Идеальная и неидеальная смеси

Анализ фракций нефти и нефтепродуктов на содержание в них индивидуальных веществ и классов углеводородов показывает, что нефть и ее фракции представляют собой сложную многокомпонентную смесь. Кроме того, любая нефть или ее фракция, обладая характерным распределением углеводородов и неуглеводородных соединений, в условиях перегонки и ректификации проявляет себя как смесь различной степени неидеальности. Смесь углеводородов одного гомологического ряда, как правило, ведет себя как идеальная, но в присутствии углеводородов других классов ее свойства в той или иной степени отклоняются от свойств идеальных растворов, подчиняющихся законам Рауля и Дальтона. Крайним проявлением такого свойства смесей углеводородов является образование различных азеотропных смесей. Эти явления из-за их сложности недостаточно изучены, в связи с чем процессы перегонки и ректификации смесей рассчитывают, используя законы идеальных растворов. Для инженерных расчетов точность такого способа допустима. [c.35]

Если применяются достаточно малые пробы, так что парциальное давление растворенного вещества достаточно низко, газовая фаза может рассматриваться как идеальная газовая смесь. В этих условиях величина парциального давления растворенного вещества приближается к величине его фугитивности. Таким образом, для неидеальных растворов летучего вещества в нелетучем растворителе закон Генри можно выразить уравнением [c.385]

Следует отметить, что в уравнениях (VII.4) и (VII.5) вместо Р xi) должна стоять летучесть / , если смесь не находится в идеально-газовом состоянии. Если считать неидеальную смесь идеальным газовым раствором (что допустимо для ряда реакции, включая синтез аммиака [9]), то можно получить выражения для константы равновесия К, которая необходима для уравнения (VII.5). [c.431]

Если применяются предельные малые пробы вещества и парциальное давление растворенного вещества достаточно низко, то газовую фазу можно рассматривать как идеальную газовую смесь. В таких условиях величина парциального давления растворенного вещества приближается к величине его фугативности. Таким образом, для неидеальных растворов летучего растворенного вещества в нелетучем растворителе равновесие можно выразить уравнением [c.367]

Несложно заметить, что выражение (7.52) представляет алгебраическую сумму убыли эксергии энтальпии проникшего потока и обратимой работы извлечения (Wp <0) фракции проникшего потока из смеси в напорном канале, причем разделяемая смесь принята идеальной. Более общее выражение может быть получено из (7.50) с учетом соотношений (7.16) для обратимой работы извлечения фракции неидеальной смеси Wp и (7.23) для молярной эксергии энтальпии проникшего потока Ер Т, Р) [c.243]

Неидеальный раствор — смесь идеальных газов [c.285]

Двухкомпонентные системы с газообразной и жидкой фазами. Для двухкомпонентных систем жидкая фаза представляет собой смесь двух жидкостей. В соответствии с термодинамическими свойствами эти смеси (растворы) подразделяются на идеальные и неидеальные. Для идеальных растворов изменение энтальпии [c.165]

I — идеальный раствор И — неидеальный раствор II — раствор, сильно отличающийся от идеального и образующий азео-тропную смесь. [c.212]

Остановимся еще на одном способе изменения состава раствора — по кривым термодинамического упрощения, понятие о которых было введено Сторонкиным. Кривые упрощения — это линии, при движении по которым химические потенциалы двух компонентов из трех (в случае тройных систем) изменяются на равные величины. На кривых упрощения соотношения закона Коновалова строго выполняются [40, 48, 49]. Кривые термодинамического упрощения интересны тем, что именно при изменении состава по ним тройная система ведет себя подобно бинарной, смесь двух компонентов можно рассматривать как один. Ход кривых упрощения, их отклонение от секущих концентрационного треугольника, дает наглядное представление о степени неидеальности раствора (в случае идеального раствора кривые упрощения будут совпадать с секущими). [c.87]

Рассмотрим п-компонентную идеальную ассоциированную паровую смесь, в которой произвольное число компонентов участвует в реакциях ассоциации. В соответствии с моделью, считаем, что вандерваальсовы взаимодействия между частицами смеси отсутствуют и неидеальность последней связана только с протеканием обратимых реакций. Условно примем все компоненты способными вступать в реакции, что позволит при записи соотношений не различать ассоциирующие и неассоциирующие компоненты. При расчетах различие между первыми и вторыми проявится только через соответствующие значения констант ассоциации , [c.190]

Хотя для идеальных смесей расчеты легко выполнимы, полученными результатами следует пользоваться осторожно, поскольку поведение многих смесей существенно отличается от идеального. Например, приведенные выше расчеты не обнаруживают наличие некоторой смешиваемости твердых фаз, хотя в действительности в некоторых случаях органические системы могут ее проявлять. На рис. 8.5 сравниваются экспериментальные и расчетные диаграммы плавления. Пока мы не располагаем таким методом, который позволял бы исходя из молекулярной структуры решать, насколько близка какая-либо конкретная смесь к идеальной, так как даже смеси изомеров могут быть неидеальными примером сказанному служат системы 2 и 3, приведенные в задаче 8.16. Лучшими методами [c.419]

Из изложенных положений следует, что образование бинарного азеотропа определяется отношением давлений паров рассматриваемых веществ и степенью неидеальности образуемой ими системы. Чем больше отклонения от идеального поведения, тем больше могут различаться по температурам кипения вещества, образующие азеотропную смесь. Наоборот, чем ближе система к идеальной, тем [c.8]

Обработка по теории регулярных растворов полезна, поскольку она проста и легко применима к явлениям смешения. При этом следует иметь в виду, что основные предпосылки такого предположения, например, нулевая энтропия смешения с точки зрения термодинамики не подходит для описания неидеальных смешанных мицелл. Поэтому данная модель должна рассматриваться лишь как некая эмпирическая модель. В течение последних двух десятилетий теория регулярных растворов применялась к ряду бинарных систем ПАВ, и был рассчитан параметр взаимодействия Р для многих смесей ПАВ. Эта информация очень важна для понимания силы взаимодействия ПАВ. Так как параметр взаимодействия связан с дополнительной свободной энергией (табл. 6.2), отрицательные значения говорят о наличии сил притяжения между ПАВ, или о синергизме процесса мицеллообразования положительные значения, наоборот, говорят об отталкивании ПАВ, или антагонизме процесса мицеллообразования. Чем больше значение параметра взаимодействия, тем сильнее силы отталкивания или притяжения. В случае, когда значение р близко к нулевому, можно говорить о том, что данная смесь стремится к идеальному поведению. Некоторые параметры взаимодействия приведены в табл. 6.2. Знание параметра взаимодействия смешанных бинарных систем ПАВ позволяет прогнозировать значения ККМ смеси и ККМ отдельных компонентов. Мономерные концентрации и составы смешанных мицелл также рассчитываются с помощью рассмотренных уравнений. Это наиболее важные параметры, определяющие поведение смесей ПАВ в различных областях их использования. [c.215]

Рассмотрим пример, когда неидеальна жидкая фаза (смесь составлена из компонентов А и В, полностью нерастворимых друг в друге), а паровая фаза идеальна. В случае полной нерастворимости компонентов Л и В силы взаимодействия молекул этих компонентов равны нулю, а каждый из них ведет себя независимо друг от друга. Рассматриваемая смесь закипает при давлении [c.269]

Теперь представим, что при тех же температуре, общем давлении и составе жидкая смесь идеальна. Очевидно, состав паровой смеси над идеальной жидкой отличается от состава паровой смеси над неидеальной жидкой. Следовательно, будут различными и летучести компонента Л в паровых фазах. Обозначим через Дид летучесть компонента Л в паровой фазе над идеальной жидкой смесью. Введя в (22,8,3) и положив Yr=l (ввиду идеальности жидкой смеси), имеем [c.502]

Чем больше отклонения от идеального поведения в рассматриваемой системе, тем больше отличаются парциальные давления паров компонентов от величин, вытекаюш их из закона Рауля, и тем больше возможное отличие величины 71/72 от единицы. В неидеальной системе условие а = 1 может выполняться только при определенной концентрации жидкой фазы. При этом составы жидкости и пара становятся одинаковыми, как это видно из уравнения (IV-96), т. е. жидкая смесь, для которой а = 1, испаряется, а паровая — конденсируется без изменения состава. Таким образом, при а = 1 в системе образуется азеотропная смесь. В зависимости от характера отклонений от идеального поведения различают положительные и отрицательные азеотропы. [c.138]

При 1000 атм и 298 К К = 56,05 см для чистого К, и 57,31 см- для чистого СНд. Используя результаты задачи 3, найдем / = 1906 для чистого Ы, и / = = 1295 для чистого СИ,. Считая, что смесь представляет собой идеальный раствор неидеальных газов, получим = 1334 и = 388,5. [c.484]

Уравнение (8.11.5) является справедливым, если смесь идеальна. Однако даже для неидеальных смесей это уравнение может служить приемлемой аппроксимацией. Для более точных расчетов необходимо в уравнение (8,11.5) добавить члены, которые зависят от неидеальности смеси растворителей [61, 87]. [c.325]

Иными словами, в известных условиях растворитель может не увеличивать, а уменьшать относительную летучесть разделяемых веществ. Это связано с тем, что растворитель взаимодействует не только с каждым из разделяемых компонентов, но оказывает также влияние и на взаимодействие между компонентами, разбавляя смесь и, таким образом, уменьшая это взаимодействие. Если бинарная система сильно отклоняется от идеального состояния, добавка растворителя приводит как бы к уменьшению степени ее неидеальности. В этом случае и оказывается, что в присутствии третьего компонента разделение будет происходить хуже. [c.563]

В действительности, смесь изотопов неона несколько отклоняется от поведения идеального раствора, а ее паровая фаза, кроме того, не строго подчиняется законам идеальных газов. Однако в [109] показано, что соответствующая поправка на неидеальность в этом случае находится в пределах 0,1% величины 1п [Р (N0 ) / Р (Ке )], тогда как суммарная экспериментальная ошибка определения той же величины имеет порядок 1 %. [c.18]

Для смесей летучих веществ активности вычисляются наиболее просто, если известны парциальные давления пара компонентов. Здесь используется то, что при равновесии химические потенциалы компонентов одинаковы во всех фазах. Наиболее простым является тот случай, когда газовая фаза ведет себя как смесь идеальных газов. Обобщения на случай пара — смеси неидеальных газов достаточно просты, поскольку вместо упругости пара р, войдут летучести 4, определяемые независимыми методами. [c.158]

Неидеальный раствор в жидкой фазе — смесь идеальных газов [c.299]

Полезно также отметить, что для газовых смесей отклонения от идеальности объясняются, с одной стороны, неидеальностью компонентов, а с другой стороны, взаимодействием компонентов между собой. Таким образом, смесь может быть неидеальной даже тогда, когда поведение компонентов при тех же значениях температуры и давления близко к идеальному. [c.326]

Существенным является и независимость результатов термодинамического анализа от того, идеальной или неидеальной является смесь, в связи с чем возможна проверка результатов анализа на более простых для расчета равновесия идеальных смесях. [c.6]

В качестве примера смеси близкокипящих компонентов уже было рассмотрено разделение смеси н-гептан — метилциклогексан с помощью добавки анилина. Система метилциклогексан — толуол — неидеальная смесь (без азеотропной точки) кривая равновеспя асимптотически приближается к диагонали, и относительная летучесть Р и с. 231. Кривая равно- с повышением концентрации метил-весия для смеси метилцик- циклогексана стремится к 1 (рис. 231). логексан—толуол (неиде- Для получения чистого метилцикло-альная с есь без азеотроп гексана обычной ректификацией практически потребовалось бы бесконечно большое число теоретических тарелок. При добавлении 55 мол.% полярного растворителя (анилина) кривая равновесия становится по форме близкой к идеальной, и разделение очень упрощается. Экстрактивная ректификация также выгодна для разделения азеотроп ных смесей. Например, с помощью экстрагирующего агента (анилина) можно воздействовать на азеотропную смесь циклогексан — бензол таким образом, чтобы в дистиллате получить чистый циклогексан. Экстрактивную ректификацию целесообразно применять для разделения многокомпонентных смесей, содержащих компоненты, относящиеся к различным классам. [c.344]

Смесь воды и этанола показывает отклонение от свойств идеальных растворов. При ректификации таких смесей и расчете их свойств необходимо учитывать неидеальные свойства с помощью активностей и коэффициентов активностей. Для расчета активности и коэффициентов активностей компонентов в смеси принимают в качестве стандартных состояний давление над чистым компонентом. Для расчета свойств С2Н5ОН и Н2О в смеси используем данные, приведенные в табл. 27. [c.274]

Если рассматривать идеальный раствор как смесь компонентов, молекулы которой ведут себя так же, как и в чистой жидкости, а неидеальность поведения о1разить введением меры неидеальности в виде коэффициентов, то фугитивности отдельных компонентов должны быть пропорциональны их концентрациям, т. е. для двухфазной системы имеем [c.42]

Неидеальные растворы со значительным положительным или отрицательным отклонением от идеальности способны образовывать азе-отропные смеси (азеотропы), которые на диаграммах состояния изображены фигуративной точкой С (рис. 130, 132, 133). Азеотропные смеси — это растворы, при испарении которых получается пар того же состава, что и исходная жидкая смесь 1Х(п) = Х(ж)], поэтому условная вариантность азеотропных смесей равна нулю (С = 2 — 2 + 1 — 1 =0). [c.391]

Параметр взаимодействия Гполучают экспериментально из значений ККМ и широко применяют для характеристики свойств смесей ПАВ. Для смесей, состоящих из неионогенных и ионных ПАВ с различными гидрофильными и гидрофобными фуппами, обычно наблюдаются отклонения от идеальных систем. Пример системы неидеального характера приведен на рис. 6.2. На графике ККМ смеси катионного тетрадецилтримети-ламмоний хлорида (ТТАХ) и неионогенного пентадецилэтоксилированного нонилфенола (НФ-15) представлена в виде функции состава НФ-15. Как видим, действительное значение ККМ ниже рассчитанного для идеальной системы, следовательно, смесь катионного ТТАХ и неионогенного НФ-15 не является идеальной. Применяя теорию [c.206]

В исследовании, проведенном с целью сравнения двух подходов к расчету фазовых равновесий, использовали модель Грейсона-Стрида, учитывающую неидеальность в жидкой и паровой фазах (в дальнейшем параметры, полученные при применении этой модели, именуются реальными К), и модель Ашворта, представляющую нефтяную смесь как идеальную (параметры именуются идеальными ). Проводили расчеты температур кипения, давлений кипения, мольных долей отгона. При этом были выбраны смеси, характерные для процессов нефтепереработки сырая нефть, бензин, керосин, дизельное топливо, атмосферный газойль, мазут. Диапазон давлений и температур также был выбран в соответствии с режимами, характерными для процессов нефтепереработки. [c.43]

Активность и коэффициент активности [2]. Когда чистая жидкость или смесь находится в равновесии со своим паром, химический потенциал каждого компонента в жидкости должен равняться химическому потенциалу этого компонента в паре. Это является следствием требования термодинамики, согласно которому при небольшом изменении состава системы, находящейся в равновесии при постоянных температуре и давлении, свободная энергия должна оставаться неизменной, т. е. дО)г, р = 0. Таким образом, если можно считать пар идеальным, те химический потенциал -то компонента в растворе можно написать в такой же форме, как уравнение (7), причем в этом случае р,- представляет собой парциальное давление данного компонента в паре, который находится в равновесии с раствором. В случае неидеального пара парциальное давление надо заменить идеальным давлением или летучестью-, оста навливаться на этой поправке более подробно нет необходимости. Согласно закону Рауля, парцйальное давление пара любого компонента идеального раствора пропорционально его молярной доле XI в растворе, следовательно, химический потенциал этого компонента жидкой фазы составляет [c.193]

Другое существенное упрощение возникает в связи с поддержанием в процессе экстрактивной ректификации высокой концентрации разделяющего агента. В гл. П было показано, что изменение коэффициентов относительной летучести компонентов заданной смеси в зависимости от их относительного содержания определяется двумя факторами степенью неидеальности заданной смеси и концентрацией разделяющего агента, разбавляющего эту смесь и, благодаря этому, уменьшающего относительное влияние взаимодействия молекул компонентов заданной смеси. С увеличением концентрации разделяющего агента коэффициент относительной летучести компонентов исходной смеси все в меньшей степени зависит от их относительного содержания и в этом отношении смесь все больше приближается к идеальной. Благодаря этому при больших концентрациях разделяющих агентов в расчет могут приниматься средние значения коэффициентов относительной летучести, зависящие от концентрации разделяющего агента в жидкости и не зависящие от соотношения количеств исходных веществ в смеси. Связанная с этим допущением погрешность тем меньше, чем меньше степень неидеальности заданной смеси. При разделении, например, таких близких к идеальным смесей, как смеси углеводородов, это положение оправды- [c.294]

Примером объекта с сосредоточенными парам етрамг может служить бак-смеситель, используемый и для перем,ешивания жидкостей, и для проведения химических реакций. Инженер обычно основывает свои расчеты на предположении, что содержимое бака идеально перемешано, т. е. смесь внутри бака совершенно однородна и не отличается от потока на выходе. В реальном баке имеются перегородки, углы и т. д., поэтому перемешивание не будет полным во всех зонах, что ведет к неоднородностям внутри бака. Однако часто эти неоднородности не учитываются и применяются некоторые общие средние значения для свойств смеси в баке. Для многих целей это вполне приемлемо, хотя для некоторых типов химических реакций влияние неидеального перемешивания может стать важным. [c.80]

Сальвиниен и Брюн [103] предложили исследовать образование молекулярных комплексов в растворах на основе измерения коэффициентов самодиффузии компонентов раствора. Сравним поведение коэффициентов самодиффузии в идеальном и неидеальном растворах. К первому случаю относится смесь четыреххлористого углерода с нитрометаном. Измеренные коэффициенты самодиффузии для них обозначим соответственно О] и О2- В соответствии с уравнением Стокса-Эйнштейна при постоянной температуре имеем [c.341]

Если испаряется смесь двух жидкостей, то пар над смесью также будет смешанным. Состав этого пара будет зависеть от парциальных давлений паров обеих жидкостей. Зависимость между ними довольно сложна, и мы рассмотрим здесь только наиболее нас интересующие смеси взаимнорастворимых жидкостей. Последние можно разделить на идеальные и неидеальные смеси. У идеальных смесей парциальная упругость пара каждой жидкости над смесью равна упругости ее пара над [c.16]

Одним из главных факторов в процессе осаждения путем погружения является выбор системы растворитель/нерастворитель. Для приготовления мембраны путем инверсии фаз полимер должен быть растворим. Хотя для выбранного полимера могут подходить различные растворители, используемые растворитель и нерастворитель должны быть полностью смешиваемы. Чаще всего в качестве нерастворителя служит вода, но также могут быть использованы и другие нерастворители. Некоторые растворители для АЦ и ПСФ, смешиваемые с водой, представлены в табл. П1-6. Растворимость этих органических растворителей в воде будет рассмотрена далее. Как описано в предыдущем разделе, смешиваемость компонентов всех типов определяется свободной энергией смешения AGm = АЯщ — TASm (уравнение П1-1). Для идеальных растворов АНщ = О и ASm = A-S m,ideal - Однако смесь органических растворителей и воды сильно отклоняется от идеального поведения, и большинство органических смесей не проявляют свойств идеальных растворов, поскольку в них возможны дипольные взаимодействия и водородные связи. Только очень слабо взаимодействующие растворители, например алканы, могут быть рассматриваться как идеальные. Для неидеальных систем свободная энергия смешения на один моль смеси может быть представлена следующим образом [c.140]