Движущая сила процесса растворения

Образование растворов является процессом самопроизвольным, идущим с увеличением беспорядка в системе, т. е. с повыщением энтропии. Лучше всего это иллюстрируется частным случаем образования раствора, когда частицы растворяемого вещества переходят из более упорядоченного (а в предельном случае растворения кристалла, полностью упорядоченного) состояния в менее упорядоченное. При этом с увеличением энтропии (А5>0) уменьшается свободная энергия системы (АС<0). Если речь идет об образовании раствора из двух жидкостей, то движущаяся сила процесса растворения обусловлена стремлением компонентов раствора к выравниванию концентраций, что также приводит к увеличению энтропии, т, е. А5>0, а Аб СО. [c.166]

Для проведения процессов растворения газов широко используются аппараты с высоким барботажным слоем (см. 1.4.1 и 6.7.1). Их основными преимуществами являются достаточно развитая поверхность контакта фаз, простота конструкции, которая позволяет проводить процессы под высоким давлением, большое время пребывания жидкости в аппарате. В барботажных аппаратах формируется неустойчивое циркуляционное движение жидкости по высоте аппарата, которое обеспечивает не только интенсивное перемешивание жидкости, но и вовлекает в циркуляционное движение более мелкие пузыри. В ряде случаев (например, при проведении окислительных процессов с участием кислорода воздуха) такое перемешивание газовой фазы по высоте аппарата снижает движущую силу процесса растворения. Простые барботажные устройства трубы с отверстиями, дырчатые тарелки, колпачки с прорезями — не позволяют получить пузыри небольших размеров и тем самым обеспечить высокоразвитую поверхность контакта. Кроме того, вихревое движение жидкости приводит к тому, что при высоте барботажного слоя более 0,8-1,0 м пузыри начинают коалесцировать. Поэтому размер пузырей в барботажных аппаратах обычно колеблется от 4 до 10-12 мм. Более мелкие пузыри образуются при барботировании (продавливании) газа через специальные распределительные устройства из пористых материалов (керамики, металла, химически стойких полимеров). Однако такие устройства не могут использоваться в жидкостях с высоким содержанием взвешенных или смолистых веществ. Пузыри размером до 4 мм удается получить в аппаратах с мешалками (см. 6.1.4 и 6.7.3). Однако в таких аппаратах возрастает интенсивность циркуляции жидкости, что приводит к увеличению дисперсии времени пребывания пузырей по сравнению с обычными барботажными аппаратами. Наличие вращающихся деталей не позволяет использовать аппараты с мешалками при высоких давлениях. Высоки также и энергозатраты на перемешивание жидкости. [c.48]

Учитывая, что процессы растворения сопровождаются межмолекулярным взаимодействием, наиболее точной оценкой можно считать использование показателей, характеризующих изменение энергетического состояния системы растворитель — АСПО. С позиции термодинамики движущую силу процесса растворения АСПО в ПНФ можно записать, используя избыточную энергию Гиббса AG , ДС = ЛЯ - TAS . [c.197]

Движущей силой процесса растворения, как и любого другого массо-обменного процесса, является разность химических потенциалов жидкой и твердой фаз. [c.63]

Непосредственный расчет химических потенциалов или их экспериментальное определение в реальных системах затруднено. Поэтому на практике движущую силу процесса растворения обьино выражают через разность рабочих и равновесных концентраций в растворе, т.е. рассматривают внешнюю задачу массообмена. При этом часто принимают, что на поверхности твердой фазы раствор находится в насыщенном состоянии и его концентрация равна В основной же массе (в ядре потока) раствор ненасыщен, и его концентрация С < С . [c.63]

Периодический процесс полного растворения чаще всего проводят в аппаратах с механическим перемещиванием дисперсной системы (суспензии), состоящей из твердых частиц дисперсной фазы и ненасыщенного раствора дисперсионной среды. В аппаратах этого типа движущая сила процесса растворения монотонно снижается во времени в результате повыщения концентрации раствора. [c.64]

Увеличение концентрации растворенных веществ приводит к повышению осмотического давления раствора, что снижает эффективную движущую силу процесса, а также, как правило, возрастанию вязкости. Все это вызывает снижение проницаемости. С увеличением концентрации уменьшается толщина слоя связанной воды на поверхности и в порах мембраны, ослабевают силы взаимодействия между ионами и молекулами воды в растворах неорганических веществ [159], что приводит к снижению селективности. [c.188]

Вместе с тем гидравлический расчет мембранных аппаратов имеет свои особенности. При движении разделяемого раствора в элементе аппарата рабочее давление в нем снижается вследствие гидравлических потерь напора. При этом в мембранных аппаратах снижается движущая сила процесса, причем еще быстрее, поскольку с увеличением концентрации растворенного вещества в растворе повышается его осмотическое давление. [c.269]

В зависимости от природы веществ компоненты смеси могут обладать ограниченной взаимной растворимостью, образуя, таким образом, отдельные фазы многокомпонентной системы. В простейшем случае при смешении жидкостей образуются две фазы, в каждой из которых содержатся отдельные компоненты органического и неорганического происхождения. Иногда такие системы образуются искусственно путем добавления компонента, склонного к избирательному растворению. Добавление такого компонента (разделяющего агента) изменяет условия фазового равновесия системы, увеличивая движущую силу процесса, и позволяет применить специальный метод для разделения компонентов исходной смеси. Часто введение разделяющего агента в исходную смесь обуславливается не столько близостью свойств компонентов, а склонностью к разложению, полимеризации и т. п. при высоких температурах. [c.285]

Движущей силой процесса осмоса является разность химических потенциалов растворителя и раствора. Возникающее при этом давление называют осмотическим. Осмотическое давление является функцией размеров и концентрации частиц растворенного вещества. В коллоидных системах осмотическое давление ослаблено вследствие относительно больших по сравнению с молекулами размеров и соответственно малой концентрации коллоидных частиц. Несмотря на это применение современных методов анализа позволяет надежно регистрировать значения осмотического давления, посредством которых возможно изучать коллоидные системы, в частности изменение размеров коллоидных частиц при воздействиях на систему и их распределение по размерам в растворах различной концентрации. [c.19]

Следует особо отметить зависимость изменения толщины сольватного слоя и устойчивости нефтяной дисперсной системы от растворяющей способности дисперсионной среды. Повышение растворяющей способности среды вызывает непрерывное увеличение сольватного слоя сложной структурной единицы до максимума и одновременное уменьшение размеров надмолекулярной структуры. При этом нефтяная дисперсная система имеет максимальную устойчивость против расслоения, то есть максимальную коллоидную стабильность. При дальнейшем увеличении растворяющей способности среды, при переходе от плохого растворителя к хорошему, дисперсионная среда оказывает интенсивное влияние на сольватный слой и толщина его уменьшается, за счет чего повышается движущаяся сила процесса расслоения системы на фазы. Дисперсионная среда начинает взаимодействовать непосредственно с надмолекулярной структурой. После полного растворения сольватной оболочки и надмолекулярных структур нефтяная дисперсная система переходит в состояние молекулярного раствора с бесконечной устойчивостью против расслоения. В этом случае система термодинамически устойчива. [c.48]

Кристаллизация из раствора, как и кристаллизация из расплава,— сложный процесс, представляющий собой совокупность нескольких последовательно и параллельно протекающих стадий. Основными из них также являются стадии зарождения кристаллов и их роста. Но движущей силой процесса при этом будет пересыщение раствора, под которым понимается избыточная концентрация содержащегося в растворе вещества сверх его растворимости при заданной температуре в рассматриваемом растворителе. Причем оказывается, что образование центров кристаллизации и рост кристаллов в растворе имеет место лишь при определенном его пересыщении, т. е. используя для характеристики пересыщенных растворов понятие степень пересыщения Чп = уп/уи, где уп и Ун — концентрации растворенного вещества в пересыщенном и насыщенном растворах, можно утверждать, что образование центров кристаллизации не будет происходить не только при но и в некотором интервале [c.150]

Растворение газа сопровождается выделением теплоты, к-рая при А. с хим. р-цией м. б, весьма значительной кроме того, тепловые эффекты сопровождают испарение абсорбента и конденсацию паров из газа. Температурный режим абсорбера, от к-рого зависят равновесное давление поглощаемого компонента, т. е. движущая сила процесса, и др. физ.-хим. св-ва системы, рассчитывают по ур-нию теплового баланса [c.8]

Во время растворения зерен твердого тела в наиболее общем случае изменяются (уменьшаются) диаметр зерен, межфазная поверхность системы (поверхность зерен F) и движущая сила процесса. [c.311]

Природа растворенного вещества оказывает влияние на селективность. При одинаковой молекулярной массе неорганические вещества задерживаются на мембране лучше, чем органические. С повышением давления удельная производительность мембран увеличивается, так как растет движущая сила процесса. Однако при высоких давлениях происходит уплотнение материала мембран, что вызывает снижение проницаемости. [c.94]

Периодический процесс проводят в аппаратах с механическим или пневматическим перемешиванием. Пневматическое перемешивание позволяет в случае необходимости использовать перемешивающий агент (воздух) в качестве окислителя. При достаточно интенсивном перемешивании твердые частицы быстро движутся с изменяющейся по направлению и величине скоростью, то отставая от потока омывающей их жидкости, то опережая его. В этих условиях возникает переменная во времени скорость обтекания, обусловленная инерцией твердых частиц. При таком инерционном режиме создаются благоприятные условия для ускорения процессов растворения и экстрагирования, несмотря на то что движущая сила процесса снижается по мере приближения системы к состоянию равновесия. [c.286]

Прямоточный и противоточный процессы, проводимые в аппаратах непрерывного действия, широко распространены. В принципе, экстрагирование и растворение можно проводить непрерывно в аппарате с мешалкой путем непрерывного подвода в аппарат твердой и жидкой фаз и отвода их из него. Однако осуществление непрерывного процесса таким способом неизбежно приведет к падению его интенсивности из-за того, что поступающий в обработку твердый материал будет взаимодействовать с раствором, концентрация которого в аппарате вследствие интенсивного перемешивания близка к концентрации насыщения. Это вызовет значительное снижение движущей силы процесса и, соответственно, скорости экстракции по сравнению со средней скоростью (за одну операцию) в периодическом процессе, где аналогичные условия создаются только на конечной его стадии. Кроме того, в одиночном аппарате возможен проскок некоторой части твердых частиц, в результате чего время пребывания может оказаться недостаточным для достижения высокой степени извлечения экстрагируемого вещества. [c.287]

В связи с этим экстрагирование и растворение проводят в каскаде последовательно соединенных аппаратов с мешалками, через которые пульпа движется самотеком (рис. 22-6). При работе по такой прямоточной схеме движущая сила процесса постепенно снижается от ступени к ступени, но не в такой степени, как в одном аппарате с мешалкой, где со свежим растворителем смешивается конечный концентрированный раствор. При числе ступеней, обычно не превышающем 3-6, в таких установках достигается достаточно высокая степень извлечения. [c.287]

Отношение концентрации растворенного вещества у поверхности мембраны к его концентрации в разделяемом растворе называют концентрационной поляризацией. Ее влияние на рабочие характеристики мембран отрицательно, так как вследствие увеличения осмотического давления раствора снижается движущая сила процесса разделения. Кроме того, при этом возможны выпадение в осадок и осаждение на мембране труднорастворимых солей, гелей высокомолекулярных соединений, что вызывает необходимость чистки или замены мембран. [c.341]

Прн растворении газа в жидкости выделяется большое количество теплоты. Прн отсутствии отвода теплоты температура повышается, что ведет к возрастанию равновесного парциального давления компонента, изменению положения линии равновесия, уменьшению движущей силы процесса, ухудшению условий абсорбции. [c.208]

Мембраны, используемые при очистке сточных вод не обладают идеальной полупроницаемостью, вследствие чего через мембрану проходит и некоторая часть растворенного вещества. Для этого случая движущая сила процесса записывается следующим образом [c.223]

Движущая сила процесса растворения пропорциональна разности СЭ асфальтенов и ГШ-растворительа (H -ls). Как видно из уравнения (5. J2), растворимость асфальтенов вятской нефти (СЭ==.3,07 эВ) существенно выше, чем асфальтенов западносибирской товарной нефти (СЭ= 1,87 эВ). Учитывая, что АСВ содержит свободные стабильные радикалы и является поли-компонентной системой обеспечивать разнообразие (поливариантность) взаимодействия, растворитель должен иметь поликомпонетный состав ароматические, алифатические, нафтеновые гетероатомные полярные фракции. На основе изложенной теории разработаны новые растворители. ЛСВ. [c.110]

При прямоточном движении твердой и жидкой фаз (рис. 3.5, б) концентрация раствора постепенно увеличивается по длине (или высоте) аппарата при этом масса твердой фазы соответственно уменьшается вплоть до нуля. В данном случае протяженность аппарата определяется продолжительностью растюрения наиболее крупных исходных частиц твердого вещества. Движущая сила процесса растворения по ходу движения фаз в аппарате постепенно снижается, как и в периодическом процессе — по времени. [c.69]

В работах [6, 14] обсуждаются также аномалии проницаемости полимеров при дифференциальном режиме, когда движущая сила процесса намного меньше давления в напорном канале АР/Р<1. Обнаруженный [18] эффект резкого увеличения проницаемости в дифференциальном режиме объясняют образованием в матрице вторичных структур и появлением в связи с этим новых механизмов переноса массы. Надмолекулярные объединения частиц растворенного газа—кластеры—при определенной их концентрации в матрице образуют зону повышенной проницаемости. При дифференциальном режиме этазо- [c.103]

Процесс растворения ускоряется при повышении температуры (через Км), измельчении твердной фазы (через перемешивании и увеличении концентрации (через АС). В случае физического растворения движущей силой процесса является разность концентраций ДС = (Сн - С), поэтому, скорость его определяется уравнением [c.251]

О БРАТН ЫЙ ОСМ ОС (гиперфильтрация), метод разделения р-ров, заключающийся в том, что р-р под давл. 3—8 МПа подается на полупроницаемую мембрану, пропускающую р-ритель (обычно воду) и задерживающую полностью или частично молекулы или ионы растворенного в-ва. Движущая сила процесса Ар = р—(Л1 — Лг), где р — давление над исходным р-ром, Я1 и Яг — соотв. осмотич. давление р-ра и фильтрата. Эффективность О. о. оценивают по селективности ф и проницаемости (уд. производительности) С мембраны (см. Мембранные методы разделения). Значения [c.396]

Экспериментальные определения и расчеты стандартных термодинамических функций мицеллообразования по полученным соотношениям позволяют оценить энергетику взаимодействия ПАВ с растворителем (растворения) и непосредственно мицеллообразования. Вклад стадий растворения является превалирующим, вследствие чего суммарная движущая сила процесса определяется в осиовиом ростом энтропии. Например, для бромида -додецилт1)иметиламмония в воде ДС° = — 17,8 кДж/моль, = —1,38 кДж/моль, —7Д5 = —16,5 кДж/моль для м-но-децилсульфата натрия соответственно —21,1 кДж/моль, +0,38 кДж/моль и —21,5 кДж/моль. В то же время стадия непосредственно мицеллообразования сопровождается ростом упорядочения, т. е. уменьшением энтропии системы. Однако нельзя не учитывать некоторого роста конформационной энтропии с увеличением размеров ассоциатов (образование мицелл), подобно тому, как это наблюдается для макромолекул в растворах полимеров. Можно заключить, что экспериментально определяемые значения стандартных термодинамических функций отвечают не столько мпцеллообразованию (из истинного раствора), сколько самопроизвольному диспергированию ПАВ. [c.296]

Совместно с И.Н.Дороховым и Э.М.Ко и>цовой получена и научно обоснована структура универсальной движущей силы массообменных процессов в гетерофазньпс ФХС, которая учитывает разность потенциалов Планка, энтальпийную и механическую состав шющие, а также составляющую, связанную с поверхностной энергией системы. Получены конкретные выражения движущих сил процессов абсорбции, ректификации, экстракции, кристаллизации, растворения, сушки, сублимации и десублимации установлена общность структуры их движущих сил, для ряда исследуемых процессов количественно вскрыто влияние градиентов поверхностного натяжения на интенсивность массопередачи. [c.12]

Процессы с кислородной деполяризацией отличаются от рассмотренных рядом особенностей. Во-первых, бла1годаря более высокой окислительной способности эти деполяризаторы могут вызнать коррозию таких металлов, которые не вытесняют из раствора водород. В слабокиолых и особенно нейтральных и щелочных растворах это значительно расширяет круг. металлов, которые могут подвергаться коррозионным воздействиям. Во-вторых, увеличение свободной энергии, а значит, и движущей силы процесса приводит к тому, что скорость растворения металла с кислородной деполяризацией бывает во много раз больше, чем с водородной. В-третьих, высокий потенциал катодного процесса делает гораздо более вероятным наступление пассивного состояния, а иногда создает возможность и для перапас-сивации металлов. [c.419]

МЕМБРАНЫ ЖЙДКИЕ, полупроницаемые жидкие пленки или слои, обеспечивающие селективный перенос в-в в процессе массообмена между жидкими и (или) газообразными фазами. Различают свободные, импрегнированные и эмульсионные М. ж. Свободные М. ж,-устойчивые в гравитац. поле слои жидкости, отличающиеся по плотности от разделяемых ими фаз, напр, слой орг. жидкости, расположенный под водными р-рами в обоих коленах и-образной трубки. Импрегнированные М. ж. представляют собой пропитанные жидкостью пористые пленки (полипропиленовые, полисуль-фоновые, политетрафторэтиленовые и др.) или волокна (полипропиленовые, полисульфоновые). Эмульсионные М. ж,-стабилизированные ПАВ жидкие слои, отделяющие капельную фазу от сплошной в эмульсиях типа вода-масло-вода нли масло-вода-масло. Толщина свободных М. ж., как правило, св. 1 мм, импрегнированных 10-500 мкм, эмульсионных 0,1-1,0 мкм. М. ж. могут быть одноко шонентными и многокомпонентными. Первые являются для проникающего через М. ж. в-ва лишь более или менее селективным р-рителем, осуществляют пассивный перенос. Многокомпонентные М. ж. обычно содержат хим. соединения-переносчики, растворенные в мембранной жидкости и способные избирательно связывать и переносить через мембрану диффундирующее в-во (индуцированный либо активный транспорт). Перенос в-в через М. ж. может протекать в режиме диализа и электродиализа (движущая сила процесса-градиент хим илн электрохим. потенциала по толщине мембраны, см. Мембранные процессы разделения ). [c.31]

Если при растворении молекулярных веществ не происходит заметной сольватации их молекул ( сольв—0), а сами молекулы неполярны ( структ—0), то растворение практически не сопровождается тепловым эффектом. Это наблюдается, например, при растворении иода в тетрахлориде углерода СС14. При этом движущей силой процесса является увеличение энтропии. Тепловой эффект растворения может стать нулевым и при больших значениях структ и сольв, если они равны между собой. [c.147]

ЭКСТРАГИРОВАНИЕ (выщелачивание), извлечение одного или неск. компонентов из тв. тел с помощью избират. р-рителей (экстрагентов). Подчиняется законам массообмена. Движущая сила процесса — разность между концентрациями растворенного в-ва в жидкости, находящейся в порах ТВ. тела и в осн. массе экстрагента. Механизм Э. в общем случае включает след, стадии 1) проникновение экстрагента в поры ТВ. материала, 2) растворение целевого компоиента, [c.693]

Диализ-разделение растворенных в-в, различающихся мол массами Процесс основан на неодинаковых скоростях диффузии этих в-в через проницаемую мембрану, разделяющую конц и разб р-ры Под действием градиента концентрации растворенные в-ва с разными скоростями диффундируют через мембрану в сторону разб р-ра Скорость переноса в-в снижается вследствие диффузии р-рителя (обычно воды) в обратном направлении Для диализа используют, как правило, нитро- и ацетатцеллюлозные мембраны Площадь их пов-сти рассчитывается из ур-ния F = K FA /V, где V-кол-во пермеата, Дс-разность концентраций в-ва по обе стороны мембраны, т е движущая сила процесса, = (1/Pi + h/D + 1/Р2) -коэф массопередачи, или диализа, определяемый экспериментально, причем и Pj-соотв коэф скорости переноса в-ва в конц р-ре к перегородке н от нее в разб р-ре, 5-толщина мембраны, D - коэф диффузии растворенного в-ва Процесс используют в произ-ве искусственных волокон (отделение отжимной щелочи от гемицеллюлозы), ряда биохим. препаратов, для очистки р-ров биологически активных в-в Мембранные аппараты подразделяют на плоскокамерные, трубчатые, рулонные, с полыми волокнами, а также электродиализаторы (см выше) В плоскокамерных аппаратах (рис 3) разделительный элемент состоит из двух плоских [c.26]

Реализуемые в У. а. нелинейные эффекты инициируют и ускоряют окислит.-восстановит., электрохим., цепные, с участием макромолекул и др. р-ции. Акустич. колебания оказывают значит, влияние также на течение мех., гидромех., тепловых и массообменных процессов хим. технологии. При этом воздействие упругих волн м. б. различным стимулирующим, если ультразщтс - движущая сила процесса (напр., диспергирование, коагуляция аэрозолей, очистка твердых пов-стей, распьшивание, эмульгирование) интенсифицирующим, если ультразвук лишь увеличивает скорость процесса (напр., кристаллизация, получение чистых полупроводниковых материалов, перемешивание, растворение, сорбция, сушка, травление, экстракция, электрохим. осаждение металлов) оптимизирующим, если ультразвук только упорядочивает течение процесса (напр., фанулирование, центрифугирование). Кроме того, У. а. применяют также для дегазации (напр., р-ров смол, расплавов стекла), металлизации и пайки материалов, сварки металлов и полимеров, размерной мех. обработки хрупких и твердых материалов и т. д. [c.35]

Повышение т-ры экстрагента. Приводит к увеличению коэф. диффузии, что ускоряет извлечение растворенного и твердого в-в в последнем случае вомастает и движущая сила процесса с - [см. ур-ние (8)1- При повышении т-ры снижается также вязкость экстрагента, вследствие чего уменьшаются потери напора на прокачку р-рите и через слои извлекаемого в-ва. [c.416]

Интенсификацию процессов растворения, вышелачивания, экстрагирования осушествляют увеличением поверхности соприкосновения фаз Р, измельчением твердого вешества, увеличением его пористости и полным омыванием поверхности кристаллов жидкостью, повышением относительной скорости перемешения твердой и жидкой фаз (перемешивание). Повышение температуры также может служить одним из наиболее эффективных приемов ускорения процессов растворения и вышелачивания как в кинетической, так и в диффузионной области. Повышение температуры увеличивает скорость разрушения кристаллической решетки, химических реакций, уменьшает вязкость раствора и, следовательно, диффузионное сопротивление, увеличивает концентрацию насыше-ния Снас и соответственно движущую силу физического растворения. Для процессов растворения в диффузионной области преимущественным приемом интенсификации может быть интенсивное перемешивание, которое ускоряет диффузию, выравнивает концентрацию, а при химическом растворении способствует удалению твердых продуктов реакции с поверхности растворяемого вещества. Для химического растворения, происходящего в кинетической области, интенсивность перемешивания играет подчиненную роль и больше всего ускоряет процесс повышение температуры. При выщелачивании для повышения средней движущей силы процесса и снижения потерь со шламом применяют противоток твердого материала и растворителя. Особо важным приемом интенсификации выщелачивания является применение пористых твердых материалов (спеков) для развития поверхности контакта фаз и ускорения стадии внутренней диффузии. [c.201]

Уравнение (VI-47) достаточно точно аппроксимирует интегральное уравнение Хиксона и Кровелла. Используя приведенные выщс уравнения, можно рассчитать коэффициент массоотдачи если известны количество растворенной массы /пд, время растворения % и начальная поверхность зерен F . Движущие силы процесса АС х [c.314]