Бинарные диаграммы равновесия пар— 10.5. Равновесный состав

Фазовые превращения в бинарной системе могут быть представлены трехмерной диаграммой, координатами которой являются температура, давление и мольная доля. На рис. 4.1 показана подобная диаграмма для бинарной системы в области, где существуют только пар и единственная жидкая фаза. Полная диаграмма для бинарной системы будет включать область равновесия между твердыми и жидкими фазами, а также, возможно, область частичного смешивания двух жидкостей. Правая сторона диаграммы на рис. 4.1 — это просто график зависимости давления пара от температуры для толуола, а левая сторона — такой же график для бензола. Верхняя искривленная поверхность внутри параллелепипеда показывает общее давление пара как функцию температуры и мольной доли толуола в жидкости она обозначена буквой I. Нижняя искривленная поверхность, на которую нанесены пунктирные линии и большая часть которой скрыта, изображает состав пара, равновесного с жидкостью, и обозначается буквой и. Пунктирные линии являются кривыми давления пара для растворов, в которых мольная доля толуола равна 0,2, 0,4, 0,6 и 0,8. При условиях, соответствующих точкам выше поверхности I, существует только жидкая фаза, а в точках ниже поверхности V — только пар при условиях, соответствующих точкам в области между этими поверхностями, пар и жидкость сосуществуют. [c.107]

До сих пор в лаборатории наиболее распространен метод очистки жидкостей простой перегонкой, проводимой в колбах Вюрца. Суть процесса заключается в постепенном испарении жидкости с непрерывным отводом и конденсацией образующихся паров. Ход простой перегонки бинарной системы можно проследить на диаграмме равновесий жидкость — пар (рис. V. 14). Если исходить из жидкости состава то первая порция образовавшегося пара будет иметь состав x K Будучи сконденсированным нацело, этот пар превратится в жидкость того же состава [точка на оси абсцисс], которая затем удаляется из системы. В результате конденсации и удаления из системы какого-то количества дистиллята содержание легколетучего компонента в жидкости уменьшится, и она будет иметь теперь состав х - , а равновесный с ней пар — состав х . Точки составов дистиллята, собранного во время испарения жидкости, которое вызывает изменение ее состава от х до расположатся между точками и С помощью такого постепенного испарения раствора и удаления дистиллята можно достичь смещения точки состава жидкости практически к началу координат, т. е. добиться получения в колбе почти чистого труднолетучего компонента, освобожденного от низкокипящих примесей. [c.279]

Курнаков [317] в своей работе Топология химической равновесной диаграммы обратил внимание на то, что диаграммы состояния или диаграммы состав—температура являются результатом как бы наложения двух комплексов — координатного, состоящего из сингулярных сечений, отвечающих бинарным или псевдобинарным разрезам, и фазового комплекса, состоящего из линий моновариантного равновесия, образующих фазовые звезды, с центром в точках тройных эвтектик. [c.68]

Расчет процессов экстракции основывается на совместном решении рассмотренных ранее уравнений материального баланса и фазового равновесия. Тепловые эффекты перехода вещества из одной жидкой фазы в другую, если такой переход не сопровождается химическим взаимодействием, обычно невелики. Поэтому изменение температуры растворов в процессе экстракции приходится учитывать только в особых случаях. Обычно же считают, что процесс протекает в изотермических условиях. Для расчета процессов, в которых между двумя несмешивающимися фазами распределяется один компонент, а также для расчета процессов разделения бинарных смесей широко применяются графические методы. На рис. V. 40 дан графический расчет процесса одноступенчатой экстракции, заключающегося во взаимодействии исходной смеси, состав которой изображается на треугольной диаграмме точкой Р, с экстрагентом (точка 5). При их смешении получаются смеси, составы которых отвечают точкам, лежащим на прямой fS. Если исходная смесь и экстрагент взяты в таком соотноше.чии 8М РМ, что в результате получается смесь валового состава М, то после установления равновесия и расслаивания эта смесь разделяется на экстракт Е и рафинат К. составы которых отвечают граничным точкам на иоде ЕН (нода — линия, соединяющая точки составов равновесных жидких фаз). При этом распределяемый [c.570]

При конечной кратности циркуляции температуры кипящей жидкости на входе и выходе из аппарата определяют по составу жидкости или равновесного пара на соответствующей диаграмме равновесия. При этом состав жидкости и пара после частичного испарения могут быть найдены графически или на ЭЦВМ теми же способами, что и при расчете процесса дросселирования (см. гл. III). Для случая кипения бинарной смеси основные соотношения подробно описаны в работе [55]. [c.166]

При конечной кратности циркуляции температура кипения может быть найдена как среднее арифметическое значение температур кипящей жидкости на входе и выходе из аппарата. Эти температуры определяются по составу жидкости или равновесного пара на соответствующей диаграмме равновесия. Для случая кипения бинарной смеси основные соотношения были описаны ранее (см. п. 3). При кипении тройной смеси составы жидкости и пара после частичного испарения могут быть найдены путем перенесения значений из диаграммы х — / для смеси кислород — азот на диаграмму равновесия тройной смеси, состоящей из диаграмм х — у для двух компонентов, т. е. тем же способом, что и состав жидкости и пара после дросселирования (см. ниже). [c.129]

Если на график теплосодержание — состав нанести изотермы (1.118) и (1.119) и при помощи данных парожидкого равновесия t — х,у провести кривые насыщения фаз, то получится равновесная энтальпийная диаграмма данной бинарной системы (рис. 1.14). [c.56]

На рнс. 10.6 изображен один из типов диаграмм температура кипения — состав бинарной жидкой смеси ограниченно растворимых жидкостей при Р = onst. В зависимости от температуры и общего состава смеси в системе может существовать либо одна жидкая фаза (раствор Ж или Жг), либо обе жидкие фазы одновременно. Равновесие жидкости и насыщенного пара при кипении однофазной жидкости характеризуется в этом случае интервалом температур, в котором жидкость и пар изменяют свой состав. Например, жидкость, характеризующаяся точкой I, начинает кипеть при Ti и заканчивает при Т2, при этом состав жидкости изменяется по линии I—2, а состав насыщенного пара по 1 —2. Количество насыщенного пара и равновесной жидкости определяется положением точки суммарного состава смеси по правилу рычага. [c.198]

Диаграммы равновесия бинарных смесей с неограниченной взаимной растворимостью компонентов можно строить также в координатах энтальпия—состав (i—х, у). На этой диаграмме (рис. IX-5) нижняя предельная кривая аЬ выражает изменение энтальпии кипящей жидкой смеси при Р = onst в зависимости от концентрации низкокипящего компонента х, а верхняя предельная кривая d — изменение энтальпии насыщенного пара i в зависимости от его состава. Вертикальные отрезки между предельными кривыми соответствуют скрытым теплотам испарения (i — ж = г). Равновесные концентрации жидкости / х и пара у измеряются абсциссами точек пересечения предельных кривых с изотермами последние, как показано на рис. IX-5, легко построить с помощью диаграммы t—х, у. Величины и i можно [c.432]

Смолли исследовал частную систему нефелин —. геленит, диаграмма равновесия которой тоже не может быть бинарной вследствие того, что в мелилитовой фазе образуются сложные четверные кристаллические растворы (фиг. 517). Явления превращения в кристаллических растворах карнегиита и нефелина весьма сложны. Вызывает удивление центральная часть диаграммы первичные кристаллы нефелина частично превращаются в карнегиит при понижении температуры. Никакого равновесного эвтектического расплава здесь не обнаружено жидкая фаза сохраняется до очень низких температур, по-видимому, за нижней температурной границей диаграммы. Учитывая примеси, обусловливающие четверной состав кристаллических растворов, можно сказать, что в расплаве может протекать реакция вида [c.487]

До сих пор наиболее распространенным методом очистки жидкостей является простая перегонка, осуществляемая в ретортах или колбах Вюрца. Суть процесса заключается в постепенном испарении жидкости с непрерывным отводом и конденсацией образующихся паров. Ход простой перегонки бинарной системы можно проследить на диаграмме равновесий жиД кость — пар (рис. 14). Если исходить из жидкости состава Хи то первая порция образовавшегося пара будет иметь состав у1. Будучи сконденсированным нацело, этот пар превратится в жидкость того же состава у (точка ух на оси абсцисс на рис. 14), который затем удаляется из системы. В результате конденсаций и удаления из системы какого-то количества дистиллата содержание легколетучего компонента в жидкости уменьшится, и она будет иметь теперь состав Х2, а равновесный с ней пар — состав г/2- Точки составов дистиллата, собранного во время испарения жидкости, которое вызывает изменение состава от Хх до дгг, расположатся между точками ух и помощью такого постепенного испарения раствора и удаления дистиллата можно достичь смещения точки состава жидкости практически К началу коор- динат, т. е. добиться получения в кубе почти чистого трудноле- тучего компонента, освобожденного от низкокипящих примесей. Получить чистый легколетучий компонент при простой перегонке не удается. Высококипящего вещества в чистом виде также получается очень мало, так как большая часть раствора уходит при перегонке в виде промежуточной фракции (точки ее состава располагаются между ух и уз). Целесообразным применение простой перегонки может быть лишь в случае очень большой раз- [c.99]

Теоретически возможная степень разделения прн кристаллизации определяется видом диаграммы состояния в системе твердое тело - жидкость (газ). Равновесие типичных бинарных смесей, образующих твердые р-ры (напр., система бензол - тиофен), изображают на этой диаграмме в координатах т-ра-состав (рис. 1). При охлаждении исходной смесн с концентрацией и т-рой (точка Ы) до т-ры /ф, при к-рой осушсствляется фракционирование, равновесные концентрации компонентов в твердой (кристаллич. продукт) и жидкой (маточный р-р) фазах будут соотв. х. н х , 1 и Г -т-ры соотв. начала (т-ра ликвидуса) и конца (т-ра солидуса) кристаллизации. В этом случас равновесный коэф. разделения (отношение концентраций компонентов в равновесных фазах) находится по ур-нию [c.524]

ДИАГРАММА РАСТВОРИМОСТИ, диаграмма состояния конденсиров. систем с числом компонентов 2 и более, характеризующая равновесия между неск. фазами системы, из к-рых по меньшей мере одна является жидкой. Для двойных систем строятся обычно в координатах состав — т-ра при пост, давлении и при неограняч. смешении компонентов в жидком состоянии ничем не отличаются от диаграмм плавкости. На Д. р, бинарных жидких смесей с огранич. взаимной р-римостью компонентов имеется область равновесного сосуществования двух жидких фаз (рнс. 1), отделенная ог области существования одной жидкой фазы кривой, наз. бинодалью. Бинодаль имеет две сопряженные ветви, каждая из к-рых является геом. местом фигуративных точек фаз, нахо- [c.153]

Хотя фазовая диаграмма для бинарной системы трехмерна (см. рис. 35.1), границей между двумя фазами в равновесной системе является поверхность. Сечение полной фазовой диаграммы, например сечение плоскостью температура —состав на рис. 35.1, пересекает эту поверхность по кривой. Выбор на этом пересечении температуры или состава полностью определяет равновесие. [c.171]

На фиг. 9-2 даны обе кривые из фигуры 9-1 так, чтобы образовать диаграмму температура—состав для равновесной системы жидкость—твердая фаза, включающзй и идеальную бинарную систему. От = 1 до пересечения двух кривых в точке у, твердая фаза представляет собой чистый компонент 1. От Л а = 1 до пересечения кривых в той же точке у, твердая фаза представляет собой чистый компонент 2. В точке пересечения двух кривых у, которая дает температуру эвтектики и эвтектический состав, оба чистых компонеша 1 и 2 находятся в равновесии с раствором эвтектического состава. Жидкий раствор состава, соответствующего точке а, находится в равновесии с чистым твердым компонентом 1 в точке а. Подоб- [c.148]

С3 — СзПсО в системе координат у — х, где по составу жидкой фазы проще всего отсчитывается состав равновесной паровой фазы. Кривые равновесия смесей, не имеющих азеотропной точки, располагаются над диагональю квадратного поля диаграммы, как это показано пунктиром на рис. 1,в. Кривая равновесия рассматриваемой бинарной смеси закономерно пересекает диагональ квадрата в точке, соответствующей составу А. с. (точкам по диагонали соответствует у х). Здесь отчетливо видно, что при X < а-дз пар богаче, а при х > пар беднее низко-кипящим компонентом, чем равновесные с ним жидкие фазы. [c.26]

В таком виде наиболее полная диаграмма этой системы была опубликована Даркеном и Гурри. Она имеет вид обычной диаграммы бинарной системы, выраженной в координатах температура—концентрация. Однако для рассматриваемого тина систем подобные диаграммы, к сожалению, не указывают состав газовой фазы, находящейся в равновесии с конденсированными. Диаграмма, представленная на рис. 45, составлена способом, позволяющим исключить недостатки только что приведенных методов изображений фазовых состояний в бинарных системах. Эта диаграмма в основном воспроизводит диаграмму Даркена и Гурри, составленную в координатах температуры и концентрации. Однако в добавление к пограничным кривым па диаграмму нанесена также серия кривых, соответствующих условиям одинаковых значени величины парциальных давлений кислорода в газовой фазе, находящейся в равновесии с конденсированными фазами. Можно построить аналогичного тина диаграмму бинарной системы с нанесением на нее кривых равных соотношений PhjO Рщ или Рсоз Рсо в равновесной газовой фазе. [c.65]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология