5 левее ОР — состояние кристаллическое. Прямолинейный отрезок 1 изображает процесс нагревания или охлаждения кристаллов при постоян-6 [c.6]

Правило фаз непосредственно вытекает из второго начала термодинамики. Оно может быть выведено путем следующих простых рассуждений. Необходимым условием равновесия сложной гетерогенной системы, состоящей из К компонентов с числом фаз Ф, является равенство температуры, общего давления во всех частях систелмы, а также равенство парциальных давлений насыщенного пара каждого компонента для всех фаз. В противном случае будет происходить перемещение паров в области более низких давлений пара с последующим пересыщением паров и переходом фаз. Найдем число степеней свободы системы, т. е. число независимых параметров, которые можно произвольно изменять без изменения числа фаз, находящихся в равновесии. Оно равно разности общего числа параметров и числа их связывающих условий (уравнений). Для этого необходимо подсчитать общее число параметров, которыми может быть [c.106]

Диаграмма, описывающая эту зависимость, изображена на рис. XIV, 3. Для обоих случаев изменение состава пара с повышением температуры изображается соответственно кривыми ху и х у. Необходимо подчеркнуть, что на диаграмме рис. XIV, 3 рассматриваются системы, содержащие насыщенный пар, и, следовательно, каждой температуре отвечает особое давление. Для того чтобы изобразить соответствующие величины давления, необходимо построите объемную диаграмму, откладывая да ление по третьей оси. Таким образом, иаграмма рис. XIV, 3 представляет собой проекцию объемной диаграммы на плоскость температура— состав. Этим она отличается от диаграмм рис. XIV, 1 и 2, которые являются просто сечениями той же объемной диаграммы, относящимися к более высоким и в каждом случае строго определенным давлениям, при которых могут существовать только конденсированные фазы. [c.400]

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]

Кроме описанного выше простейшего случая равновесия между твердым веществом и его насыщенным паром, усуществуют случаи, являющиеся более сложными ввиду химических реакций, протекающих между твердым телом и газом при этом образуется одно или несколько соединений. Так, например, водяной пар образует с некоторыми твердыми веществами характерные соединения, называемые гидратами, которые сравнительно легко разлагаются при нагревании. Как вытекает из правила фаз, эта система моновариантна, и следовательно, каждой температуре соответствует определенное давление пара, называемое упругостью разложения, подобно тому, как это имеет место для случаев испарения жидкости или при возгонке твердого тела. Сульфат двухвалентной меди, например, образует с водой три гидрата [c.44]

Этот эффект легко возникает, когда две ТСХ-пластинки совмещают слоями сорбента, однако его легко избежать, если пространство между хроматограммами разделить на две части стеклянной пластинкой. Очевидно, что влияние разделяемых веществ на элюент недооценивалось. Даже при нанесении только 10 г определяемого вещества количество растворителя, в котором растворяют компонент, очень мало. Если в зоне площадью 25 мм присутствует 50-10 г исследуемого вещества, а зону можно было бы заполнить 2,5 мкл элюента, то в этом случае образуется 2%-ный раствор. Для распределительной системы, насыщенной, например, патридж-смесью, это означает расслоение на более простые системы растворителей и понижение давления паров элюента по сравнению с чистым растворителем. Эффект конкуренции, возникающий благодаря близости второй полосы с теми же самыми веществами на той же самой высоте, определяют по понижению давления паров элюента над обеими зонами. Это нарушает состояние равновесия, что приводит к отклонению зон от горизонтальной ориентации. [c.81]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология