Диаграмма кипения t — хж кривая равновесия

Предположим, что нагревается смесь состава х . При температуре 1 она начинает кипеть, при этом паровая фаза имеет состав у. Жидкая фаза Хд находится в равновесии с паровой фазой у при температуре /. Изобарные кривые кипения и конденсации определяют экспериментально так же, как и кривую равновесия (см. разд. 4.6.З.). Диаграмму t—х—у как и диаграмму равновесия у—х можно использовать для определения требуемого числа теоретических ступеней разделения. На рис. 59 (см. разд. 4.7) изображена кривая равновесия для смеси бензол— толуол, построенная на основе изобарных кривых кипения и конденсации. Точки Л и В лежат в этом случае одна под другой. Диаграмма 1—х—у имеет то преимущество, что в процессе перегонки можно по температуре в головке колонны определять концентрацию головного продукта. При работе с тарельчатыми колоннами эта диаграмма позволяет проводить текущий контроль состава смеси на тарелках по перепаду температуры в колонне. По температурам на тарелках можно установить оптимальную тарелку питания и тарелку для отбора промежуточного продукта. [c.75]

На равновесной диаграмме у—х диагональ квадрата концентраций представляет линию равного состава фаз и поэтому кривые равновесия однородных в жидкой фазе азеотропов должны пересекать ее в точке, отвечающей составу соответствующей азеотропической смеси. Кривая равновесия для азеотропа с максимумом точки кипения, на интервале концентрации от О до Уе расположена вправо от линии равного состава, а на интервале концентраций от Уе до 1 —влево от нее. В точке (уе, /е)она пересекает линию равного состава. Кривая равновесия у—х" [c.37]

Диаграммы равновесных составов пар—жидкость. При рассмотрении ВЭТТ (высота, эквивалентная теоретической тарелке) в разделе 1 был использован график (см. рис. 1) с двумя кривыми, выражающими зависимость температур кипения от состава жидкой двойной смеси и зависимость состава пара от температур кипения. Можно для этой цели пользоваться одной кривой, непосредственно выражающей зависимость состава пара от состава жидкости.Такой график (рис. 5) называется диаграммой или кривой равновесия пар—жидкость (или диаграммой X, у). Эти кривые лежат в основе большинства расчетов и теоретических анализов перегонки, так как они содержат основные данные по взаимозависимости составов жидкости и ее пара. Для того чтобы данные были достоверными, их следует определить непосредственным опытом, что не так просто, так как почти всегда наряду с простой перегонкой имеет место и ректификация. Чтобы избежать этого, были разработаны специальные методы и приборы для определения равновесия (см. примечание на стр. 11). [c.24]

Для практических целей больший интерес представляют такие кривые равновесия, которые непосредственно отображают зависимость между составом жидкости и составом пара при постоянном давлении. Для жидкостей, взаимно растворимых в любых отношениях и не обла-дающих постоянной точкой кипения, кривая равновесия не имеет ни= максимума, ни минимума, и все точки ее лежат выше диагонали диаграммы, Примером такой кривой может служить кривая, изображенная, на )ис. 296. [c.470]

Полученные таким путем данные позволяют построить основные диаграммы состояния бинарных равновесных парожидкостных систем — изобарные кривые кипения и конденсации и кривую равновесия у — х. [c.54]

На фиг. 22 представлена равновесная фазовая диаграмма теплосодержание—состав для однородного в жидкой фазе азеотропа с минимумом точки кипения постоянно кипящей смеси. Эту тепловую диаграмму можно построить с помощью изобарных кривых равновесия температура—состав , рассмотренных выше, и по тепловым свойствам компонентов айда системы в интервале температур равновесного сосуществования фаз раствора. [c.38]

На фиг. 20 приведены равновесные изобарные кривые кипения и конденсации для однородного в жидкой фазе азеотропа с минимумом точки кипения, представленные в системе координат температура—состав . Состав ус, общий для пара и жидкости в азеотропической точке, разделяет равновесную диаграмму на две части, напоминающие обычные изобары веществ, характеризующихся монотонным изменением летучих свойств. Как указывалось ранее, состав азеотропической точки не является постоянным и меняется с изменением давления и поэтому напрашивается мысль о таком изменении внешнего давления, при котором состав, отвечающий экстремальному значению температуры, передвинулся бы в область концентраций, отвечающих практически приемлемой чистоте одного из компонентов системы. Тем самым, совершенно недопустимое для процесса ректификации касание кривых равновесия пара и жидкости передвигается к конечной точке интервала концентраций, оставляя простор для ведения процесса практически во всем интервале существования системы. [c.137]

На рис. 6-26 дана кривая равновесия фенола в системе каменноугольное масло с пределами кипения 60—205 °С—фенол—70% водный раствор метанола кроме того, на диаграмму нанесена еще кривая коэффициента распределения [2391. [c.416]

Для изучения равновесия пар — жидкий раствор применяют два типа диаграмм состояния 1) диаграммы давление пара — состав (Т = onsi), 2) диаграммы температура кипения — состав (Р = = onst). Диаграммы состояния для различных типов растворов (/-идеальный раствор, 11(111) — реальный раствор с незначительным положительным (отрицательным) отклонением от идеальности, IV(V) — реальный раствор со значительным положительным (отрицательным) отклонением от идеальности представлены на рис. 130, на котором приведены, кроме того, диаграммы состав жидкого раствора — состав пара. Для изучения равновесия пар — жидкий раствор чаще используются диаграммы температура — состав, называемые диаграммами кипения. Рассмотрим диаграммы кипения для некоторых реальных систем (рис. 131 — 133). На этих диаграммах фигуративные точки а н Ь соответствуют температурам кипения чистых компонентов при данном внешнем давлении Р. При температуре кипения чистого компонента система инвариантна (С =1—2 + 1 = 0). Та из двух жидкостей, которая обладает более низкой температурой кипения при заданном давлении, соответственно будет более летучей при данной температуре. Каждая из диаграмм кипения имеет две кривые, разделяющие диаграмму на три области I — область пара (С = 2—1 -f- 1 = 2), II — область жидкости (С =2—1 + 1 =2), III — область равновесия пара и жидкости (С =2—2 +1 =1). [c.389]

Взаимная растворимость двух компонентов может изменяться в пределах от почти полной нерастворимости до полной смешиваемости для характера же кипения смесей имеется гораздо больше возможных вариантов. В идеальных смесях молекулярные силы притяжения, действующие между одинаковыми и неодинаковыми молекулами, равны. Если силы притяжения между неодинаковыми молекулами меньше, чем между одинаковыми, то следует ожидать образования азеотропной смеси с минимальной температурой кипения (положительный азеотроп) в противоположном случае образуется азеотроп с максимальной температурой кипения (отрицательный азеотроп). Между этими двумя крайними смесями расположены неидеальные смеси, для которых кривая равновесия на соответствующей диаграмме [c.52]

Неидеальные смеси, не образующие азеотропа, характеризуются тем, что их кривая равновесия асимптотически приближается к диагонали в верхнем или нижнем углу диаграммы (например, см. рис. 29, е и з). Разделение подобных смесей требует значительного числа теоретических ступеней разделения даже при сравнительно большой разнице в температурах кипения. компонентов. Неидеальные смеси с одной азеотропной точкой (их кратко называют азеотропными) при ректификации образуют (см. разд. 4.6.2), либо азеотроп с минимальной температурой кипения (положительный азеотроп), либо азеотроп с максимальной температурой кипения (отрицательный азеотроп). [c.299]

Однако температура начала кипения любой жидкой системы зависит от величины давления р, поэтому при относительно низких давлениях система начинает кипеть при температурах более низких, чем.критическая температура растворения к. В этом случае фазовая диаграмма должна включать и кривые равновесия пар — жидкость сосуществующих систем. [c.263]

Диаграмма кипения I—х и кривая равновесия у [c.79]

Диаграмма кипения t—х и кривая равновесия у —х 81 [c.81]

Такое взаимно обратное расположение соответствующих кривых и областей на изотермических и изобарных кривых равновесия объясняется тем, что чем ниже точка кипения компонента, тем при одной и той же температуре будет больше его упругость паров. Поэтому, например, точке с абсциссой, равной единице, на диаграмме изотермической отвечает наибольшая ордината (давление), а на диаграмме изобарной — наименьшая ордината (точка кипения). [c.90]

