Равновесие жидкость — жидкость в двухкомпонентных системах

Рис. УП-2. Диаграмма фазового равновесия двухкомпонентной системы, образованной из двух частично смешивающихся жидкостей.

Системы жидкость—жидкость. Фазовые диаграммы двухкомпонентных систем, содержащих только жидкие фазы, имеют сравнительно простую форму — это выпуклые, вогнутые или замкнутые кривые, зависящие от температуры. Некоторые примеры диаграмм Т—х приведены на рис. 5.20. Влияние давления на равновесие конденсированных фаз заметно проявляется только при высоких температурах или вблизи критических точек. Возможный эффект можно предсказать исходя из принципа Ле-Шателье. Обычно размеры двухфазной зоны сокращаются с повышением давления, как это показано на рис. 5.1, 5.2 и особенно наглядно на рис. 5.20,а на примере системы метилэтилкетон + + вода, где повышение давления до 150 атм изменяет геометрию двухфазной зоны от вогнутой к замкнутой. [c.264]

Перегонка — весьма удобный способ выделения и очистки продуктов реакции. Разделение смеси жидкостей перегонкой возможно тогда, когда образующийся при перегонке пар имеет другой состав по сравнению с жидкостью. Д. П. Коновалов установил законы, характеризующие соотношения между составами равновесных жидкостей и пара. Согласно первому закону Д. П. Коновалова повышение относительного содержания данного компонента в жидкой фазе всегда вызывает увеличение относительного содержания его в парах. При этом в двухкомпонентной системе пар (по сравнению с находящейся с ним в равновесии жидкостью) относительно богаче тем из компонентов, прибавление которого к системе повышает общее давление пара, т. е. понижает температуру кипения смеси при данном давлении. В качестве примера приведены кривые зависимости состава пара от состава жидкости для смеси бензол — толуол (рис. 34, а). [c.28]

Работа 2. Исследование равновесия жидкость — жидкость в двухкомпонентной системе с ограниченной растворимостью жидкостей [c.165]

Пример 7.16. Равновесие пар — жидкость — жидкость в двухкомпонентной системе [c.394]

На рис. 44 представлен тип диаграммы состояния двухкомпонентной системы А—В с эвтектикой (без бинарных химических соединений и твердых растворов). Рассмотрим путь кристаллизации расплава состава а. Прежде всего определим, что конечными фазами кристаллизации любого бинарного состава в этой системе будут компоненты А и В, а кристаллизация всех подобных составов будет заканчиваться при эвтектической температуре 4 в точке эвтектики. При понижении температуры от точки а до будет происходить только охлаждение расплава. При достижении температуры ликвидуса tb жидкая фаза (расплав) состава Ь окажется насыщенной по отношению к компоненту А (в области IKteE в равновесии с жидкостью находятся кристаллы А, что указывается на диаграмме соответствующим обозначением А + ж) и последний при дальнейшем охлаждении будет кристаллизоваться из расплава. Состав жидкой фазы будет изменяться при этом по кривой ликвидуса от точки Ь к точке Е (система моновариантна). При достижении эвтектической температуры 4 жидкость, отвечающая эвтектическому составу Е, кристаллизуется с одновременным выделением кристаллов А и В, поскольку точка Е принадлежит одновременно обеим кривым ликвидуса txE и t E) и, следовательно, жидкость состава Е насыщена по отношению к обоим компонентам. При этом пока не исчезнет вся жидкая фаза, температура 4 и состав (Е) жидкой фазы будут оставаться постоянными, поскольку система при этих параметрах инвариантна (температура при отводе от системы теплоты будет поддерживаться постоянной за счет выделения теплоты кристаллизации). Кристаллизация закончится в точке эвтектики Е. [c.223]

Другим выражением принципа смещения вдоль линии равновесия являются законы Гиббса — Коновалова и Вревского, которые устанавливают взаимосвязь между изменениями состава, давления и температуры сосуществующих фаз. Первоначально Д. П. Коновалов и М. С. Вревский на основе анализа и обобщения большого экспериментального материала по исследованию равновесия жидкость — пар в двойных системах сформулировали свои законы как закономерности для двухкомпонентных систем типа раствор — пар. [c.230]

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]

Обратимся теперь к совместному рассмотрению растворимости газа в жидкости и жидкости в газе как двух сторон равновесия в двухфазных двухкомпонентных системах. В общем случае уже около ста лет тому назад были установлены весьма общие законы [c.75]

Физико-химическое взаимодействие различных компонентов дымовых газов, по всей вероятности, в значительной степени влияет на процесс отпотевания низкотемпературных поверхностей нагрева. Этот процесс безусловно зависит от температуры и протекает в определенном интервале изменения ее от максимально возможной в данных условиях и до минимальной. Поэтому понятие температура точки росы , принятое для двухкомпонентной системы, состоящей из чистого газа и водяных паров, не точно отражает существо процесса. В связи с коррозионной активностью дымовых гаэоч правильней было бы говорить о предельной температуре, начиная с которой при ее понижении проявляются явления влажного или жидкостного характера, вызываемые конденсацией, а возможно и адсорбцией, и об интервале температур, в котором жидкость и дымовые газы могут находиться в состоянии равновесия. В зависимости от характера этого явления по-разному могут сказываться и вызываемые ими следствия и не обязательно во всех случаях при предельной температуре будут обнаруживаться коррозионные явления. Коррозионный процесс, вероятно, может начинаться и при другой температуре, приводящей к конденсации серной кислоты, солей или каких-либо других активных соединений в необходимом для начала коррозии количестве и соответствующей концентрации — такой температуре, при которой совокупность химических процессов приводит к усилению взаимодействия с металлом поверхностей нагрева. Это обстоятельство следует иметь в виду при анализе методов измерения температуры точки росы. [c.285]

В отличие от этого в двухкомпонентных системах, содержащих две конденсированные фазы (две жидкости, жидкость и твердая фаза или две твердые фазы), в условиях равновесия при постоянных давлении и температуре составы взаимно насыщенных контактирующих фаз строго определены и отвечают диаграммам состояния соответствующих систем. Влияние давления на условия равновесия систем, включающих только конденсированные фазы, и на свойства поверхностей раздела в таких системах становится ощутимо лишь при высоких давлениях и не будет приниматься во внимание. [c.82]

Для многокомпонентных систем условия равновесия между жидкостью и твердым телом значительно сложнее, чем для чистых веществ. Уже наиболее простые системы—двухкомпонентные—показывают большое разнообразие возможных случаев сосуществования твердой и жидкой фаз, значительно превосходящее число случаев для жидкости и газа. [c.33]

ТРЕХФАЗНОЕ РАВНОВЕСИЕ ЖИДКОСТЬ - ЖИДКОСТЬ - ПАР В ДВУХКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМАХ [c.301]

Независимых факторов, влияющих на равновесие в двухкомпонентной системе, три температура I, давление Р и концентрация одного из компонентов в смеси с другим (концентрация второго компонента является величиной, зависящей от концентрации первого С-2 = 1 — С ). Следовательно, полностью такая система может быть представлена в пространственной диаграмме с тремя координатными осями (/, Р, С). Однако для систем жидкость — твердое вблизи температур плавления рассматривают равновесие при постоянном давлении. Также при постоянном давлении рассматривают фазовое равновесие в системе газ — жидкость, получая в обоих случаях диаграммы состав — температура, простейшие виды которых представлены на рис. 17 и 18. [c.76]

Растворимость газов в жидкостях. При взаимодействии какого-либо газа с жидкостью возникает система, состоящая из двух компонентов и двух фаз—жидкой и газообразной. Такая система имеет по правилу фаз две степени свободы (С=2, Р = 2 и = 2+2—2=2), т. е. так же, как и двухкомпонентные жидкие смеси, система будет двухвариантной. Из трех основных параметров, определяющих фазовое равновесие давление температура и концентрация, принимаем температуру постоянной и тогда получаем однозначную зависимость растворимости газа в жидкости от давления. [c.478]

Определение параметров. При описании равновесий жидкость — жидкость в многокомпонентных системах в качестве уравнений общего характера можно рассматривать только уравнения Цубоки — Катаямы — Вильсона, поскольку лишь в них непосредственно используют данные о равновесии двухкомпонентных систем. Хотя в уравнение NRTL для трехкомпонентной [c.379]

Равновесие системы двух взаимно растворимых жидкостей и равновесие двухкомпонентной системы взаимно нерастворимых жидкостей были рассмотрены ранее. [c.73]

Г-диаграмме линией. Индекс 1 соответствует преобладающей концентрации летучего компонента, индекс 2 — менее летучего (тяжелого). Состояния, отвечающие областям на р, Г-диаг-рамме, будем обозначать перечислением фаз, используя знак + . Например, дивариантное равновесие жидкость— пар двухкомпонентной системы обозначается как Ж + П. [c.209]

После принятия состава дистиллата и вычисления состава исчерпанной жидкости и количеств обоих продуктов приступают к расчету числа теоретических тарелок. Как и при расчете ректификации бинарных смесей, следует основываться на рабочей линии, как результате материального баланса, и на данных равновесия. В противоположность двухкомпонентной системе, где одна рабочая линия представляет материальный баланс обоих компонентов для произвольных сечений колонны, при ректификации многокомпонентных смесей составляем уравнение рабочёй линии для каждого компонента отдельно. Материальный баланс любого компонента выражается уравнением, аналогичным уравнению в двухкомпонентной системе [c.713]

При испарении бинарного раствора между жидкостью и паром устанавливается равновесие, представляющее собой частный случай равновесия в двухфазной двухкомпонентной системе. [c.262]

Разработать алгоритм, блок-схему и программу расчета изобарной диаграммы и кривой равновесия (рис. )для двухкомпонентной системы пар-жидкость, описываемой уравнениями [c.45]

Рассмотрим условия, при которых из двухкомпонентной жидкости выделяются твердые фазы. Учитывая, что давление постоянно, используем правило фаз в виде уравнения (VH.2). Если система состоит только из одной жидкой фазы, то С = = 2+1 — 1=2. Это означает, что в известных пределах можно произвольно изменять и температуру, и состав жидкости, оставляя систему однофазной. Таким образом, на диаграмме равновесия (в координатах состав — температура) однофазной двухкомпонентной системе соответствует плоскость. [c.131]

При выводе и рассмотрении общих условий равновесия в бинарных двухкомпонентных системах мы не вводили никаких условий относительно типа равновесий. Следовательно, урарнение Ван-дер-Ваальса может быть применено для любых бинарных двухфазных систем. С его помощью можно изучать закономерности равновесий жидкость — жидкость, раствор — пар, твердая фаза — Аар, твердая фаза — насыщенный раствор. [c.82]

Рассмотрим двухкомпонентные системы, когда на кривой охлаждения имеется одна горизонтальная остановка. Из правила фаз следует, что если при постоянном давлении в системе из двух компонентов в равновесии находятся три фазы, то система не имеет ни одной степени свободы. Таким образом, горизонтальный участок на кривой охлаждения двухкомпонентной системы указывает на то, что при температурной остановке в равновесии находятся три фазы (две твердые и одна жидкая). Если кристаллизующаяся твердая фаза (твердый раствор, чистый компонент или определенное соединение) отличается по составу от существующей с ней жидкости, то при охлаждении жидкой фазы от начальной температуры в точке а до температуры начала кристаллизаци в точке Ь (кривая 3) кривая охлаждения плавно идет вниз. В момент появления твердой фазы, вследствие выделения теплоты кристаллизации, скорость охлаждения уменьшается. Поэтому на кривой охлаждения в точке Ь появляется излом, отвечающий температуре начала кристаллизации. При этом число степеней свободы уменьшается на единицу, система из дивариантной становится моновариантной. Если на протяжении всего процесса кристаллизации в равновесии с жидкой фазой находится только одна твердая фаза, то затвердевание заканчивается при температуре в точке с. Наблюдаемый при этой температуре второй излом на кривой охлаждения отвечает полному исчезновению жидкой фазы и, следовательно, приобретению одной степени свободы, система из моновариантной становится дивариантной. Однако если в конце кристаллизации появляется еще одна твердая фаза, кроме той, которая выделилась первично, то система теряет еще одну степень свободы и затвердевание заканчивается инвариантным равновесием, которому отвечает горизонтальный участок се (кривая 4). По окончании затвердевания система, состоящая из двух твердых фаз, имеет одну степень свободы, охлаждение ее идет по плавной кривой и заканчивается при температуре в точке й. [c.226]

Рассмотрим изменение концентраций компонентов в двухфазной двухкомпонентной системе жидкость — пар по мере пересечения поверхности разрыва пусть для определенности это будет раствор -какого-либо спирта, например гексилового (второй компонент), в воде (первый компонент), находящийся в равновесии с парами воды и спирта. На рис. И—1 схематически показано изменение концентрации воды С г) и спирта с 2) при переходе через поверхность разрыва. Вне поверхности разрыва концентрации компонентов практически постоянны, они равны для воды и спирта соответственно Сх и С2 в жидкой фазе, с" и Сг" в паре, причем из-за малой плотности паров и С-х С2". [c.44]

Вполне определенные условия, при которых три фазы могут находиться 1В равновесии при произвольном давлении, равном 1 атм, представлены точкой В. В случае рассматриваемой двухкомпонентной системы три фазы могут находиться в равновесии только тогда, когда в соответствии с правилом фаз будет лишь одна независимая переменная, а в рассматриваемом случае она уже использована, поскольку давление произвольно принято равным 1 атм. Совершенно очевидно, следовательно, что состав жидкости должен быть вполне определенным и именно таким, какой соответствует точке В, т. е. содержать 93 ат.% свинца состав двух твердых фаз также является вполне определенным, поскольку этими фазами должны быть чистый мышьяк и чистый свинец. Температура также должна быть определенной и равной 290 °С, что соответствует точке В. Эта точка называется эвтектической точкой, а соответствующий сплав — эвтектическим сплавом или просто эвтектикой. Слово эвтектика означает легко плавящийся , эвтектика имеет резко выраженную температуру плавления. При охлаждении жидкого сплава эвтектического состава он полностью кристаллизуется при достижении температуры 290 °С, образуя смесь очень мелких зерен чистого мышьяка и чистого свинца, характеризующуюся тонкой текстурой. При медленном нагревании этот сплав сразу плавится при достижении температуры 290 °С. [c.500]

Принцип соответствия. Каждому комплексу фаз, находящихся в данной системе в равновесии, соответствует на диаграмме определенный геометрический образ. Для пояснения этого принципа рассмотрим диаграмму двухкомпонентной системы эвтектического типа (см. рис. 55). Здесь жидкой фазе отвечает часть плоскости диаграммы, лежащая выше кривой А СВ, комплексу фаз из жидкости и твердого компонента А —часть плоскости аА С, комплексу фаз из жидкости и твердого компонента В — часть плоскости ЬВ С, эвтектическому комплексу, состоящему из жидкости, твердых веществ А и В — линия аЬ и т. д. [c.201]

Таким образом, горизонтальная остановка на кривой охлаждения двухкомпонентной системы указывает на то, что при этой температуре в равновесии находятся три фазы. Кроме того, если обе сосуществующие фазы двухкомпонентной системы, например жидкость и выпадающие из нее кристаллы, имеют один и тот же состав, то такая система ведет себя как инвариантная температуры начала и конца кристаллизации совпадают, что выражается горизонтальным участком на кривой охлаждения. [c.134]

Состав а. При охлаждении расплава состава а до температуры tb, когда фигуративная точка достигнет бинодальной кривой Ь Ьф , исходная однородная жидкость разлагается на две жидкости, составы которых определяются концами конноды лежащими на ветвях этой кривой (точки и Ь ). На кривой Ь Ьф (кроме точек Ь и Ьв) в равновесии находятся две жидкие фазы и система моновариантна (/=2+1—2=1). При дальнейшем охлаждении системы составы этих двух жидкостей (без кристаллизации) изменяются по соответствующим ветвям бинодальной кривой (Ьз- Ьь b - bs). При достижении температуры соответствующей основанию bibs бинодальной кривой, начинается кристаллизация компонента А. Система при этой температуре становится инвариантной, так как здесь кроме двух жидкостей появляются кристаллы компонента А (/ = 2+1—3=0). Температура в дальнейшем не будет понижаться до тех пор, пока не исчезнет одна из фаз, в данном случае исчезает жидкая фаза состава Ь], более богатая компонентом А, выделяя кристаллы этого компонента, в результате чего остаются жидкая фаза состава bs и кристаллы А. При дальнейшем понижении температуры состав жидкости изменяется по кривой ликвидуса bsE и кристаллизация проходит обычно, как в двухкомпонентной системе с эвтектикой. Путь изменения состава жидкой фазы для состава ai можно схематически изобразить следующим образом [c.229]

В случае образования в двухкомпонентной системе трех сосуществующих друг с другом фаз, как было сказано выше, число степеней свободы равно 1 / = 2 — 3 + 2=1. Это значит, что при Т или р = onst число степеней свободы становится равным нулю. Так как влияние давления на состояние равновесия в конденсированных фазах незначительно, то обычно рассматривают диаграммы состояния таких систем при закрепленном (часто атмосферном) давлении. Тогда f=2 — 3+1 = 0, т. е. температура сосуществования фаз и их состав однозначно определяется давлением. Рассмотрим графическое изображение равновесия твердое тело — жидкость в координатах температура плавления — состав. В тех случаях, когда компоненты (А и В на рис. V. 32) не образуют твердых растворов, добавки другого вещества понижают температуру плавления первого [см. разд. V. 7.2, формулу (V. 234)]. Поэтому в результате прибавления В к А или А к В температуры плавления смесей понижаются до тех пор, пока обе кривые не встретятся в точке s. [c.307]

Равновесие двухкомпонентных систем жидкость —жидкость можно моделировать при помощи всех перечисленных выше уравнений, за исключением уравнения Вильсона. ОЕСНЕМА рекомендует представлять равновесие в системе жидкость — жидкость посредством уравнений иЫ1риАС и ЫКТЬ при аи = 0,2, поскольку эти уравнения пригодны для описания многокомпонентных систем, по крайней мере в первом приближении, при наличии только лишь данных о бинарном взаимодействии. Использование уравнения иЫ1рилС может быть предпочтительным для смесей, компоненты которых значительно различаются по размерам. [c.9]

МОНОТЁКТИКА (от греч. / vos — один и хг у,хо< — расплавленный), монотектическое превращение— реакция распада в двухкомпонентных системах жидкой фазы на твердую и жидкую иного состава. В ходе монотектической реакции из жидкой фазы при отводе тепла образуется твердая фаза Ид и жидкая фаза (рис.). Если давление постоянно, эта обратимая реакция протекает изотермически и осуществляется в сплавах, составы к-рых на диаграмме состояния лежат в пределах монотектической горизонтали аЬ. При охлаждении расплавов, составы которых определяются отрезком тЪ, мояо-тектической реакции предшествует распад однородной жидкости на жидкости Ж и Ж". Их состав описывается бинодальной кривой ткЬ. При монотектической температуре, соответствующей изотерме аЪ, в равновесии находятся жидкости состава точек т ж Ь (Ж и Ж ) и твердая фаза состава точки а (а ). В процессе кристаллизации из жидкого расплава состава точки т выделяются дендритообразные кристаллы твердой фазы а. При медленной (равновесно ) кристаллизации сплавов, составы к-рых лежат в интервале отрезка тЪ, происходит разделение жидкого расплава на два несмешивающихся слоя составов точек тя Ь, в каждом из к-рых дальнейшее затвердевание происходит обособленно. Ниже монотектической т-ры из жидкости Ж" происходит выделение фазы а с последующей кристаллизацией жидкости по эвтектическому (как изображено на рис.) или др. типу. В трехкомпонентной системе при постоянном давлении монотектическое равновесие устанавливается между дву- [c.15]

Для трех приведенных выше уравнений первого порядка, определяющих величины Xj, 8 - и Т, граничные значения и У при г = оо являются известными, так как экспериментатор может свободно распоряжаться температурой и составом окружающей атмосферы. Индекс / всегда будет обозначать значения параметров при г = оо. Было предположено, что состав капли остается неизменным в процессе горения, поэтому составляющие каплю химические компоненты должны испаряться в пропорции, в которой они присутствовали в начальный момент, и следовательно, значения определяются начальным составом капли. Таким образом, в данной теории различие в скорости испарения компонентов не принимается во внимание. Хотя для некоторых двухкомпонентных топлив этот эффект наблюдается экспериментально, лишь в редких случаях имеется достаточно оснований для его учета при теоретическом анализе. Температура жидкости 7 определяется из условия фазового равновесия, как это сделано в пункте г 4 главы 3 в случае двухкомпонентной системы. Температура ТI слегка отличается от температуры кипения и определяется составом капли. Последним граничным условием является связь между величинами гjJ, выражающая требование о достижении химического равновесия при г —> оо. Из физических соображений следует, что этих условий достаточно для определения скорости горения т как собственного значения краевой задачи с условиями, заданными в двух точках. [c.311]

На приведенной ниже диаграмме показано равновесие пар—жидкость—жидкость в двухкомпонентной системе. [c.299]

В области двухфазных равновесий жидкость— пар линии испарения и конденсации однозначно определяются на р. Г-диаграмме заданием общего состава. В этом отношении многокомпонентные системы ничем не отличаются от двухкомпонентных. На рис. 3.37 представлены данные [69] для системы метан— этан—пропан общего состава (0,8511 0,1007 0,0482 . Критическая точка расположена слева от крикондебара возможны как изобарные, так и изотермические ретроградные явления П—>П + Ж—>П. [c.214]

Основные теоретические и экспериментальные работы посвящены применению правила фаз и исследованию гетерогенных равновесий в системах из одного, двух и трех компонентов. Термодинамически обосновал диаграммы состояния и классифицировал твердые растворы в различных двухкомпонентных системах. Установил (1899) два правила, связывающие равновесные составы твердого двухком-понептного раствора и сосуществующей с ним жидкости с температурой плавления твердой фазы [c.436]

Вполне определенные условия, при которых три фазы могут находиться в равновесии при произвольном давлении, равном 1 атм, представлены точкой В. В случае рассматриваемой двухкомпонентной системы три фазы могут находиться в равновесии только тогда, когда в соответствии с правилом фаз будет лишь одна независимая переменная, а в рассматриваемом случае она уже использована, поскольку давление произвольно принято равным 1 атм. Совершенно очевидно, следовательно, что состав жидкости должен быть вполне определенным и именно таким, какой соответствует точке В, т. е. содержать 93 ат.% свинца состав двух твердых фаз также является вполне определенным, поскольку этими фазами должны быть [c.411]