Равновесие в трехкомпонентной жидкой системе

ГЕТЕРОГЕННОЕ РАВНОВЕСИЕ В ТРЕХКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМАХ, СОДЕРЖАЩИХ ЖИДКУЮ И ТВЕРДУЮ ФАЗЫ [c.240]

Если в трехкомпонентной системе без твердых растворог, чтобы определить состав и количество кристаллических фаз, находящихся в равновесии с жидкой фазой при различных температурах, достаточно располагать концентрационной диаграммой с обозначенными на ней пограничными кривыми и изотермами, то в случае твердых растворов необходимы дополнительные построения. [c.185]

Диаграммы растворимости с двумя и тремя областями расслоения. В трехкомпонентных жидких системах равновесие также возможно при наличии двух или трех двойных систем с ограниченной растворимостью жидкостей. Некоторые сечения трехмерных диаграмм [c.425]

Согласно правилу фаз, трехкомпонентная двухфазная система, разделяющаяся в конденсаторе колонны на находящиеся в равновесии пары ректификата в смеси с водяным паром и жидкий остаток, т. е. орошение, обладает тремя степенями свободы. Любая совокупность любых трех интенсивных свойств рассматриваемой системы характеризует какое-то одно, вполне определенное и единственное равновесное состояние. Интенсивными свойствами этой системы, которыми может задаваться проектировщик, рассчитывающий колонну, являются температура д системы, составы ее равновесных жидкой и паровой г/д фаз, суммарное давление р, развиваемое компонентами системы, парциальное давление рг водяного пара или парциальное давление р углеводородов в паровой фазе, относительное количество водяного нара 2/0 и т. д. [c.237]

Книга представляет собой обзор имеющихся в мировой литературе сведений о многокомпонентных жидких системах. Автор рассматривает как теорию фазового поведения этих систем, так и методы экспериментального изучения равновесия жидкость—жидкость. Большое внимание уделено трехкомпонентным системам. Приведена обширная библиография, включающая большое число ссылок на работы советских исследователей. [c.420]

Следует отметить, что поскольку точка двойного подъема (как и все другие тройные точки в трехкомпонентных диаграммах состояния) является инвариантной, все процессы в системе происходят в ней при постоянной температуре, и система не может перейти в другое состояние до тех пор, пока в результате указанной реакции не исчезнет минимум хотя бы одна фаза (могут одновременно исчезать две фазы). При этом в процессе охлаждения возможны следующие варианты 1) исчезает одна жидкая фаза — при этом кристаллизация в точке двойного подъема закончится и конечными продуктами будут три кристаллические фазы, поля первичной кристаллизации которых сходятся в этой точке 2) исчезает одна кристаллическая фаза — соединение, реагирующее с жидкостью, при этом кристаллизация при охлаждении продолжится дальше и путь кристаллизации уйдет из точки двойного подъема 3) исчезают одновременно две фазы —жидкая и одна твердая (соединение, реагирующее с жидкостью)—при этом кристаллизация в точке двойного подъема закончится и конечными продуктами будут две кристаллические фазы, находящиеся в равновесии вдоль единственной пограничной кривой с падающей от точки двойного подъема температурой (этот частный случай имеет место, когда точка исходного состава попадает на соединительную прямую, соответствующую указанной пограничной кривой, т. е. в частную двойную систему). [c.263]

Систематическое изучение трехкомпонентных систем с метастабильным равновесием между жидкими фазами тем более интересно, что в литературе такие системы неизвестны, а они могут иметь теоретическое и практическое значение. [c.152]

Поверхность равновесия между жидкими фазами полностью метастабильна, поэтому В целом трехкомпонентная система антраниловая кислота—вода—салициловая кислота [c.1226]

Четырехкомпонентных систем органических веществ исследовано лишь несколько. Два простых типа таких систем, включающих только жидкие фазы, представлены на рис. 5.8,6 и в в несколько упрощенном виде. Соотношения фаз в многокомпонентных системах можно аппроксимировать, принимая их поведение за поведение идеальных растворов. Более точные четырехкомпонентные диаграммы можно получить в том случае, если известны бинарные коэффициенты активности или, что еще лучше, известны непосредственно трехкомпонентные диаграммы. Методика, основанная на использовании коэффициентов активности, пригодна для любого числа компонентов и фаз, если исключена вероятность образования интермолекулярных соединений, но пользуются ею редко (исключения составляют равновесия жидкость—жидкость или пар—жидкость). [c.257]

В трехкомпонентной двухфазной системе распределение й-го компонента между двумя жидкими фазами определяется условиями равновесия [c.401]

Равновесие в системе Ж—Г характеризуется правилом фаз, указывающим необходимые условия существования данного количества фаз, т. е. число параметров, характеризующих равновесие, законом распределения компонента между фазами и константой равновесия химических реакций. Для перечисленных процессов характерны главным образом двухфазные системы, содержащие один, два и более компонентов. Фазовое равновесие для этих систем изображается в виде диаграмм состав — свойство, чаще всего состав — температура кипения. Так, например, диаграмма состав — температура кипения трехкомпонентной системы Н2О—НМОз—Н2504 (рис. 75) позволяет определить равновесные составы жидкости и паров кипящих смесей или температуры кипения смесей заданного состава при равновесии. На анализе этой диаграммы и расчетах при помощи ее основано производство концентрированной азотной кислоты ректификацией смесей разбавленной азотной и концентрированной серной кислот. Графическое изображение распределения компонентов между фазами при равновесии дается, например, в координатах С —где — равновесное содержание компонента в газовой фазе С ж—содержание компонента в жидкой фазе. Для процессов абсорбции и [c.156]

Уравнение Гиббса—Дюгема можно применять, однако, лишь в тех случаях, когда известны химические потенциалы или коэффициенты активности всех компонентов раствора, кроме одного. В этом случае химический потенциал последнего компонента можно рассчитать путем интегрирования указанного уравнения. Если известен химический потенциал одного компонента, а значения двух других неизвестны, то для их расчета необходимы два уравнения Гиббса— Дюгема, составленные для двух равновесных фаз. В методе третьего компонента такими фазами являются трехкомпонентная жидкая смесь и бинарный твердый раствор. Расчет химических потенциалов компонентов возможен, если известен химический потенциал летучего растворителя и составы сосуществующих жидкой и твердой фаз. Фактически в этом случае мы имеем дело с фазовым равновесием в трехкомпонентной трехфазной системе с одним летучим компонентом. [c.355]

В заключение рассмотрим диаграмму плавкости трехкомпонентной системы, в которой три пары компонентов образуют плоские диаграммы I типа. Напомним, что это соответствует неограниченной растворимости в жидком состоянии и полному отсутствию растворимости — в твердом. Температуры плавления чистых компонентов обозначены на ребрах призмы буквами А, В и С (рис. 129). На гранях призмы изображены кривые затвердевания бинарных систем — это кривые Ае Вх СвгЛ и Се В. Точки е , вг и — двойные эвтектические точки. Жидкая система, изображаемая точкой может существовать в равновесии с твердыми компонентами А и В. При добавлении к такой системе некоторых количеств компонента С температура сосуществования жидкого расплава с компонентами А и В понижается —т соответствующая кривая е- Е направлена внутрь призмы и [c.328]

Как видно из уравнений (180), (184), (185), (188), (194), (195), (198) — (203) и (210) — (214), изотермы-изобары на поверхности ликвидуса для практически идеальных (т. е. идеальных в пределах погрешностей эксперимента) двухфазных систем имеют линейный ход. Их наклон зависит от коэффициентов распределения компонентов между фазами и определяется отношением отрезков на сторонах треугольника составов, которые они отсекают. Таким образом, в случае практически идеальных систем изотермы-изобары можно рассчитать и провести по данным о бинарных системах для заданной температуры. По уравнениям (184), (188), (199), (202), (211) и (214) можно рассчитывать составы трехкомпонентной жидкой фазы, находящейся в равновесии с твердой фазой при данной температуре. Эти уравнения могут быть полезны для планирования исследования полей кристаллизации с меньшей затратой труда. Так, по-видимому, достаточно экспериментально подтвердить согласие между экспериментальными и расчетными данными для одной изотермы-изобары, чтобы остальные построить по данным о бинарных системах. Причем это надо делать для изотермы-изобары, достаточно далеко расположенной от вершины треугольника составов, так как изотермы-изобары, проходящие в непосредственной близости от вершин треугольника составов, имеют линейный ход и в случае неидеальных систем [3, с. 273]. [c.103]

Поскольку кривые фазовых равновесий отражают химизм взаимодействия между компонентами, то надо думать, что в системах с метастабильным жидкофазным равновесием имеется определенная связь между расслаиванием и кристаллизацией уже в двойных системах пологий участок на кривых кристаллизации над кривыми расслаивания указывает на нее. Многочисленные, известные в литературе, работы по расслаиваемости показали, что отражение им химизма особенно четко проявляется при исследовании трехкомпонентных систем. В них, с одной стороны, из трех двухкомпонентных систем, слагающих данную тройную, можно выделить одну двойную, взаимоотношения компонентов которой являются преобладающими среди взаимодействий других пар веществ и, исследуя отношения преобладающей системы к третьему компоненту, можно сделать определенные выводы о характере взаимоотношений в преобладающей системе. С другой стороны, в трехкомпонентных системах можно выявить поведение самого третьего компонента по отношению к остальным и к их смесям и тем самым легче выяснить взаимодействие в других двойных системах, в том числе и тех, в которых наблюдается расслаивание. Поэтому, предпринимая исследование метастабильных равновесий между жидкими фазами, мы сочли необходимым изучать их именно в трехкомпонентных системах, а не в двухкомпонентных, как это делалось до сих пор, предполагая сделать попытку выяснения причин и характера этого явления. [c.151]

Система салициловая кислота—вода—этиловый спирт выбрана в качестве примера трехкомпонентных систем без образования прочных химических соединений с метастабильным расслаиванием в одной из двойных ее оконтуривающих систем. Это простейший случай трехкомпонентных систем с метастабильным равновесием между жидкими фазами. За то, что данная система должна обладать указанными свойствами, говорят уйсе ее составляющие двойные системы. Таковыми являются следующие. [c.152]

Исследовано равновесие твердых и жидких фаз в трехкомпонентной системе салициловая кислота—вода—этиловый спирт. Обнаружено, что это тройная система с одним пространством равновесия между жидкими фазами, метастабильным при всех температурах и концентрациях. [c.156]

Если два компонента трехкомпонентной системы образуют химическое соединение состава АтВп, плавящееся конгруэнтно, то на диаграмме состояния появляется дополнительное поле кристаллизации этого соединения и возникают две тройные эвтектики (рис. 30). Существование одной тройной эвтектики в такой системе невозможно, поскольку тогда бы к одной точке примыкали все четыре поля кристаллизации и в равновесии должны были бы находиться четыре твердые и одна жидкая фазы, что противоречит правилу фаз (в изобарной тройной системе число фаз в инвариантной точке не может быть больше 4). Появляется также новая пограничная кривая Е]Е2, разделяющая поля кристаллизации твердых фаз АтВп и С. [c.76]

В сообщении 1 рассматривалась принципиальная возможность выяснения причин и характера метастабильных равновесий между жидкими фазами при изучении их в трехкомпонентных системах. Был описан первый простейший случай метастабильного расслаивания в системе салициловая кислота—вода—этиловый спирт, в которой нет прочных химических соединений и имеется один объем равновесия между жидкими фазами, метастабильный при всех температурах и концентрациях, идущий от двухкомпонентной системы вода — салициловая кислота и гоыогенизуемый этиловым спиртом. Была показана тесная связь метастабильного равноЕесия между жидкими фазами с кристаллизацией, отражающая взаимоотношения между компонентами и их смесями в системе. [c.1221]

В данной работе изучена трехкомпонентная система салициловая кислота—вода —антраниловая кислота, в дьух двойных системах которой имеет место метастабильное равновесие между жидкими фазами с отсутствием прочных химических соединений между компонентами третьей двойной системы. [c.1221]

В трехкомпонентной системе с перегретым водяным паром существуют только две фазы жидкая и паровая. Число степеней свободы такой системы Ь = т. е. состояние равновесной системы определяется любыми тремя параметрами, напрпмер температурой I, давлением системы я и парциальным давлением водяного пара р1. При этих выбранных условиях составы равновесных жидкой и паровой фаз х и у определяются при помощи тех лге уравнений (2. 48) и (2. 50) или по уравнению кривой равновесия фаз (2. 19) или (2. 22) с использованием среднего значения коэффициента относительной летучести. [c.75]

Наличие двух степеней свободы графически изображается на диаграмме состояния плоскостью. В данном случае — это участок диаграммы, ограниченный снизу кривыми ас и Ьс, а слева и справа ординатами А и В. Пара в этой области нет, если внешнее давление превышает равновесное давление пара над жидким расплавом. Для понимания этого рассмотрим жидкость в цилиндре с подвижным поршнем, находящуюся при любой температуре в равновесии со своим насыщенным паром в отсутствие посторонних газов (такая система называется ортобарной). При внешнем давлении, равном давлению насыщенного пара, поршень неподвижен. Если же внешнее давление превысит давление насыщенного пара под поршнем, то поршень опустится до поверхности жидкости, а пар сконденсируется. Иными словами при внешнем давлении, превышающем давление насыщенного пара, система состоит только из жидкости и при подсчете числа степеней свободы газовую фазу учитывать не нужно. Если внешнее давление создается воздухом (атмосферное давление), то при строгом рассмотрении следовало бы считать, что мы имеем дело с трехкомпонентной системой (третий компонент — воздух). Однако при подсчете числа степеней свободы это не изменит результата, так как увеличится на единицу и число компонентов и число фаз (появится газовая фаза). При бо- [c.104]

Как и в бинарных системах расплав — твердая фаза, трехкомпонентные равновесия подобного типа целесообразно рассматривать при р = onst, так как влияние его на температуру плавления и состав сосуществующих фаз сказывается лишь при очень сильных изменениях этого параметра. На практике (см. разд. V. 7) приходится встречаться с весьма разнообразными типами фазовых равновесий между жидкостью и твердым телом. В зависимости от природы составляющих их веществ, в таких системах могут быть эвтектические смеси, образовываться одно или несколько стойких или нестойких соединений, компоненты могут полностью или частично смешиваться в твердом состоянии, расслаиваться в жидком. Если учесть, что каждая тройная система включает в себя три бинарных, отличающихся друг от друга по видам зависимостей температур плавления от состава, то нетрудно представить себе как многообразны фазовые диаграммы трехкомпонентных систем. [c.328]

Диаграммы состояния трехкомпонентных систем нельзя изобразить на плоскости, так как еще один параметр — температуру (при условии постоянства давления) — следует откладывать по осям, перпендикулярным плоскости концентрационного треугольника. Такая объемная диаграм.ма для простейшего случая неограниченной растворимости в жидком состоянии и полного отсутствия растворимости в твердом состоянии представлена на рис. У.12. Каждая из трех вертикальных плоскостей представляет диаграмму состояния бинарных смесей А—В, А—С и Б—С. Три криволинейные поверхности ликвидуса Ав1Ее2, Ве Ев , и Се Ее представляют геометрические места точек, где при определенных составах и температурах кристаллизуются чистые компоненты А, В и С. Пунктирные кривые в Е, егБ и е Е принадлежат одновременно двум поверхностям ликвидуса, т. е. отвечают одновременной кристаллизации двух компонентов. Так, кривая ехЕ показывает изменение состава тройного расплава в зависимости от температуры при кристаллизации А и В или, что то же самое, описывает понижение температуры плавления двойной эвтектики А—В нри прибавлении компонента С. Три кривые б1Е, е Е и пересекаются в точке равновесия Е между кристаллами А, В и С и расплавом, состав которого отвечает тройной эвтектике. Система при этом не имеет степеней свободы (С=3+1—4 = 0). [c.96]

При исследовании равновесия между жидкостью и паром Б трехкомпонентных системах обычно стараются закономерно изменять состав жидкой фазы, так как это облегчает обработку и использование опытных данных. Чаще всего состав раствора изменяют таким образом, чтобы концентрация одного из компонентов оставалась постоянной (по сечению Жд= onst) или чтобы поддерживалось постоянным отношение концентраций двух компонентов (по секущей а з/а 2=соп81). Эти способы изменения состава показаны на рис. 34. Для систем с ограниченной взаимной растворимостью компонентов особый интерес представляет изменение состава раствора по кривой растворимости. [c.95]

При проведении процесса жидкостной экстракции обычно температура не изменяется, а давление на равновесие в системе жидкость - жидкость практически не оказывает влияния. Поэтому для экстракции величина и = 0. Тогда для трехкомпонентной системы жидкость-распределяемое вещество-жидкость С = 1 (К = 3, Ф = 2, и = 0), и в ней можно изменять концентрацию одной из фаз без нарушения равновесия. При этом у = f x), т.е. данной концентрации распределяемого вещества х в одной фазе в состоянии равновесия соответствует определенная концентрация у вещества в другой фазе. Эта связь следует так называемому закону распределения отношение равновесных концентраций распределяемого между двумя жидкими фазами вещества при постоянной температуре есть величина постоянная [c.145]

Коэффициентом распределения называется отношение концентраций растворенного вещества в двух жидких фазах после достижения полного равновесия в такой трехкомпонентной системе при данных условиях. Эта величина приблизительно соответствует отношению растворимостей вещества в обоих растворителях. Различие между коэффициентом распределения и отношением растворимостей вещества в обоих растворителях определяется главным образом известной взаимной растворимостью обоих растворителей друг в друге. [c.94]

Пример 7.17. Один из этапов расчета равновесий в системе пар — жидкость — жидкость для трехкомпонентной смеси с дву. ня жидкими фазами [c.397]

Регрессия для расчета параметров по данным о равновесии жидкость — жидкость в двойных и тройных системах. Расчет соединительных линий для двух- и трехкомпонентных систем с двумя жидкими фазами. Трехкомпонентные системы с тремя жидкими фазами. Четырехкомпонентные системы с двумя фазами. Использование уравнений NRTL и UNIQUA . [c.566]

Бинодальные кривые. Если в одной из частных двойных систем (например, А—С, рис. 59), составляющих трехкомпонентную систему, имеется область ликвации, то она сохраняется и в тройной системе в виде примыкающей к соответствующей стороне (АС) треугольника концентраций области, ограниченной линией (тр1), которая, как и в двухкомпонентных системах, называется бинодальной кривой. Точки ветвей этой кривой рт и р1) показывают составы двух образующихся при расслоении жидких фаз, находящихся в равновесии при данной температуре. Составы этих фаз определяются экспериментально и точки этих составов соединяются прямыми — коннодами (например, т 1 ), концы которых лежат на ветвях бинодальной кривой. Таким образом, например, жидкая фаза состава т находится в равновесии с другой несме-щивающейся с ней жидкой фазой состава [c.253]

Система, разделяющаяся в кипятильнике колонны на находящиеся в равновесии пары Од и жидкий остаток / , состоит из трех компонентов а, w и г, из которых первые два присутствуют в обеих фазах, а третий только в паровой фазе. Как указывалось выше, такая двухфазная трехкомпонентная система для реализации равновесного состояния нуждается в фиксировании трех интенсивных свойств. Любая совокупность любых трех интенсивных свойств рассматриваемой системы характеризует какое-то одно, вполне определенное и единственное равновесное ее состояние. Интенсивными свойствами этой системы, которыми может задаваться проектировщик, рассчитывающий колонну, являются температура систежы составы жидкой и паровой Ур равновесных фаз, суммарное давление р, развиваемое компонентами системы, парциальное давление Рг перегретого водяного пара или парциальное давление Раа> углеводородов, относительное количество перегретого водяного пара и т. д. [c.391]

Перитоническое равновесие в трехкомпонентной системе при постоянном давлении и переменной температуре является моновариантным, и, следовательно, с понижением температуры состав жидкой фазы изменяется по некоторой кривой, начинающейся в точке, соответствующей составу жидкой фазы пери-тоники двойной системы К1—ДМФ при 35,ГС, и уходящей в глубь треугольника состава. Таким образом, каждой температуре на концентрационном треугольнике отвечает свое положение перитонического треугольника, размеры которого увеличиваются с понижением температуры (рис. 3). [c.129]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология