Равновесия между газами и водными растворами

Уже давно в науке шёл спор — представляет ли собой раствор химическое соединение или это механическая смесь атомов растворителя и растворяемого вещества. Исходя из того факта, что при растворении не соблюдается закон постоянства состава, большинство учёных смотрело на растворы, как на механические смеси, проводя аналогию между раствором и смесью газов. Основываясь на результатах исследования растворов спирт — вола, Менделеев выдвинул и защитил химическую или, как он назьпал её, гидратную теорию растворения. Измеряя обтёмы спирта и воды до растворения и объёмы получаемых водных растворов спирта и наблюдая сжатие жидкостей при растворении, Менделеев заключил, что сжатие происходит вследствие химического взаимодействия спирта с водой. В своей диссертации он писал Есть поводы думать, что основной закон паёв, проявляющийся не только в мо,менте образования новых определённых соединении, но имеющий своё значение и для состояния химического равновесия, что этот закон принимает участие и в образовании даже таких характерных неопределённых соединений, как растворы. Одним из главных поводов к тому служит дав ю высказанное мнение, что при образовании растворов наибольшее изменение в свойствах происходит при пайном отношении между количеством веществ, составляюишх раствор . И Менделеев показал, что действительно максимальное сжатие раствора спирт — вода происходит в случае пайного эквивалентного отношения между количествами спирта и воды в растворе (46 весовых частей безводного спирта и 54 части воды). [c.31]

Многие методики предполагают установление равновесного распределения спирта между жидкостью и газом при комнатной температуре (25—30°С), что позволяет определять только концентрации, превышающие 100 мг/л [32]. Такой предел обнаружения значительно уступает достигаемому при прямом введении образца крови в хроматограф. Это связано с высокими коэффициентами распределения этилового спирта в водных растворах (табл. 3.2). Для увеличения чувствительности определения спирта используются высаливание и нагревание образца в процессе установления равновесия до 60—85 °С [28], приводящие к снижению коэффициентов распределения. [c.125]

Равновесия между газами и водными растворами [c.52]

Весьма вероятно, однако, что в водных растворах имеет место равновесие между безводной и гидратированной формой альдегида, подобное тому, какое имеется в водном растворе углекислого газа [c.105]

Если f в уравнении (32) — величина положительная, то квази-равновесное заполнение может изменяться с потенциалом необычным образом. Положительный знак /, естественно, означает, что численные значения АОе увеличиваются с ростом 0. В то время как для адсорбционного равновесия между газом и поверхностью твердого вещества этот случай, по-видимому, нереален, он может наблюдаться в системе с конкурирующей адсорбцией, когда одни адсорбированные частицы, повышающие при адсорбции общий поверхностный потенциал, вытесняются другими, понижающими его. Это весьма распространенный случай для поверхности раздела электрод — водный раствор, где более полярные диполи воды могут вытесняться менее полярными адсорбированными промежуточными частицами или адсорбирующимися частицами противоположной полярности. При этом зависимость Аф от 0 будет иметь форму, показанную на рис. 21. В области А — В адсорбционная псевдоемкость будет отрицательна. Действительно, при снятии кривой заряжения степень заполнения обычно изменяется скачком от низкого значения порядка 0,1 до значения порядка 0,9 (от Л до В на рис. 21) в очень узком интервале потенциалов. При измерении кривой заряжения в обратном направлении за областью С В в точке В обычно следует скачок. Этим условиям, очевидно, соответствует гистерезис, аналогичный тому, который наблюдается при заряжении палладия водородом [137]. Ясно, что в условиях потенциостатического заряжения при / > 4 [c.467]

Для построения кривой равновесия между газом и поглотительной жидкостью выписывают значения равновесных составов или парциальных давлений поглощаемого компонента при различных концентрациях [44]. Например, упругость паров ЗОг над водным раствором при = 30° С [c.125]

На рис. 3.4 изображено устройство для стриппинга водных растворов с непосредственным вводом паровой фазы в хроматограф. Проба водного раствора (2—10 мл), вводимая в верхнюю часть приспособления, продавливается током газа-носителя через четыре обогреваемые камеры, стекая по их стенкам тонкой пленкой, что способствует быстрому установлению равновесия. Условия обмена между фазами в устройстве с четырьмя камерами приблизительно соответствуют четырехкратной последовательной газовой экстракции. Перешедшие в паровую фазу примеси увлекаются газом-носителем в хроматографическую колонку. Внутренний объем приспособления не должен превышать максимально допустимого для данной хроматографической колонки объема газовой пробы. Степень извлечения большинства углеводородов и галогенпроизводных в таких условиях составляла 0,8—0,98, а минимально определяемая концентрация (при пробе воды 10 мл) 10 % [12]. Возможна работа не только с водными растворами, но и с гомогенизированными биосубстратами. [c.113]

Дополнительные данные по абсорбции СО 2 водными растворами моноэтаноламина опубликованы в ряде статей [26, 27]. Однако проверка уравнения (2.7) по этим данным не проводилась, так как парциальное давление СОд и степень насыщения раствора двуокисью углерода в этих опытах обычно превышали указанные выше предельные значения. Эти опыты имели целью сравнить расход водяного пара при очистке газа горячим раствором поташа (см. гл. пятую) и раствором моноэтаноламина. Поэтому абсорбцию осуществляли в условиях большего приближения к равновесию между газом и раствором, чем обычно достигается на промышленных установках. Это приводило к довольно большому снижению расхода пара, но полнота извлечения СО2 обычно была низкой. Значения коэффициента К а для абсорбции СО 2 15 %-ным раствором моноэтаноламхша лежали в пределах 0,99— 3,90 кжоугб/ч-л1 -ат. Абсорбцию проводили под избыточным давлением [c.38]

Всесторонние исследования растворов различных веществ в жидких неорганических и органических растворителях и в сжиженных газах показали, что кислоты и основания существуют не только в водных растворах, где имеет место динамическое равновесие, устанавливаемое между ионами водорода и ионами гидроксила, но и в неводных растворах, в которых это равновесие отсутствует. [c.292]

Чаще всего продолжительность ГЖХ измеряется минутами, г. е. очень мала вследствие быстрого установления равновесия между стационарной и подвижной фазами, что позволяет использовать высокие скорости газа-носителя. Газовая хроматография дает возможность разделять соединения с практически одинаковыми температурами кипения за счет использования селективных стационарных фаз. Для газохроматографического процесса характерный параметр — время удерживания, т. е. время от момента ввода пробы до выхода максимума пика. При контроле температуры термостата и скорости потока воспроизводимость времени удерживания около 1%, а поэтому оно может использоваться для идентификации каждого пика. Несколько соединений могут иметь одинаковые или близкие значения времени удерживания, однако каждое соединение имеет только одно определенное время удерживания. В большинстве случаев оно не зависит от присутствия других компонентов, но, например, при анализе водных растворов ряд [c.17]

Моноэтаноламин обладает очень высокой поглотительной способностью по отношению к двуокиси углерода. Были исследованы равновесие и кинетика абсорбции СО и NHg водными растворами МЭА и показана возможность полного разделения газов дистилляции. Определена также растворимость аммиака в водном растворе МЭА в присутствии двуокиси углерода при 30, 60 и 80 °С (рис. 35). Из представленных графиков видно, что растворимость NH3 увеличивается с повышением концентрации Oj в растворе. В свою очередь растворимость Oj в водном растворе МЭА, содержащем различные количества аммиака (рис. 36), возрастает с увеличением концентрации NH3. Приведенные рисунки показывают, что с изменением состава и температуры раствора меняется соотношение между содержанием двуокиси углерода и аммиака в газовой фазе. Следовательно, можно подобрать такой режим, когда исчезающе малому парциальному давлению СОа над раствором (практически Рсог=0) будет соответствовать значительное парциальное давление NH3. Таким образом, несмотря на то что раствор поглощает двуокись углерода и аммиак при определенных условиях, возможно полное разделение газов дистилляции. [c.81]

В равновесии растворимость газа в жидкости представляет собой весьма небольшую, вполне определенную величину, зависящую от природы этих газа и жидкости, от температуры а давления в системе. В случае газовых смесей, например воздуха, растворимость компонентов зависит от парциального давления каждого из них. При прочих равных условиях, чем выше температура, тем меньше растворимость, и чем выше давление (или парциальное давление), тем растворимость выше. Зависимость между растворимостью газа и давлением известна-как закон Генри, согласно которому при постоянной температуре масса газа, растворенного в данном объеме жидкости, пропорциональна давлению газа, с которым эта жидкость находится в равновесии. Большинство культуральных сред представляют собой разбавленные водные растворы, и для простоты их можно считать сходными с водой. Концентрация кислорода, растворенного в воде, находящейся в равновесии с воздухом,, т. е. в состоянии насыщения, при постоянной температуре и постоянном суммарном давлении равна [c.438]

Данные о давлении двуокиси серы и паров воды над водными растворами ЗОг приведены в табл. ХП1 (см. приложение), рассчитать количество воды, тре-ЗОг (табл. 28) при условии, что между ЗОз в газе и в растворе достигается равновесие. [c.200]

Абсорбция OS водным раствором первичных и вторичных ЭА происходит с образованием тиокарбаматов. Определены [11] константы скорости образования тиокарбаматов и константы фазового равновесия OS между газовой фазой и раствором ДЭА при t=40-80 и из отношения найденных констант следует вывод о соответствии количества поглощаемого OS скорости его растворения. Тиокарбаматы в значительной степени гидролизуются в водных растворах ЭА (см раздел 3). Это способствует более полному извлечению серооксида углерода из природного газа. [c.20]

Следует указать на то, что до сих пор не потеряло своего значения самое простое из предложенных объяснений связи гелия с углеводородными газами, а именно то, которое сводит все дело к общности условий накопления первого и вторых. В этом отношении заслуживают большого внимания соображения, высказанные в самое последнее время В. П. Савченко. Этот исследователь указывает на то, что газы, образующиеся в земной коре, должны прежде всего оказываться растворенными в тех водах, которые пропитывают горные породы лишь насытив воду они могут выделиться в виде самостоятельной фазы. Гелий, образующийся в относительно чрезвычайно малых количествах, никогда не может достигнуть насыщения своего водного раствора и поэтому неспособен образовать самостоятельную газовую фазу. Но в том случае, если вода, содержащая в растворенном состоянии гелий, соприкасается с какой-либо иной свободной газовой атмосферой, то в силу известных физико-химических законов начнется приток гелия из воды в эту атмосферу, который будет продолжаться до тех пор, пока не установится равновесие, выводимое из закона парциальных давлений, между гелием, находящимся в газообразном состоянии внутри газовой атмосферы, и гелием, остающимся в растворе. Таким образом с точки зрения В. П. Савченко для того чтобы гелий мог существовать в недрах в газообразном виде, необходимо присутствие подземной газовой атмосферы, образованной каким-либо иным газом, возникающим в больших количествах. Таким газом в огромном большинстве случаев оказываются метан и другие углеводородные газы иные газы, как например азот и углекислота повидимому лишь с большим трудом и относительно редко образовывают самостоятельные газовые атмосферы (а по мнению В. П. Савченко и вовсе не могут их образовывать, чему однако противоречат некоторые факты). Отсюда и вытекает наблюдаемая связь гелия с углеводородными газами. [c.192]

Описанные выше случаи взаимодействия между ионитами в смешанном слое и растворами электролитов основаны на сдвиге ионообменного равновесия, устанавливающегося на индивидуальных ионитах, за счет связывания продуктов реакции обмена в малодиссоциированное, труднорастворимое или разлагающееся с выделением газа вещество. Целевым назначением смеси ионообменных материалов в этих случаях была деионизация, т. е. удаление ионов из раствора. Деионизация водных и водно-органических жидкостей может проводиться в одних случаях с целью простого удаления ионных составляющих растворов, неблагоприятно влияющих на последующее применение исходных растворов, в других — как побочная стадия при растворении осадков и т. д. Однако практически важным представляется также случай (пока не исследованный в достаточной мере), когда смесь ионитов применяют для образования из противоионов таких соединений, которые непосредственно могут взаимодействовать с органическими или неорганическими компонентами раствора. В качестве примера такой смеси может служить смешанный слой, составленный из двух анионитов в бромид- и броматной форме. При взаимодействии ионитов с кислотным раствором органического соединения последнее может подвергаться мягкому бромированию за счет постепенного выделения брома по реакции [c.53]

Для кислорода, азота и других газов, не вступающих в химическое взаимодействие с водой, действителен закон Генри о пропорциональности между растворимостью газа и его парциальным давлением над раствором. Повышение температуры уменьшает растворимость газов в воде. Рассматривая равновесие между газом и раствором как равновесие между раствором и паром, можно использовать уравнение Клазиуса—Клапейрона для расчета парциального давления газа над раствором при разных температурах. Растворимость газов в водных растворах электролитов меньше, чем в чистой воде. Установлена эмпирическая зависимость между концентрацией (с> электролита в растворе и растворимостью газов (S) [c.58]

Реакция сополимеризации проводится в реакторе /, частично заполненном реакционной массой. Температура полимеризации обычно 20—40 °С, давление 0,3—0,6 МПа. В реактор поступает растворитель, мономеры, компоненты каталитического комплекса, а также циркулирующая газожидкостная смесь. Газовая фаза, содержащая этилен, пропилен, регулятор молекулярной массы и растворитель в количествах, определяемых динамическим равновесием между газом и жидкостью в реакторе, непрерывно выводится из аппарата и подается в конденсатор 2, где происходит ее охлаждение и частичная конденсация. Раствор полимера из реактора поступает в смеситель <3 для разрушения каталитического комплекса и смешения с водой. Иногда этой операции предшествует отдувка незаполимеризовавшегося этилена за счет снижения давления. Из смесителя < эмульсия раствор полимера — вода переводится в отстойник 4 для разделения водного и углеводородного слоев. Водный слой, содержащий продукты разрушения катализатора, подается на очистку, а частично после смешения со све- [c.306]

Экспериментальные исследования фазовых равновесий между газом и водой разделяются на две основные группы. Перван группа относится к давлениям, существенно не превышающим атмосферное, и к температурам, верхний предел которых не выходит за 100 °С, вторая — к давлениям, значительно превышающим атмосферное и в отдельных случаях достигающим сотен мегапаскалей. Температуры в исследованиях второй группы меняются в широких пределах — от температур замерзания водных растворов до критической температуры воды и даже до более высоких температур (это возможно при исследованиях равновесия газь-газ или растворимости газов в солевых растворах). Техника и методика исследований в обеих группах существенно отличаются. Для исследований первой группы используется преимущественно стеклянная аппаратура, для исследований второй группы — в основном металлическая. [c.21]

Геохимия литогенеза охватывает изучением все стадии осадочного породообразования (Литогенез), включая выветривание и мобилизацию исходных веществ в области денудации, их перенос реками в конечные водоёмы стока (внутриматериковые, морские и океанические), накопление в толще формирующихся осадков и последующее перераспределение в процессах диагенеза и эпигенеза. Ставит своей целью установление количественных соотношений различных форм переноса элементов в виде истинных и коллоидных растворов, комплексных соединений, механических взвесей, сорбций на глинистых и др. минералах, равно как и выявление количественных закономерностей пространственного распределения элементов в водной среде и в толще осадков. Ведущее значение в геохимия литогенеза имеют представления о равновесиях между газами атмосферы, ионным составом вод океана и донными осадками (алюмосиликатные и карбонат-бикарбонатные равновесия), учение об осадочной дифференциации элементов и о зональном их распределении на площади бассейнов. В этой связи рассматривается проблема соотношения кларкового (рассеяние) и рудного (концентрация) процессов, решение которой представляет большой практический интерес при поисках скрытых рудных залежей. [c.1]

Нефтеносные площади расположены обычно в проницаемых пластах (песок, песчаники), окруженных ненроницаемыми пластами. Они покрыты газовыми месторождениями, находящимися под давлением, и снизу поддерживаются водным слоем. Между газом и нефтью устанавливается равновесие, являющееся функцией температуры и давления. С одной стороны, нефть стремится к испарению и отдает газу наиболее летучие составные части. С другой стороны, газ растворяется в нефти и тем сильнее, чем выше его температура ожиження. Эта растворимость газа в жидкости возрастает с давлением. [c.130]

Понятие о твердой фазе. Термодинамическое определение фазы (см. гл. II, 9) включает следующие основные положения. Во-первых, подразумевается, что система находится в состоянии термодинамического равновесия, т. е. обеспечены условия свободного массопереноса и теплообмена как в объеме каждой фазы, так и в системе в целом. Во-вторых, каждая фаза, составляющая систему, должна быть физически однородной ее частью. При этом химическая однородность фазы не обязательна. Примером физически однородной (однофазной), но химически неоднородной системы являются воздух — молекулярный раствор газов, не взаимодействующих друг с другом, молекулярные водные растворы неэлектролитов и т. п. Химическая неоднородность в однофазной системе наблюдается только при полном отсутствии химического взаимодействия между компонентами. Если такое взаимодействие при образовании фазы возможно, то оно приводит к возникновению и физически и химически однородной однофазной системы. Например, смесь газообразного оксида азота и кислорода физически однородна. Если бы эти газы пе взаимодействовали друг с другом, то их смесь была бы однофазной, но химически неоднородной (как воздух). Поскольку в системе возмол<но химическое взаимодействие, приводящее к образованию нового вещества (дыокспд азота НОг), то состояние термодинамического равновесия наступит тогда, когда система станет и физически и химически однородной. В-третьих, термодинамическое определение фазы предусматривает наличие межфазной границы раздела — поверхности, отделяющей данную фазу от всех остальных фаз в системе н от окружающего пространства. Поверхностный слой фазы находится в иных условиях по сравнению с объемом и обладает избыточной свободной энергией. Вследствие этого свойства поверхности отличаются от свойств вещества в целом. Поэтому понятие фазы применимо к макроскопическим объектам, для которых объемные свойства являются определяющими. Если поверхностными свойствами по сравнению с объемными пренебречь нельзя (что наблюдается, например, в тонких пленках), то классическое понятие фазы становится неприменимым. При этом не имеет значения абсолютное количество вещества в объеме данной фазы, важ[ю лишь соотношение между поверхностью и объемом. Например, фазой нельзя считать тонкую масляную пленку на поверхности воды, хотя общая масса этой пленки может быть значительной. [c.302]

Понятие о твфдой фазе. Термодинамическое определение фазы (см. 9 гл. II) включает следующие основные положения. Во-первых, подразумевается, что система находится в состоянии термодинамического равновесия. Во-вторых, каждая фаза, составляющая систему, должна быть физически однородной ее частью. При этом химическая однородность фазы не обязательна. Примерами физически однородных (однофазных), но химически неоднородных систем являются воздух — молекулярный раствор газов, не взаимодействующих друг с другом, молекулярные водные растворы неэлектролитов и т.п. В-третьих, термодинамическое определение фазы предполагает наличие межфазной границы раздела — поверхности, отделяющей данную фазу от всех остальных фаз в системе и от окружающего пространства. Поверхностный слой фазы находится в иных условиях по сравнению с объемом и обладает избыточной свободной энергией. Вследствие этого свойства поверхности отличаются от свойств вещества в целом. Поэтому понятие фазы применимо к макроскопическим объектам, для которых объемные свойства являются определяющими. Если поверхностными свойствами по сравнению с объемными пренебречь нельзя (что наблюдается, например, в тонких пленках), то классическое понятие фазы становится неприменимым. При этом не имеет значения абсолютное количество вещества в объеме данной фазы, важно лишь соотношение между поверхностью и объемом. Например, фазой в термодинамическом смысле нельзя считать тонкую масляную пленку на поверхности воды, хотя общая масса этой пленки может быть значительной. [c.185]

При осушке газов до точки росы минус 25 °С в большинстве случаев применяют абсорбциоппые процессы с использоваии-ем водных растворов гликолей с массовым содержанием в нем осушителя 99-99,5 %. Количество раствора, подаваемого в абсорбер, определяют исходя из термодинамических параметров процесса (давлепие, температура). При этом коицеитрацию исходного (регенерированного) раствора гликоля выбирают исходя из условия равновесия между упругостью паров воды иад раствором гликоля и упругостью паров воды в природном газе ири заданной температуре контакта. [c.71]

Продукты, образующиеся при сгорании серу- или галогенсодержащих соединений, часто оказываются весьма агрессивными по отношению к материалу бомбы и ее деталям. Поэтому для плакировки внутренней поверхности бомбы и изготовления ее деталей необходимо использовать относительно инертные материалы, такие, как платина или тантал. При сжигании хлор- или бромсодержащих соединений образуется смесь элементарного галогена и галогеноводородной кислоты. Для полного превращения в галогеноводородную кислоту перед сожжением в бомбу вводят некоторое количество восстановителя, нанример водного раствора мышьяковистого ангидрида или дихлоргидрата гидразина. Последние исследования Смита, Скотта и Мак-Каллоха [1387] показали, что платиновая плакировка катализирует распад дихлоргидрата гидразина, поэтому использование этого реагента в платинированных бомбах недопустимо. Для определения теплот сгорания хлорсодержащих соединений используют методику сжигания в стационарной бомбе, причем раствор восстановителя наносят на стеклоткань [635] или кварцевое волокно [1384] . Однако определяемые с помощью стационарных бомб энтальпии сгорания часто неточны из-за различной концентрации кислотного раствора в разных частях бомбы и отсутствия полного равновесия между образовавшимися газами и раствором. Стационарную калориметрическую бомбу применяют также для определения теплот сгорания серусодержащих соединений. Хаббард, Катц и Уаддингтон [633] предложили методику, исключаю- [c.87]

При определении микропримесей сернистых веществ в водных растворах по их содержанию в равновесном с этим раствором газе следует учитывать, что Сг зависит от ряда факторов, обусловленных экспериментальными условиями, в которых устанавливается равновесное распределение анализируемого вещества между жидкостью и газом. Например, величина pH анализируемого раствора существенно сказывается на коэффициенте распределения сернистых веществ, так как влияет на степень их диссоциации в водных растворах. Поэтому в исследуемом растворе перед приведением его в равновесие с газовой фазой с помощью буферного раствора КС1—НС1 создается pH = 2, при котором равновесие диссоциации изучаемых веществ практически полностью смещено влево. [c.118]

Движущей силой процесса массопередачи является разность концентраций поглощаемого или выделяемого компонента между равновесным состоянием и фактическим. Например, в равновесном состоянии газу, содержащему 10% SOg pso, = 76 мм рт. ст.), соответствует водный раствор, содержащий 25 г/л SOj. При поглощении SOj из такого газа чистой водой движущая сила в первый момент составит пофазовой фазе 76—0=76 мм рт. ст., а по жидкой фазе 25—0=25 г/л SO.n. Если вода содержит уже, например, 10 г л SO., и такому раствору в газовой фазе при равновесии соответствует 3% SO, (pso,=23 мм рт. ст.), то движущая сила составит по газовой фазе 76—23=53 мм рт. ст., а по жидкой фазе 25--10 = 15 г л SO. . [c.47]

Метод химических равновесий, широко применяемый для исследования свойств газовых и жидких растворов, хорошо работает в идеальных системах. При этом поступают следуюш им образом в соответствии с выбранной гипотезой выписывают независимые химические реакции между заданными компонентами и с учетом закона действуюш их масс, записанного в идеальной форме, получают систему уравнений, которую затем решают тем илп иным способом. Ранее нами примерно в том же плане была решена задача для исследования концентрационной зависимости некоторых свойств твердых растворов различного типа. Твердый раствор был представлен как газ невзаимодействуюгцих квазичастиц. При этом получалась система уравнений, формально совпа-даюш ая с таковой в методе химических равновесий. Поэтому весь математический аппарат, уя е разработанный п вновь разрабатываемый для решения задач в химии водных растворов, в известной стенени может быть применен и для задач, решаемых в рамках метода, названного нами методом кристаллических квази-частпц. [c.81]

Трежде чем перейти к описанию методики работы, мы должны остановиться на условиях образования гидратов газов. Гидраты газов могут быть получены двумя различными способами. Они образуются сравнительно легко, когда давление соответствующего газа над водным раство-)ом превышает упругость диссоциации гидрата при данной температуре. Чодробно мы разберем другой случай, а именно, образование гидрата из газа и льда, так как здесь дело обстоит значительно проще. В этом случае гидрат легко образуется, когда температура опыта лишь незначительно ниже 0°. Естественно, температура должна быть ниже эвтектической точки, иначе лед растает и мы будем иметь равновесие между гидратом, раствором и газом. [c.106]