Равновесие в системах класса

В данной главе обсуждается важный класс соединений, включающих переходные металлы. Помимо описания свойств координационных комплексных соединений и их роли в биологических системах в учебнике содержится материал по номенклатуре, типам изомерии, теории химической связи и равновесиям комплексообразования. Усвоение правил систематической номенклатуры и возможных проявлений изомерии в этих, по существу, неорганических соединениях должно помочь студентам в их последующем изучении органической химии. Материал по химической связи в координационных соединениях и равновесиям комплексообразования может рассматриваться как повторение, иллюстрация и расширение предшествующего прохождения этих тем. [c.581]

Изохорно-изотермический и изобарно-изотермический потен циалы принадлежат к классу функций состояния системы, нося щих название термодинамических потенциалов. Это—величины которые имеют размерность энергии и стремятся к минимуму если процессы в системе протекают в определенных условиях Термодинамические потенциалы являются в этих условиях кри териями направления процесса минимальные значения их при тех же условиях отвечают равновесию системы и являются условиями равновесия. [c.122]

Изученные поглотители по своей структуре могут быть разбиты на три класса поглотители с закрытой глобулярной структурой поглотители с открытой глобулярной структурой и поглотители с волокнистой структурой (рис. 2.1а, б, в). Все рассмотренные поглотители, за исключением кусковой карбамидформальдегидной смолы, насыщаются нефтью почти до предельной величины за 5-10 мин, для гарантии достижения равновесия системы было исследовано время контакта поглотителях загрязнителем 1-6 часов. [c.66]

Равновесие в системах класса 3(2-2) [c.766]

На фиг. 9 а и 9 б представлены кривые растворимости для двух классов частично растворимых веществ, эвтектического и второго. Линия dd на обоих графиках дает состав пара, отвечающего при заданной температуре условию равновесия с обоими жидкими сосуществующими слоями составов ха и хв- Типичным примером системы, проявляющей свойства, представленные диаграммой растворимости на фиг. 9 6, является система фенол вода . [c.24]

Ранее рассматривались равновесие и расчет процесса в экстракционных системах класса 3 (2-2)1, когда в каждой фазе содержится по два компонента (Р и В, Э и В) и лишь один из них (В) переходит из одной фазы в другую. [c.1137]

Аморфное равновесие системы адгезив — субстрат при химической реакции отверждения компонентов. К этому классу адгезионных систем относится система эластомер — фенолоформаль-дегидный олигомер (ФФО) [386]. [c.262]

Если пары, находящиеся в равновесии с двумя жидкими фазами составов Х и Х2, имеют равновесный состав х, < уд < Хз, то имеем дело с жидкостями, образующими кривые растворимости первого типа (эвтектический класс частично растворимых компонентов). В этом случае при некоторой концентрации жидкой фазы Хд в системе образуется азеотроп, определяющий температуру кипения смеси в интервале изменения концентраций X, — х . [c.78]

Для широкого класса систем, а именно грубых систем, характер фазовых траекторий в окрестности особых точек сохраняется при любых достаточно малых изменениях правых частей уравнений (1.3.5)—функций Р и Q, если малыми являются также изменения производных этих функций. Для таких систем исследование уравнений первого приближения (1.3.13) дает правильный ответ на вопрос об устойчивости состояния равновесия системы (1.3.5) и о топологической структуре фазовой плоскости в окрестности этого состояния равновесия. [c.31]

Данные о парожидкостном равновесии бинарных смесей, необходимые для расчета фазового равновесия в многокомпонентных системах, являются специфическими для процессов разделения. Они размещаются в базе, названной Периферия . К этим данным относятся параметры корреляций для учета неидеальности жидкой фазы. Такая организация банка данных позволяет дополнять или заменять периферийную базу и, следовательно, специализировать систему на решение других классов задач химической технологии, не изменяя общей структуры банка. [c.97]

Перегонка смеси углеводорода и воды, практически нерастворимых в жидком виде. Если изобарный график кривых парожидкостного равновесия бинарной системы частично растворимых веществ эвтектического класса (см. рис. 1.17) распространить на случай весьма малой взаимной растворимости компонентов, то он примет вид, представленный на рис. II.6. [c.83]

В связи с этим возникает задача — описать класс кинетик, для которых основные черты кинетики действия масс (единственность и устойчивость равновесия и т. п.) сохраняются, но кинетический закон может существенно отличаться от закона действия масс. Зная решение этой задачи, исследователь может выбрать кинетику, которая наилучшим образом описывает динамику изучаемой системы, даже в том случае, когда закон действия масс несправедлив. [c.113]

Исходный принцип системного подхода к анализу отдельного процесса химической технологии состоит в том, что объект исследования рассматривается как сложная кибернетическая система, так называемая физико-химическая система (ФХС). Основу любой ФХС составляют явления переноса субстанций — массы, энергии, импульса, момента импульса, заряда. Механизм этого переноса, его внутренние причинно-следственные отношения проявляются во взаимосвязи диссипативных потоков и движущих сил ФХС. Как показано в первой книге авторов по системному анализу, для широкого класса ФХС характерна многоуровневая структура взаимосвязей физико-химических эффектов при весьма сложной и разветвленной сети прямых и обратных связей между ними. Различные виды неравновесности ФХС порождают движущие силы, которые приводят к появлению соответствующих потоков субстанций потоки субстанций влияют на степень удаления системы от химического, теплового, механического и энергетического равновесия, что, в свою очередь, опять сказывается на движущих силах [1]. [c.6]

Применительно к преимущественно рассматриваемым в настоящей работе системам с нейтральными или координационными экстрагентами (лигандами) L, типичным примером которых являются соединения классов R,iXO (ТБФ, окиси аминов, фосфиноксиды, сульфоксиды и др.) и RnX (триалкил-фосфины, диалкилсульфиды и др.), задача исследования экстракционных равновесий, описывающих распределение соли МеЛ между водной и органической фазами, сводится к определению стехиометрии процессов типа [c.58]

Первое из них описывает обычные системы с упругим рассеянием. Решением (1.108), как известно из курсов статистической физики, является набор максвелловских функций распределения с единой температурой и произвольными концентрациями. В нашем случае это легко показать следующим образом. Поскольку (1.108) должно выполняться при любых комбинациях S, s, / и у, оно должно выполняться и для s=s и / =у. Тем самым из уравнений (1.108) выделяются уравнения равновесия для упругих столкновений частиц только одного типа. Класс решений таких "однокомпонентных" уравнений представляет собой бесконечное множество функций вида [c.34]

Оболочка из полярных групп на поверхности мицелл сообщает им гидрофильные свойства, обеспечивает малую поверхностную энергию и создает сродство мицелл к дисперсионной среде. Указанные особенности состояния растворов МПАВ при концентрациях выше ККМ позволяют отнести их к классу лиофильных коллоидов они являют собой пример термодинамически равновесных и обратимых ультра-микрогетерогенных систем. В таких системах коллоидно растворенное (мицеллярное) ПАВ находится в термодинамическом равновесии с истинно (молекулярно) растворенной частью, т. е. существует равновесие мицеллы молекулы (ионы), которое может смещаться в ту или иную сторону при изменении условий. Сами же мицеллы — термодинамически стабильные обратимые образования, которые возникают в области ККМ и распадаются при разбавлении раствора. [c.39]

Аппарат классической термодинамики (термостатики) широко использует непосредственно не измеряемые термодинамические функции и в основном анализирует квазистатические процессы и состояния равновесия. В какой мере все эти результаты можно применять к произвольным неравновесным системам и к необратимо протекающим процессам Долгое время полагали, что это практически невозможно и областью применимости термодинамики считали только термостатику. Впоследствии было найдено, что это не совсем так, и есть класс необратимых процессов, к которым сейчас с успехом применяют термодинамические методы. Это линейная термодинамика необратимых процессов, протекающих вблизи положения равновесия. [c.282]

При подготовке пятого издания в него внесены дополнения и изменения и сделаны некоторые сокращения. Введены два новых раздела "Классы неорганических соединений" и "Периодический закон и свойства соединений". Раздел 5 назван "Термохимия и химическое равновесие", в нем собраны задачи и упражнения по расчету изменения энтальпии, энтропии, свободной энергии Гиббса, по их применению для описания химических реакций и по расчету концентраций в равновесных системах. Главы "Равновесие в растворах электролитов" и "Направление обменных химических реакций в растворах электролитов" объединены в один раздел "Ионные реакции в растворах". Этот раздел существенно переработан. В раздел, посвященный химии отдельных элементов, включены упражнения по составлению уравнений реакций, отражающих важнейшие свойства их соединений. Несколько сокращена глава "Физико-химические свойства разбавленных растворов" и ей дано другое, более конкретное, название "Коллигативные свойства растворов", отражающее то, что в данном разделе рассматриваются свойства растворов, зависящие от концентрации частиц. Исключена глава "Радиоактивность. Ядерные реакции", так как обсуждаемые в ней вопросы фактически являются содержанием физики. Все изменения имели своей целью приблизить содержание задач и упражнений к химической практике. При переработке пособия мы стремились сохранить содержание, поэтому задачи и упражнения, имевшиеся в четвертом [c.3]

Мы увидим, что это обобщение действительно возможно для целого класса явлений, при описании которых локальная энтропия может быть выражена через те же самые независимые переменные, что и для системы, находящейся в равновесии. Это есть ни что иное, как предположение о локальном равновесии , применимость которого основана на утверждении, что благодаря столкновениям имеется тенденция к восстановлению термодинамического равновесия. Другими словами, функция распределения молекул по скоростям и относительным расстояниям в любой момент времени не может сильно отклоняться от своей равновесной формы (разд. 2.2). Это условие должно рассматриваться здесь как достаточное для приложения термодинамических методов. Вполне вероятно, что единый термодинамический подход мог бы быть оправдан при менее жестких ограничениях, однако мы не используем эту возможность. [c.9]

Кроме производства энтропии в этом подходе введено производство избыточной энтропии, которое, по-видимому, должно характеризовать появление новых структур и их устойчивость. В случае химических реакций мы увидим, что устойчивость определяется совокупностью кинетических и термодинамических величин. Никакие утверждения не возможны без учета конкретной кинетики, поэтому следует рассмотреть специальные классы химических реакций (например, системы мономолекулярных реакций, кросс-каталитиче-ские реакции). Как следствие возникает большое число возможностей, что существенно отличается от универсального характера утверждений классической термодинамики о системах, стремящихся к равновесию. [c.16]

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]

Применительно к системам класса 3(2-2)1, а также ряду других систем, и — величины разных размерностей (они отнесены к движущим силам, базирующимся на разньк инер-тах) для систем с формально одинаковыми размерностями [типа 2(2-2)2, например] формула (а) тоже неправомерна Из-за несовпадения понятий равенства и равновесия концентраций при равенстве концентраций нет равенства химических потенциалов компонента в разных фазах. [c.783]

Классы точности этих величин определены по семибалльной системе. Классы точности Ф определяются по величине погрешности Ф дц цифрами, а классы точности величины теплового эффекта — по величине погрешности энергии диссоциации (или теплоты сублимации) при 0°К буквами в соответствии с определением этих классов в таблице А. Оценка точности величин Фд д дана в текстах разделов по расчетам термодинамических функций, оценка точности тепловых эффектов реакций основывалась на величинах погрешностей термохимических величин, принятых в 1 томе. Зная погрешности величин Ф и теплового эффекта реакции, нетрудно определить погрешность соответствующего значения константы равновесия. Согласно уравнению (3), [c.8]

Были развипы следующие мегоды неравновесной термодинамики метод термодинамических функций Ляпунова (вблизи и вдали от равновесия), вариационный принцип минимума производства энтропии, анализ производства энтропии дпя определения движущих сил и закономерностей в кристаллизации. Движущие силы кристаллизации помимо разности химических потенциалов содержат также энтальпийную составляющую, характеризующую тепловую неравновесность системы. Рассмотрена роль этих вкладов для систем с высокими тепловыми эффеетами при кристаллизации, например, ортофосфорной кислоты Анализ производства энтропии системы с фазовыми превращениями позволил подтвердить распределение Хлопина для макрокомпонента и примеси (случай полного термодинамического равновесия), получить новые закономерности (и проверить их на ряде систем) для распределения компонентов при частичном равновесии. На основе вариационного принципа минимума производства энтропии определены закономерности для стационарных форм роста кристаллов, предельного пересыщения и т.д. Используя метод избыточного производства энтропии нашли новый класс осцилляторов, роль которых могут играть процессы кристаллизации, протекающие за счет химической реакции Используя кластерную теорию пересыщенных растворов, методы нелинейной динамики, было создано математическое описание, учитывающее колебания (в том числе и на термодинамической ветви) в кристаллизации, определены причины их возникновения. Разработаны алгоритмы управления (с обратной связью и без неё) хаотическими колебаниями в системах с кристаллизацией [c.21]

Термодинамика. Термодинамическую вероятность протекания химической реакции определяют величиной изменения в процессе свободной энергии Гиббса. Реакция протекает слева направо при отрицательном значении энергии Гиббса. Для всех углеводородов, кроме ацетилена, с повышением температуры энергия Гиббса возрастает. Чем большим запасом свободной энергии обладает молекула, тем менее она стабильна, т. е. термодинамическая стабильность всех углеводородов (кроме ацетилена) с повышением температуры падает. Энергия Гиббса алканов и циклоалканов увеличивается быстро, алкенов и аренов — медленно. Вследствие этого соотношение термодинамической устойчивости углеводородов различных классов с температурой меняется при температуре до 227°С наиболее устойчивы алканы, при более высокой температуре—алкены, алкадиены, арены. Следовательно, для переработки алканов в алкены достаточно простого нагревания до высокой температуры. Однако алкены при любой температуре неустойчивы к вторичным реакциям, например, к полимеризации. Кроме того, даже при относительно низкой температуре термодинамически возможен распад углеводородов на элементы. Поэтому общее термодинамическое равновесие системы со временем сдвигается в сторону глубоких превращений (с образованием водорода, метана, смолы, кокса) и время становится одним из основных параметров, определяющих состояние системы. Конечный состав продуктов высокотемпературных процессов в значительной степени определяется кинетическими закономерностями. Если целью процесса является получение максимального выхода алкенов, то реакцию надо остановить в момент их наибольшей концентрации и не дать возможности системе приблизиться к конечному термодинамическому равновесию. [c.284]

Следовательно, для того чтобы отобразить результаты такого процесса на диаграмме, необходимо знать укладку пучка дистилляционных линий в рассматриваемой системе или области. С этой целью были рассмотрены данные о фазовом равновесии жидкость - пар 45 конкретных трехкомпонентных систем по справочной [4] и оригинальной литературе и установлено, что в областях дистилляции с четырехугольным контуром при последовательности особых точек на нем N, С, С для > 0 систем линии дистилляции имеют -образный вид относительно разделящей линии ректификации И типа. Здесь N ъ /V - неустойчивы и устойчивый узлы, С - седло. Такая укладка пучка показана на примере системы класса I типа 1а на рис.2. [c.129]

Режим минимального орошения отгонной колонны, орошаемой конденсатом верхних наров. Схему отгонной колонны, орошаемой конденсатом верхних паров (рис. VIII.4), можно применить к разделению многокомпонентной углеводородной системы. Исследуем работу орошаемой отгонной колонны при режиме минимального парового числа. Область предельных концентраций для разделения первого класса (когда все компоненты присутствуют в обоих целевых продуктах) расположится наверху колонны, поэтому жидкий поток g , поступающий на верхнюю тарелку, будет отвечать условию равновесия с паровым потоком Gj,, поднимающимся в конденсатор. Это обстоятельство позволяет упростить расчет состава верхнего продукта колонны. [c.366]

В блоке 1 определяется вид системы уравнений (3.2). Конечность вектора компонентов А обусловливает принципиальное ограничение на возможное чис.ло связей между ними и здесь вводится концепция максимального механизма Г и формулируется теорема и его единственности. Блок 2, описывающий состояние системы в равновесии (точка детального равновесия — ТДР), важен как элемент айализа, позволяющий сформулировать условие необходимости адекватности моделей (3.3) и (3.2). В блоке 3 выделяются классы и типы кинетик, вводится концепция неравновесной свободной энергии являющейся функцией Ляпунова для диссипативных систем, и формулируется условие достаточности 5-адекватности моделей [c.109]

Одним из подходов к созданию математических моделей, универсальных по классам аппаратов (ректификация, абсорбция, экстракция, азеотропно-экстрактивная ректификация), является метод декомпозиции, заключающийся в представлении общей модели как совокупности элементарных частей [88, 101]. Декомпозиция технологической схемы, включающей различные массообменные аппараты, состоит в разделении ее на массообменные секции и вспомогательное оборудование и выделении из общей системы уравнений математического описания отдельных частей, соответствующих этим секциям с учетом взаимосвязей между ними. Под массообменной секцией понимается физическая последовательность отдельных массообменных элементов, взаимосвязанных друг с другом и не имеющих промежуточных входов и выходов массы и тепла — все входы и выходы сосредоточены на ее концах. При таком определении количество секций зависит от количества и расположения вводов питания и боковых отборов потоков, а различия между ними заключаются, во-первых, в моделях фазового равновесия и массопередачи на ступенях разделения и, во-вторых, в подсоединяемом к секциям вспомогательном оборудовании для ректификационных колонн это кипятильник и дефлегматор, для экстракционных колонн — декантаторь и т. д. [c.398]

Информационное обеспечение. Для работы алгоритмов пакета программ расчета технологических схем разделения многокомпонентных смесей необходимы следующие классы исходной информации физико-химические свойства чистых компонентов для расчета характеристик потоков (состава и энтальпии) и решения модельной системы уравнений ступени разделения (7.383) параметры уравнений для расчета фазового равновесия (уравнение Вильсона (4.23) и уравнение НРТЛ (4.24)). [c.405]

Последнее обстоятельство характерно для всех, без исключения, ВМСН, и концентрация ПМЦ при переходе от смол к карбоидам возрастает на 2-3 порядка. По Ф.П.Унгеру асфальтены относятся к классу гомолитов - веществ, склонных к гемолизу, который состоит в разрыве слабых лошческих связей, ослабленных сопряжением с ароматической системой [45], Имеет место равновесие, которое сдвигается вправо с ростом температуры [c.11]

Разумеется, использование методов математического моделирования равновесий жидкость-пар оказало существенное влияние на объем и постановку экспериментальных исследований. Так, наиболее широко используемый класс уравнений, описывающих зависимость коэффициента активности от состава одной из фаз, температуры и давления и называемых уравнениями локальных составов , основан на допущении о ближнем порядке взаимодействия (рассматриваются только бинарные взаимодействия молекул i-i, i-j, а тройными взаимодействиями типа i-j-k пренебрегают). Это позволяет офаничить экспериментальные исследования только бинарными системами, что значительно сокращает объем эксперимента и упрощает исследования. [c.107]

Значительный прогресс в понимании особых классов реакционных сетей был достигнут другими исследователями. Ранняя попытка получить глобальные результаты для открытой системы с идеальной кинетикой действующих масс была предпринята Широм [17]. Однако, как отмечено Хиггинсом [6], Я-функция Шира, которая фактически характеризует термодинамическую возможность системы достичь предполагаемого стационарного состояния, не является для всех систем функцией Ляпунова, как это утверждал. Шир. В статье, явившейся поворотной вехой, Хорн и Джексон [9] показали, что, если строго положительное стационарное состояние существует, возможность достижения его характеризуется локальной функцией Ляпунова в том случае, когда поток для стационарного состояния уравновешен. Если можно также установить, что на границах симплекса равновесия отсутствуют, и если точка равновесия находится во внутренней области симплекса, то она единственная и глобально устойчива. Наша формулировка первоначально мотивировалась стремлением распространить эти результаты на системы с кинетическим законом действующих масс в общем случае неидеальных растворов и определить другие классы систем, для которых могут быть сделаны аналогичные выводы. Примеры трудностей, возникающих в случае неидеальных систем, указаны в работе Отмерз [14]. Результаты предшествующего раздела дают представление о том, как могут быть рассмотрены другие классы систем и кинетические уравнения для скорости реакции. [c.347]

Рабо [165] приводит сведения о константе равновесия реакций расщепления индивидуальных парафиновых углеводородов в зави-симасти от температуры и числа углеродных атомов в расщепляемом парафиновом углеводороде. Термодинамическая вероятность образования метана при расщеплении парафиновых углеводородов Сб—Си во много раз больще, чем углеводородов этого же класса с большим числом углеродных атомов. Как и следовало ожидать, с повышением температуры в системе дт 600 до 800 К константа равновесия заметно возрастает, что способствует увеличению глубины протекания реакций расщепления парафиновых углеводородов при повышенных температурах. [c.156]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология