Определение равновесия между жидкостью и паром

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАВНОВЕСИЯ МЕЖДУ ЖИДКОСТЬЮ И ПАРОМ [c.142]

Рис. 18. Схема установки для определения равновесия между жидкостью и паром в бинарных системах

На акцентированном, целенаправленном использовании эффекта парциальной конденсации воды основан целый ряд интересных способов концентрирования водных растворов формальдегида, которые будут рассмотрены в следующей главе. В традиционные же методы определения равновесия между жидкостью и паром (а также в исследования растворов методом перегонки) эффект парциальной конденсации вносит трудноустранимые погрешности. В самом деле, именно в результате этого явления происходит хо- [c.140]

Явление понижения давления насыщенного пара над раствором вытекает из принципа Ле Шателье. Представим себе равновесие между жидкостью, например, водой и ее паром. Это равновесие, которому отвечает определенное давление насыщенного пара, можно выразить уравнением [c.227]

Свойства, используемые на практике для определения со- стояния, в котором находятся фазы или система, можно разделить на две группы. К первой группе относятся свойства, зависящие от количества вещества, — объем, вес и др. Такие свойства называются емкостными или экстенсивными. Ко второй группе относятся свойства, называемые Интенсивными, — температура, давление, концентрация, удельный вес и др., не зависящие от массы, а только от химической природы вещества. Для описания состояния фазы или системы используются интенсивные свойства. При применении их для определения состояния системы или фазы они называются параметрами состояния. При рассмотрении условий равновесия между жидкостью и паром в качестве параметров состояния обычно принимаются температура, давление и составы фаз. [c.8]

Таким образом, при выборе разделяющих агентов для процессов азеотропной и экстрактивной ректификации должны учитываться свойства системы, подлежащей разделению. Прежде всего на основании данных о равновесии между жидкостью и паром в исходной системе должны быть определены требования, предъявляемые к разделяющему агенту. Затем на осиове этого должен быть произведен ориентировочный выбор предполагаемых разделяющих агентов. Следующей стадией является определение данных о равновесии между жидкостью и паром в бинарных системах, состоящих из компонентов заданной смеси и разделяющих агентов, с целью ориентировочного определения эффективности последних. Такое определение может быть произведено приближенно по уравнению (125). Наконец, для получения данных, необходимых для расчетов, связанных с проектированием, должны быть определены условия равновесия между жидкостью-и паром в многокомпонентной системе, состоящей из компонентов заданной смеси и разделяющего агента. [c.44]

В некоторых случаях, особенно когда выбирается разделяющий агент для процесса азеотропной ректификации, может оказаться более удобным прибегнуть к определению свойств азеотропов. По полученным данным производится сравнительная оценка испытанных веществ. Следует отметить, что сравнительная оценка на основании таких данных может быть достаточно достоверной лишь в тех случаях, когда компоненты заданной смеси достаточно сильно различаются по химической природе. Если же это отличие мало, может потребоваться дополнительно определить равновесие между жидкостью и паром в нескольких точках бинарных систем, состоящих из компонентов заданной смеси и предполагаемого разделяющего агента, или определить значения а заданной смеси в присутствии последнего. [c.72]

При экспериментальном определении условий равновесия между жидкостью и паром возможны различные погрещности, которые могут быть разделены на две группы. К первой группе относятся случайные, несистематические погрещности. Они обусловлены неизбежной при экспериментальном исследовании неточностью определения состава фаз, а также измерения температур кипения и давлений. Ко второй группе относятся систематические погрешности, вызываемые применением загрязненных исходных веществ, несовершенством приборов для исследования равновесия или ошибками в методе исследования. Отсюда вытекает необходимость проверки экспериментальных данных о равновесии. Это в равной мере относится как к вновь получаемым данным, так и к данным, уже [c.154]

Методы расчета равновесия между жидкостью и паром представляют большой практический интерес, так как позволяют уменьшить объем экспериментальных исследований и исключают необходимость аналитического определения состава фаз. Все известные методы можно разделить на следующие группы 1) методы, использующие дифференциальные уравнения равновесия, 2) эмпирические методы и 3) методы, использующие частные решения дифференциальных уравнений равновесия. [c.168]

С увеличением числа компонентов в системе резко возрастают трудности исследования равновесия между жидкостью и паром из-за сложности определения состава многокомпонентных смесей и необходимости проведения большого числа экспериментов. Для наглядности изложения ниже рассматривается определение равновесия в трехкомпонентных системах. Этэ оправдывается тем, что принципы современных методов расчета равновесия являются общими для трех- и многокомпонентных систем. [c.185]

Определение изменения теплосодержаний материальных потоков для неидеальных систем осложняется наличием теплового эффекта при смешении компонентов и неаддитивностью теплоемкости жидкости. Наиболее существенно влияние теплот смешения, данные по которым часто отсутствуют. Теплоты смешения могут быть рассчитаны по данным о равновесии между жидкостью и паром при нескольких температурах с помощью уравнения [c.224]

Изучение равновесия между жидкостью и паром системы СвНе — СН,ОН (и других систем) при 40° С (и при других температурах) на основании определения давления насыщенного пара от температуры и расчет этого равновесия при помощи уравнения Дюгема—Маргулеса. [c.466]

Определение зависимости активности или коэффициента активности от давления, температуры и состава составляет главную задачу термодинамической теории реальных растворов при изучении равновесия между жидкостью и паром эти зависнмости должны согласовываться с уравнением Гиббса—Дюгема. [c.184]

Теоретическому и экспериментальному изучению условий равновесия между жидкостью и паром посвящено большое количество работ, разбросанных в периодической печати. Авторы настоящего труда поставили своей целью дать систематизированную сводку результатов многочисленных экспериментальных исследований, описать наиболее распространенные и надежные методы экспериментального определения условий равновесия между жидкостью и паром, а также изложить методы проверки и обработки данных о равновесии. [c.3]

Ничтожное количество смеси, требующееся для определения ее состава при использовании метода газовой хроматографии, простота и надежность этого метода анализа открывают новые возможности перед техникой экспериментального исследования равновесия между жидкостью и паром. По-видимому, впервые метод исследовапия, основанный на использовании газовой хроматографии, был предложен Л. С. Кофманом с сотрудниками [c.36]

Техника определения зависимости давления паров чистых веществ от температуры в настоящее время находится на таком уровне, что обеспечивает более высокую точность измерений, чем достигаемая при экспериментальном исследовании равновесия между жидкостью и паром. Существенная погрешность может возникнуть лишь за счет содержания примесей в применяемых веществах. Обнаружить эту погрешность можно только, сравнивая использованные данные о зависимости давления паров от температуры с данными других авторов. [c.86]

Неточность в измерении температуры в опытах по исследованию равновесия между жидкостью и паром не может сколько-нибудь заметно повлиять на величину интеграла, стоящего в левой части уравнения (96), поскольку отношение давлений паров чистых компонентов, входящее в это уравнение, мало изменяется при небольшом изменении температуры. Следовательно, отклонение интеграла от нуля при принятых допущениях обусловлено главным образом погрешностями в определении составов равновесных фаз. Чтобы упростить задачу, можно принять, что состав жидкости известен точно, а погрешности имеются только в определении состава пара. Такое положение встречается в практике в тех случаях, когда в опыте отбирается очень маленькое количество паровой фазы, а состав жидкой фазы точно известен. [c.86]

При исследовании равновесия между жидкостью и паром с целью использования данных для инженерных расчетов обычно считают приемлемой погрешность в определении состава пара на уровне 0.5—1.0%. Как показывают расчеты, за счет такой погрешности может получаться значение интеграла Херингтона и Редлиха—Кистера на уровне +0.008—0.03. [c.88]

Уравнение Дюгема—Маргулеса и приведенные выше уравнения, выражающие зависимость коэффициентов активности от состава, кроме целей проверки, могут успешно применяться для предсказания данных о равновесии между жидкостью и паром на основании небольшого экспериментального материала. Возможность определения констант в уравнениях Ван-Лаара, Маргулеса и Редлиха и Кистера по данным о равновесии при одном или нескольких составах жидкости была уже отмечена выше. Разумеется, достоверные значения констант могут быть получены только при использовании точных данных. Возможность определения констант в уравнениях Ван-Лаара и Маргулеса по данным о составе и температуре кипения азеотропной смеси была показана Карлсоном и Кольборном [ ]. Так как в азеотропной точке х=у, то, согласно уравнению (59), в этой точке [c.113]

Методы экспериментального исследования равновесий жидкость — пар описаны в гл. V. В отечественной литературе эти вопросы основательно изложены только в монографии Э. Хала и др. Равновесие между жидкостью и паром (М. Мир, 1962 г.). Однако многие установки и методики, описанные в указанной книге, не утратили своего значения поэтому авторы их почти не повторяют. Но появились новые методы и приемы исследования, определенный опыт эксперимента был накоплен в лаборатории авторов, эти обстоятельства и определили содержание гл. V. [c.4]

В настоящее время в ЛГУ применяют прибор меньших размеров объем заливаемого раствора не превышает 50 мл. Опыты показали, что при правильной работе с помощью такого прибора получаются достаточно надежные данные о равновесии между жидкостью и паром. Однако дальнейшее уменьшение вместимости куба прибора по ряду причин приводит к значительному увеличению ошибок опыта. Поэтому при использовании циркуляционных приборов вряд ли можно рассчитывать на такую постановку опытов, где расход смеси на одно определение был бы заметно менее 50 мл. [c.94]

Для установления равновесия между жидкостью и паром применяют перемешивание с помощью магнитной мешалки. Давление измеряется абсолютно (относительно вакуума) или дифференциально (относительно стандарта) с помощью ртутного манометра 7. Для определения давления пара над раствором, находящимся в колбе 7, закрывают кран 6 и открывают кран 3. Для измерения давления в колбе 2 закрывают кран 5 и открывают кран 4, Разность уровней ртути в коленах манометра измеряется катетометром. Как показывает опыт, погрешность в определении давления не превышает 0,05 %. [c.100]

Приведенный выше способ описания равновесия между жидкостью и идеальным ассоциированным паром не связан с применением коэффициентов фугитивности. В некоторых случаях, однако, введение этих величин целесообразно. Например, при желании проводить расчет в рамках стандартных алгоритмов, использующих формулы (VII.20)—( 11.24). Из определения ( 11.8) и соотношений ( 11.15) и ( 11.88) следует [c.193]

Цель настоящей работы — ознакомление с одним из методов исследования равновесия между жидкостью и паром бинарной смеси жидкостей, смешивающихся между собой во всех отношениях и кипящих в пределах 30 ч- 200° С. Работа заключается в нахождении состава паровой фазы равновесной жидкости определенного состава и сравнении полученных данных со справочными. При необходимости можно провести определение равновесных концентраций во всем диапазоне их изменения. [c.283]

Прибор Отмера для определения равновесия между паром и жидкостью (рис. 140) работает следующим образом. Пары кипящей в колбе жидкости, пройдя через центральную трубку 2, поступают в конденсатор 7 и конденсируются. Конденсат по трубке 10 стекает в нижнюю часть сборника 11 и через гидрозатвор 13 возвращается в колбу 1. [c.283]

Над всеми жидкостями в результате их испарения устанавливается равновесие между жидкостью и паром, а следовательно, и определенное давление пара. Величина этого давления зависит от природы жидкости и температуры. С повышением температуры давление пара над жидкостью сильно возрастает. [c.60]

Наиболее надежные результаты определения парожидкостного равновесия в системах, содержащих формальдегид, по всей видимости, получаются с применением так называемого статического метода, когда исследуемая смесь при всех условиях находится под давлением своих неконденсируемых насыщенных паров, но не кипит. Дополнительный массообмен между жидкостью и паром осуществляется путем применения механических перемешивающих устройств. В последние годы распространение получил прибор, известный под названием изотенископа [291]. Конструкция прибора удобна для отбора проб паровой фазы, для последующего анализа методом газожидкостной хроматографии. Для получения данных при повышенном давлении применяются термостатированные бомбы, снабженные чувствительными манометрами. Статическим методом было изучено изотермическое равновесие между жидкостью и паром в системе формальдегид — вода при температурах от 40 до 90 °С [292], а так-же 110—200 °С. В лаборатории автора были определены также температуры кипения смесей [c.141]

Равновесие в системе жидкость — жидкость. Описание равновесия между жидкими фазами во многом аналогично описанию равновесия системы жидкость — пар. Описанием так.чх систем являются покомпонентные уравнения фазового равновесия, дополненные уравнениями материального баланса и стехиометрическими соотношениями. При расчетах равновесия в системах жидкость — жидкость можно выделить следующие две задачи первая задача состоит в определении состава равновесных фаз при заданной температуре по общему составу каждого компонента, присутствующего в смеси вторая задача заключается в определении состава одной из равновесных фаз по заданному составу другой при известной температуре. [c.235]

Для технологических расчетов, связанных с практическим применением методов азеотропной и экстрактивной ректификации, необходимо располагать данными о равновесии между жидкостью и паром в системах, образованных компонентами заданной смеси и разделяющим агентом. Эти данные составляют основу всех технологических расчетов, поэтому их определение является одним из важнейших этапов исследований, связанных с разработкой способов разделения. Для решения этой задачи используются главным образом экспериментальные методы. Однако в последнее время, особенно для трех- и многокомпонент- [c.142]

Зависимость давления насыщенного пара от состава жидкого раствора. Уравнение Дюгема — Маргулеса. Закон Рауля установлен экспериментальным путем. Он справедлив только для идеальных систем. Однако термодинамическая теория указывает на то, что определенная зависимость между давлением пара и концентрацией должна существовать для любого раствора. Действительно, при постоянной температуре равновесие жидкость—пар в двухкомпонентной системе характеризуется одной степенью свободы (С = К + 1 — Ф = = 2 + 1 — 2), т. е. каждой произвольно заданной концентрации раствора будет отвечать строго определенное давление насыщенного пара. Эта зависимость находится из уравнения Гиббса—Дюгема (VII.35) [c.181]

Однокомпонентной системой является любое простое в-во или хим. соед., обладающее строго определенным составом в газообразном, жидком и твердом состояниях. Д. с. обычно строят на плоскости в координатах Т-р (рис. 1). Фазовые поля (области существования) пара V, жидкости L и твердой фазы 8 дивариантны, т.е. допускают одновременное изменение двух параметров состояния -Тир. Двухфазное равновесие между жидкостью и паром изображается кривой кипения (или испарения) 1, между жидкостью и [c.33]

Дальнейший прогресс техники исследования равновесия между жидкостью и паром в системах, образованных компонентами с ограниченной взаимной растворимостью, связап с применением для анализа смесей газо-жидкостпой хроматографии или других методов анализа, для которых требуется незначительная проба. В связи с незначительным количеством смеси, нужной для анализа, появляется возможность непосредственно анализировать паровую фазу. Приборы для исследования равновесия между жидкостью и паром, основанпые па использовании газожидкостной хроматографии для определения состава смесей, описаны ниже. Они в равной мере применимы для систем с одной или двумя жидкими фазами. В последнем случае важно обеспечить хорошее перемешивание жидких фаз для достижения равновесия между ними и паром. Эти методы позволяют резко сократить расход веществ и затрату времени на исследование по сравнению с другими методами. [c.30]

При обработке экспериментальных данных о равновесии между жидкостью и наром чаще всего принимают, что пары ведут себя как идеальные газы, а молярным объемом жидкости по сравнению с молярным объемом пара можно пренебречь. Однако молекулы реальных газов занимают определенный объем и взаимодействуют друг с другом благодаря наличию силовых полей. Следствием этого является отклонение поведения реальных газов (паров) от законов идеальных газов, возрастающее с увеличением давления. При этом уменьшается также разница между молярными объемами пара и жидкости. Поэтому при точных расчетах, особенно нри таких давлениях, нри которых влияние указанных факторов становится значительным, во.чпикает необходимость введения соответствующих поправок. [c.66]

Были предложены различные методы расчета данных о равновесии между жидкостью и паром по давлению паров смесей с помощью уравнений Маргулеса-—уравнения (138), различающиеся способом определения констант. Завидский [ ] предложил способ расчета констант в уравнениях Маргулеса по углам наклона кривой давления паров смесей к оси составов в точках а =0 и х=1. Углы наклона определяются путем графического дифференцирования. Коэффициенты и Сд определяются при этом из уравнений [c.114]

Достижения в области ректификации идеальных смесей позволяют обратить внимание на другой класс задач, связанный с исследованием процессов разделения многокомпонентных неидеальных азеотропных и гетероазео-тропных смесей. В этом случае на результаты ректификатаи и дистилляции определяющим образом вл.яя.ет физико-химическая природа разделяемой смеси. Здесь фактически возникают дле взаимосвязанные задачи 1) исследование азеотропных свойств и всех возможных типов смесей по характеру равновесия между жидкостью и паром 2) изучение процессов ректификации и дистилляции в системе определенного типа при различных условиях. Из совместного решения указанных задач вытекают принципы построения технологических схем разделения веществ. [c.5]