Диаграмма кипения 1 — х и кривая равновесия у —х 87 [c.87]

Неидеальные смеси без особой точки характерны тем, что у них кривая равновесия асимптотически приближается к диагонали в верхнем или нижнем углу диаграммы (например, кривые е и 3 на рис. 29). Разделение таких смесей требует, несмотря на относительно высокую разность температур кипения компонентов, значительного числа теоретических тарелок. При ректификации неидеальных смесей с особой точкой, т. е. образующих азео тропы, имеет место следующее (см. главу 4.62). [c.332]

Кривые равновесия у = Дх) по (12.4) при постоянных ао представляют собой равнобочные гиперболы, симметричные относительно диагонали, проведенной из левого верхнего угла в правый нижний (на рис. 12.5 эта диагональ не показана). Из выражения (12.4) следует, что при ао = 1 (равные упругости паров компонентов, а значит, и одинаковые их температуры кипения) получается у = х, т. е. состав паровой смеси тот же, что и жидкой — разделения не происходит. В этом случае кривая (12.4) совпадает с диагональю, соединяющей левый нижний угол с правым верхним, — она показана на диаграмме. При Оо -> 00 (летучесть НКК бесконечно велика в сравнении с летучестью ВКК) получается у-1, т.е. в паровой фазе — только один НКК. Кривая (12.4) в этом случае совпадает с верхней горизонтальной стороной квадрата. С такой ситуацией мы встречались в гл. 9 — растворенный компонент был абсолютно нелетуч, и в парах присутствовал только растворитель. [c.978]

Отклонения неидеальных смесей от закона Рауля могут быть часто настолько велики, что на кривых равновесия в координатах Р—X, у появляется либо относительный минимум (рис. 1Х-3, б), либо относительный максимум (рис. 1Х-3, в). Как известно, по второму закону Коновалова справедливо правило минимуму давления соответствует максимум температуры кипения смеси, а максимуму давления — минимум температуры кипения. Следовательно, на диаграмме t—х, у у первых смесей на кривых равно- [c.431]

По составу Хд остатка и по кривой равновесия или по изобарным кривым кипения и конденсации, дающим составы равновесных жидких и паровых фаз при заданном внешнем давлении р, можно найти состав Уд паров, поднимающихся из кипятильника на первую снизу тарелку отгонной колонны. Для определения состава встречной флегмы, стекающей с первой тарелки в кипятильник должно быть использовано графическое построение на тепловой диаграмме, основанное на уравнении концентрации (V. 32). Однако использование графического, равно как и аналитического, метода расчета предполагает, что расход тепла В/Н в кипятильнике колонны известен, и хотя его определение будет детально рассмотрено в последующем, на данном этапе можно считать, что величина В/Н уже найдена. Таким образом, дальнейшее изложение базируется на предположении, что выбрана известная величина расхода тепла в кипятильнике колонны., [c.200]

На рис. V,8 приведены диаграммы у = у(х), Т=Т х), Т = = Т у), /Сг = /Сг(л ), иллюстрирующие образование внутренних тангенциальных азеотропов. Как видно, азеотроп такого типа является точкой касания между кривой равновесия и диагональю, В этой точке коэффициенты распределения имеют экстремальное значение, равное единице, а изобара температур кипения — перегиб с горизонтальной касательной. [c.115]

На диаграмме кипения обычно показаны температуры кипения и равновесные составы двойных смесей при постоянном давлении (табл. И/4, ряды IV и V, см. приложение, стр. 579). В системе координат с г в качестве ординаты и хв в качестве абсциссы наноспм кривую кипения 1 и кривую конденсации 2, концы которых совпадают. На рис. 44 приведена диаграмма кипения смеси бензол—толуол. Для всех точек выше кривой конденсации 2 смесь находится полностью в парообразном состоянии. Для точек, расположенных между обеилш кривыми, система состоит частично из жидкости и частично из пара, а шш<е кривой кипения 1 находится только жидкость. Предположим, что мы нагреваем смесь состава она начинает кипеть при температуре и паровая фаза будет иметь состав у. Жидкая фаза хв находится в равновесии с паровой фазой у при температуре t. Диаграмма кипения экспериментально определяется так же, как и кривая равновесия (см. главу 4.63) аналогичным путем ее можно использовать для определения необходимого количества теоретических тарелок. На рис. 45 приведена кривая равновесия смеси бензол—толуол, полученная на основании диаграммы кипения. Точки А я В расположены теперь одна над другой. Преимущество диаграммы кипения [c.79]

Из приведенных фазовых диаграмм видно, что кривые равновесия приближаются к диагонали при сближении размеров частиц или плотностей компонентов смеси. Это аналогично уменьшению коэффициента разделения жидких бинарных смесей при сближении температур кипения их компонентов. Экспериментальные кривые фазовых диаграмм довольно близки к кривым для идеальных смесей. На рис. 6, е в качестве примера приведены для некоторых [c.119]

Тому же давлению я, но другой температуре будут соответствовать иные составы равновесной жидкой и паровой фаз, характеризуемые уже другой точкой, например точкой В. Равновесные паровая и кидкая фазы, состоящие из рассматриваемых компонентов, при данном давлении могут существовать в пределах температур кипения НКК 1а и ВКК iш. Каждому значению температуры в этих пределах соответствует своя точка па диаграмме у—X, а все возможные изменения температур в пределах от до и, характеризуются кривой равновесия фаз ОАВС (рис. 0. 1). [c.171]

ДИАГРАММА КИПЕНИЯ t—x и КРИВАЯ РАВНОВЕСИЯ у —ж До сих пор мы рассматривали свойства двойных смесей при постоянной температуре теперь следует перейти к изучению поведения смесей при постоянном давлении. Такие условия имеют место при ректификации, протекающей обычно изобарически со стремлением к установлению равновеспя между жидкой и паровой фазами. [c.79]

Рассмотрим часть диаграммы для графического определения числа теоретических тарелок по методу Мак-Кэба и Тиле (рис. 86). Верхняя линия представляет собой кривую равновесия а, нижняя — рабочую линию Ь. В тарельчатой колонне между жидкостью с концентрацией / , находящейся на любой тарелке, и поднимающимися парами наступает термодинамическое равновесие. Пары, покидающие тарелку, имеют концентрацию у. Этой же концентрацией обладает и жидкость на вышерасположенной тарелке г/. . Между тарелками (т. е. между точками и у ) никакого обмена не происходит. Иначе обстоит дело в насадочной колонне, где изменение концентрации в каждом слое между у и у пропорционально у —у. Только в случае, когда кривая равновесия и рабочая линия параллельны друг другу (рис. 86, II), число единиц переноса Па совпадает с числом теоретических тарелок поскольку в рассматриваемой области концентраций разность у —у остается постоянной. Такой случай имеет место в идеальных растворах с малой разностью температур кипения, исполь- [c.141]

Область на 1—X диаграмме, лежащая между линиями пара и жидкости, является областью влажного пара область над линией пара — областью перегретого пара область ниже линии жидкости — областью жидкости, недогретой до температуры кипения. На фиг. 22 представлена I—X диаграмма для системы этанол — вода при атмосферном давлении. На эту диаграмму, кроме того, нанесена кривая равновесия в координатах V—X. Такая комбинированная диаграмма носит название /—I—X—V диаграммы. [c.30]

При Р = onst сопряженным значениям х и у соответствуют различные температуры кипения жидкой смеси в пределах между температурами кипения индивидуальных компонентов и it,), поскольку величины Р и Я являются однозначными функциями температуры. Откладывая по оси ординат температуры кипения, а по оси абсцисс — отвечающие им равновесные концентрации х и у, рассчитанные по выражениям (в), получаем искомые кривые фазового равновесия (рис. IX-3). Нижняя кривая относится к жидкой фазе, а верхняя — к равновесной паровой фазе. Обе кривые пересекаются при х = у = О и х = у = на уровнях температур индивидуальных компонентов (высококипящего и низкокипящего). Так как в состоянии равновесия обе фазы имеют одинаковую температуру, то равновесным значениям х vi у соответствуют абсциссы точек пересечения горизонтали t = onst с обеими кривыми равновесия. Мы и на данной диаграмме равновесия имеем у > X. [c.430]

Напомним, что форма и положение кривой равновесия на X—у-диаграмме зависят не только от степени, но и от характера отклонения системы от закона Рауля. На рис. ХЫЗ кривая 1 соответствует системе с положительным азеотро-п о м (максимум давления — минимум температуры кипения), а кривая 2 — системе с отрицательным азеотропом (минимум давления — максимум температуры кипения). Заметим, что для первой системы до азеотропной точки пар богаче жидкости низкокипящим компонентом [у > х), а за азеотропной точкой он богаче высококипящим компонентом у < х) для второй системы зависимость обратная. Для обеих систем характерны неограниченная взаимная растворимость обоих компонентов и равенство составов жидкости и пара у = х) лишь в одной точке (азеотропной) такие смеси называются гомоазеотропными. [c.529]

Точки пересечения изобар температур кипения на фазовой диаграмме с кривой ликвидуса отвечают началу выделения твердой фазы нз кипящего раствора (рис. 44). В соответствии с правилом фаз, в этих точках система теряет одну степень свободы (поскольку к двум равновесным фазам добавляется третья) и превращается в моновариантную, т. е. изобары превращаются в прямые, параллельные оси абсцисс. Эти горизонтальные отрезки продолжаются до кривой солидуса. Однако на практике, ввиду замедленного протекания реакций образования высших, нерастворимых в воде полиоксиметиленгидратов (см. гл. 1), кипящий свежеприготовленный раствор, фигуративная точка состава которого расположена между кривыми ликвидуса и солидуса, может в течение некоторого времени оставаться гомогенным, причем температура кипения такого пересыщенного раствора будет выше той, которая установится после завершения всех превращений в растворе и выпадения осадка полимера. Отрезки кривых отвечающих ме-тастабильному равновесию [285], на рис. 44 обозначены пунктиром. [c.146]

Для большей наглядности на фиг. 14 показано графическое построение для нахождения координат только одной пары сопряженных составов. Пусть нам известны кривые упругости компонентов а и iv, нанесенные на фиг. 14 в обычной системе координат p — i. Проведя горизонталь р = onst, отвечающую заданному значению внешнего давления, можно определить температуры кипения /а и компонентов как абсциссы точек Н и К пересечения этой горизонтали с кривыми упругости. Зададимся некоторой температурой промежуточной в интервале taэтой температуре упругости Pi и Ра насыщенных паров компонентов а vi w рассматриваемой системы. Для этого из точки на оси температур с абсциссой, равной /i, восстановим перпендикуляр до пересечения с кривыми упругости в точках А w В, ординаты которых равны искомым значениям упругостей Ра и Р соответственно-В правой части графика представлена диаграмма давление — состав, на которую переносятся точки Л и В, первая в точку Л (О, Ра), а вторая—в точку В , Р ), и проводится изотерма А В. Абсцисса точки ее пересечения С с горизонталью р = onst определяет молярный состав х жидкой фазы. Прямая, соединяющая точку О с точкой В, даст значения парциальных упругостей НКК в функции молярного состава жидкой фазы. Для найденного состава х эта парциальная упругость pai пропорциональна отрезку ED. Парциальная упругость ра в функции молярного состава паровой фазы дается прямой ОМ, отвечающей уравнению ра=ру - Проведя из точки D горизонталь до ее пересечения с прямой ОМ, можно найти равновесный молярный состав у паровой фазы как абсциссу точки F, отвечающей тому же значению парциального давления ра , которое было определено по составу х жидкой фазы. Так определяется графическим путем одна пара сопряженных значений молярных составов х и у равновесных жидкой и паровой фаз рассматриваемой системы компонентов а и и> при заданных условиях давления р и температуры представляющих собой зафиксированные степени свободы системы. Такое построение приходится повторять и для других значений температуры ti при том же неизменном внешнем давлении р, определяя тем самым такое число сопряженных пар молярных составов жидкой и паровой фаз, которое позволит с достаточной точностью провести плавные изобарные кривые кипения и конденсации и кривую равновесия у—х. В расчетах процессов перегонки и ректификации чаще всего используются не молярные, а весовые составы и поэтому полученные графи- [c.94]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология