Равновесие жидкость — газ в двухкомпонентной системе Р—Т—JVi-Диаграмма

Рис. УП-2. Диаграмма фазового равновесия двухкомпонентной системы, образованной из двух частично смешивающихся жидкостей.

Системы жидкость—жидкость. Фазовые диаграммы двухкомпонентных систем, содержащих только жидкие фазы, имеют сравнительно простую форму — это выпуклые, вогнутые или замкнутые кривые, зависящие от температуры. Некоторые примеры диаграмм Т—х приведены на рис. 5.20. Влияние давления на равновесие конденсированных фаз заметно проявляется только при высоких температурах или вблизи критических точек. Возможный эффект можно предсказать исходя из принципа Ле-Шателье. Обычно размеры двухфазной зоны сокращаются с повышением давления, как это показано на рис. 5.1, 5.2 и особенно наглядно на рис. 5.20,а на примере системы метилэтилкетон + + вода, где повышение давления до 150 атм изменяет геометрию двухфазной зоны от вогнутой к замкнутой. [c.264]

На рис. 44 представлен тип диаграммы состояния двухкомпонентной системы А—В с эвтектикой (без бинарных химических соединений и твердых растворов). Рассмотрим путь кристаллизации расплава состава а. Прежде всего определим, что конечными фазами кристаллизации любого бинарного состава в этой системе будут компоненты А и В, а кристаллизация всех подобных составов будет заканчиваться при эвтектической температуре 4 в точке эвтектики. При понижении температуры от точки а до будет происходить только охлаждение расплава. При достижении температуры ликвидуса tb жидкая фаза (расплав) состава Ь окажется насыщенной по отношению к компоненту А (в области IKteE в равновесии с жидкостью находятся кристаллы А, что указывается на диаграмме соответствующим обозначением А + ж) и последний при дальнейшем охлаждении будет кристаллизоваться из расплава. Состав жидкой фазы будет изменяться при этом по кривой ликвидуса от точки Ь к точке Е (система моновариантна). При достижении эвтектической температуры 4 жидкость, отвечающая эвтектическому составу Е, кристаллизуется с одновременным выделением кристаллов А и В, поскольку точка Е принадлежит одновременно обеим кривым ликвидуса txE и t E) и, следовательно, жидкость состава Е насыщена по отношению к обоим компонентам. При этом пока не исчезнет вся жидкая фаза, температура 4 и состав (Е) жидкой фазы будут оставаться постоянными, поскольку система при этих параметрах инвариантна (температура при отводе от системы теплоты будет поддерживаться постоянной за счет выделения теплоты кристаллизации). Кристаллизация закончится в точке эвтектики Е. [c.223]

Независимых факторов, влияющих на равновесие в двухкомпонентной системе, три температура I, давление Р и концентрация одного из компонентов в смеси с другим (концентрация второго компонента является величиной, зависящей от концентрации первого С-2 = 1 — С ). Следовательно, полностью такая система может быть представлена в пространственной диаграмме с тремя координатными осями (/, Р, С). Однако для систем жидкость — твердое вблизи температур плавления рассматривают равновесие при постоянном давлении. Также при постоянном давлении рассматривают фазовое равновесие в системе газ — жидкость, получая в обоих случаях диаграммы состав — температура, простейшие виды которых представлены на рис. 17 и 18. [c.76]

В отличие от этого в двухкомпонентных системах, содержащих две конденсированные фазы (две жидкости, жидкость и твердая фаза или две твердые фазы), в условиях равновесия при постоянных давлении и температуре составы взаимно насыщенных контактирующих фаз строго определены и отвечают диаграммам состояния соответствующих систем. Влияние давления на условия равновесия систем, включающих только конденсированные фазы, и на свойства поверхностей раздела в таких системах становится ощутимо лишь при высоких давлениях и не будет приниматься во внимание. [c.82]

Известно, что для систем жидкость — жидкость, жидкость — твердое тело и подобных систем в зависимости от химической природы компонентов, их соотношения в смеси и внешних факторов (температура, механическое или гидродинамическое поле и т. д.) существует область неограниченного смешения по составу и область, где компоненты системы совместимы лишь ограниченно или несовместимы. Для конденсированных поликомпонентных систем в области ограниченной совместимости наблюдаются два основных вида фазового равновесия — аморфное и кристаллическое. При аморфном равновесии обе фазы являются насыщенными растворами одного компонента в другом при кристаллическом равновесии одна из фаз представляет собой кристаллический осадок, а другая — насыщенный раствор этого компонента в другом компоненте. Для двухкомпонентной системы диаграммы аморфного и кристаллического равновесия в общем виде представлены на рис. 1.9. Переменными величинами в данном случае являются состав системы и температура. Состояние системы при заданном составе х зависит от того, находится система выше или ниже температуры Т . При температуре Т., система однофазна, при температуре Гк — нестабильна и распадается на две фазы с составами л 1 и Хг. Температура [c.32]

Здесь Ф — число фаз, К —число компонентов, т. е. различных, по химическому составу веществ, С — число степеней свободы,, т. е. число интенсивных термодинамических параметров, которые могут меняться в системе при условии, что число фаз остается неизменным. В качестве приме ра рассмотрим однокомпонентную систему, К=1. Если имеется лищь одна фаза, то, согласно уравнению (352), число степеней свободы равно 2. Это может быть температура и давление либо жидкости, либо газа либо твердой фазы. При равновесии двух фаз С = 1. Если, например, задано давление пара, то температура кипения есть функция давления пара. Если одновременно сосуществуют три фазы (тройная точка), то С = 0. Следовательно, тройная точка одного вещества характеризуется единственным набором значений темпвратур,ы и давления. В четверной же точке (четыре фазы) для однокомпонентной системы число степеней свободы было бы равно —1, следовательно, равновесие четырех фаз в такой системе невозможно. Для серы, например, не существует состояния, при котором одновременно находились бы в равновесии две твердые фазы (ромбическая и моноклинная сера) — жидкость и пар. Четверная точка наблюдается только на диаграммах состояния двухкомпонентных систем. [c.278]

Рассмотрим условия, при которых из двухкомпонентной жидкости выделяются твердые фазы. Учитывая, что давление постоянно, используем правило фаз в виде уравнения (VH.2). Если система состоит только из одной жидкой фазы, то С = = 2+1 — 1=2. Это означает, что в известных пределах можно произвольно изменять и температуру, и состав жидкости, оставляя систему однофазной. Таким образом, на диаграмме равновесия (в координатах состав — температура) однофазной двухкомпонентной системе соответствует плоскость. [c.131]

Рассмотрим двухкомпонентную систему А—В, в которой образуется одно соединение АВ. В этом случае, помимо равновесий, включающих только чистые компоненты, появляются и такие, как твердое соединение АВ — жидкость — газ (Sab 4- L + G), твердое соединение АВ —твердый компонент А—газ (Sab + Sa + G), твердое соединение АВ—твердый компонент В—газ (Sab + Sb + G). На рис. II.4 (о, б, в) показаны возможные проекции Р-Т, Р-х и Т-х трехмерной диаграммы Р-Т-х. Предполагается, что твердые растворы образуются как на основе исходных компонентов, так и соединения АВ. Более того, допускается, что соединение диссоциирует . Точный смысл этого термина разъясняется позднее. Линии, отвечающие различным равновесиям, для простоты проведены достаточно далеко друг от друга. В реальных системах они располагаются гораздо ближе и часто сливаются, что затрудняет графический анализ процессов. [c.70]

МОНОТЁКТИКА (от греч. / vos — один и хг у,хо< — расплавленный), монотектическое превращение— реакция распада в двухкомпонентных системах жидкой фазы на твердую и жидкую иного состава. В ходе монотектической реакции из жидкой фазы при отводе тепла образуется твердая фаза Ид и жидкая фаза (рис.). Если давление постоянно, эта обратимая реакция протекает изотермически и осуществляется в сплавах, составы к-рых на диаграмме состояния лежат в пределах монотектической горизонтали аЬ. При охлаждении расплавов, составы которых определяются отрезком тЪ, мояо-тектической реакции предшествует распад однородной жидкости на жидкости Ж и Ж". Их состав описывается бинодальной кривой ткЬ. При монотектической температуре, соответствующей изотерме аЪ, в равновесии находятся жидкости состава точек т ж Ь (Ж и Ж ) и твердая фаза состава точки а (а ). В процессе кристаллизации из жидкого расплава состава точки т выделяются дендритообразные кристаллы твердой фазы а. При медленной (равновесно ) кристаллизации сплавов, составы к-рых лежат в интервале отрезка тЪ, происходит разделение жидкого расплава на два несмешивающихся слоя составов точек тя Ь, в каждом из к-рых дальнейшее затвердевание происходит обособленно. Ниже монотектической т-ры из жидкости Ж" происходит выделение фазы а с последующей кристаллизацией жидкости по эвтектическому (как изображено на рис.) или др. типу. В трехкомпонентной системе при постоянном давлении монотектическое равновесие устанавливается между дву- [c.15]

Во время простой (дифференциальной) дистилляции образующийся при кипении жидкости пар сразу удаляется и по возможности конденсируется. Ход такой дистилляции можно понять при помощи диаграммы равновесия двухкомпонентной системы (рис. 12-35). Над жидкостью состава С поднимается пар состава Р, который удаляется из куба. Так как этот пар богаче более летучим компонентом, то по мере удаления пара состав жидкости постепенно передвигается по кривой к точке Сь В дальнейшем ходе процесса жидкость продолжает изменять свой состав. В конечном результате получится жидкость состава С и смесь паров [c.628]

Вернемся теперь к рис. 10 и посмотрим, какие непосредственные сведения о структуре системы полимер—растворитель можно почерпнуть из анализа этой фазовой диаграммы. Прежде всего будем подниматься от более низких к более высоким температурам вдоль оси ага = 1. Если полимер аморфный, он последовательно проходит через все три релаксационных ( физических состояния стеклообразное, высокоэластическое и вязкотекучее. Они представляют собой разновидности жидкого фазового состояния с раз ][ичной степенью, замороженности сегментальной подвижности цепей. Все это хорошо известные вещи, но о них иногда забывают при рассмотрении фазовых равновесий. В сущности, для системы аморфный полимер—растворитель всегда реализуется фазовое равновесие типа жидкость—жидкость (ибо, говоря о равновесии, мы должны принимать во внимание именно фазовое, а не релаксационное состояние той или иной двухкомпонентной фазы. При достаточно высокой температуре, но ниже ВКТС, раствор вероятнее всего распадается на два обычных раствора различной концентрации. Нередко, используя такое разделение на две жидкие фазы для фракционирования (практически в этом случае чаще варьируется растворитель, но вскоре мы убедимся, что в принципе это ничего не меняет), говорят об образовании коацервата — из-за внешней аналогии с коацервацией в амфифильных электролитных системах. [c.103]

Принцип соответствия. Каждому комплексу фаз, находящихся в данной системе в равновесии, соответствует на диаграмме определенный геометрический образ. Для пояснения этого принципа рассмотрим диаграмму двухкомпонентной системы эвтектического типа (см. рис. 55). Здесь жидкой фазе отвечает часть плоскости диаграммы, лежащая выше кривой А СВ, комплексу фаз из жидкости и твердого компонента А —часть плоскости аА С, комплексу фаз из жидкости и твердого компонента В — часть плоскости ЬВ С, эвтектическому комплексу, состоящему из жидкости, твердых веществ А и В — линия аЬ и т. д. [c.201]

В случае образования в двухкомпонентной системе трех сосуществующих друг с другом фаз, как было сказано выше, число степеней свободы равно 1 / = 2 — 3 + 2=1. Это значит, что при Т или р = onst число степеней свободы становится равным нулю. Так как влияние давления на состояние равновесия в конденсированных фазах незначительно, то обычно рассматривают диаграммы состояния таких систем при закрепленном (часто атмосферном) давлении. Тогда f=2 — 3+1 = 0, т. е. температура сосуществования фаз и их состав однозначно определяется давлением. Рассмотрим графическое изображение равновесия твердое тело — жидкость в координатах температура плавления — состав. В тех случаях, когда компоненты (А и В на рис. V. 32) не образуют твердых растворов, добавки другого вещества понижают температуру плавления первого [см. разд. V. 7.2, формулу (V. 234)]. Поэтому в результате прибавления В к А или А к В температуры плавления смесей понижаются до тех пор, пока обе кривые не встретятся в точке s. [c.307]

Разработать алгоритм, блок-схему и программу расчета изобарной диаграммы и кривой равновесия (рис. )для двухкомпонентной системы пар-жидкость, описываемой уравнениями [c.45]

На приведенной ниже диаграмме показано равновесие пар—жидкость—жидкость в двухкомпонентной системе. [c.299]

В области двухфазных равновесий жидкость— пар линии испарения и конденсации однозначно определяются на р. Г-диаграмме заданием общего состава. В этом отношении многокомпонентные системы ничем не отличаются от двухкомпонентных. На рис. 3.37 представлены данные [69] для системы метан— этан—пропан общего состава (0,8511 0,1007 0,0482 . Критическая точка расположена слева от крикондебара возможны как изобарные, так и изотермические ретроградные явления П—>П + Ж—>П. [c.214]

Основные теоретические и экспериментальные работы посвящены применению правила фаз и исследованию гетерогенных равновесий в системах из одного, двух и трех компонентов. Термодинамически обосновал диаграммы состояния и классифицировал твердые растворы в различных двухкомпонентных системах. Установил (1899) два правила, связывающие равновесные составы твердого двухком-понептного раствора и сосуществующей с ним жидкости с температурой плавления твердой фазы [c.436]

До сих пор не учитывались критические явления. Они заключаются в том, что при достаточно высоких температуре и давлении жидкость и пар сближаются по своим свойствам, а в критической точке образуют одну фазу, которую часто называют флюидной. На Р-Т-диаграмме однокомпонентной системы линии сосуществования пара и жидкости кончаются в критической точке. В двухкомпонентных системах аналогичные точки располагаются на так называемой критической кривой между чистыми компонентами. Благодаря критическим явлениям через флюидную фазу возможен непрерывный переход от паровой к жидкой фазе, причем в соответствии с этим изменяется и тип равновесий (см. Р-х- и Т-х-сечепия на рис. 11.16, г, е и ж). Некоторые осложнения возникают тогда, когда критическая кривая пересекает одну из трехфазных поверхностей. Это происходит в том случае, если давление пара одного из компонентов значительно больше, чем другого. Классическим примером может служить система эфир — антрахинон 1551. Возможно, что аналогичный эффект будет проявляться в области высоких концентраций кислорода в таких системах, как железо—кислород, медь-кислород, которые обсуждались выше. [c.90]

Г-диаграмме линией. Индекс 1 соответствует преобладающей концентрации летучего компонента, индекс 2 — менее летучего (тяжелого). Состояния, отвечающие областям на р, Г-диаг-рамме, будем обозначать перечислением фаз, используя знак + . Например, дивариантное равновесие жидкость— пар двухкомпонентной системы обозначается как Ж + П. [c.209]

Наличие в двухкомпонентной системе двух трехфазных областей равновесия жидкость — жидкость — газ — явление необычное. Фазовые равновесия такого типа до сих пор не были экспериментально обнаружены. Нет и описания такого типа диаграммы в обширных обзорах по фазовым равновесиям, приведенным в литературеПоэтому представляло интерес более подробно рассмотреть строение фазовой диаграммы в этой системе. [c.7]