Фазовые равновесия систем, растворы, растворимость

Фазовая диаграмма выражает зависимость состояния системы (и фазовых равновесий в ней) от внешних условий или от состава системы. Фазовая диаграмма представляет собой совокупность определенных геометрических линии, точек, плоскостей. Расшифровка диаграмм состоит в объяснении значений каждой линии, точки, плоскости, а также физического смысла того или иного геометрического образа. Диаграмма состояния, построенная по нескольким опытным данным, позволяет определять состояние системы при любых заданных условиях. Это преимущество фазовых диаграмм можно показать на кривых растворимости, которые характеризуют изменение состояния равновесия в насыщенных растворах при изменении температуры. Опытным путем определяют растворимость данного вещества при 5—6 различных температурах. Полученные данные наносят на график и соединяют плавной линией. Используя этот график, можно затем определять растворимость данного вещества при любых других температурах без проведения эксперимента, [c.181]

Черта над символом функции состояния обозначает относительную парциальную величину, взятую относительно значения этой функции для чистого компонента ч тех же условиях, которое принимается за стандартное состояние. С использованием понятия о химическом потенциале и принимая во внимание, что в состоянии термодинамического равновесия химические потенциалы компонентов в сосуществующих фазах должны быть равны, можно представить, например, в приближении идеальных растворов уравнение кривых ликвидуса и солидуса в бинарной системе. Если в системе наблюдается полная взаимная растворимость в жидком и твердом состояниях, то, обозначив концентрации компонентов А и В в жидкой фазе через Ха и хв, а в твердой фазе — соответственно через ул и г/в, условие фазового равновесия можно записать в виде [c.344]

Изучена растворимость ОСС в сернистом ангидриде [107]. Сернистый ангидрид — широко распространенный растворитель ароматических углеводородов. Применение его для экстракции ОСС нефти представляется весьма перспективным, поскольку это полупродукт многих нефтеперерабатывающих заводов. Между тем селективность сернистого ангидрида в отношении ОСС в присутствии ароматических углеводородов исследована недостаточно. С целью сопоставления экстракционной способности сернистого ангидрида изучено фазовое равновесие системы тиофан—м-ксилол— нонан—сернистый ангидрид [107]. Равновесный состав фаз данной системы в зависимости от содержания в исходном растворе экстрагируемых веществ приведен в табл. 9 и показывает, что К(. тиофана выше, чем коэффициент распределения ароматического углеводорода К у м-ксилола. [c.29]

Концентрация Ар может быть принята равной растворимости СОа в растворителе (вода) с введением поправочного коэффициента К, учитывающего ионную силу раствора I (где К = т т, т — константа фазового равновесия системы СО2 — растворитель). Зависимость коэффициента К от ионной силы раствора следует рассчитывать с помощью уравнения [c.156]

Свойства двойных и тройных водно-солевых систем, особенно растворимость, плотность, вязкость и др., широко представлены в справочной литературе [И, 13, 77], но более сложные системы для решения многих практических задач требуют дальнейшего исследования фазовых равновесий, свойств растворов различного состава, кинетических свойств этих систем в их неравновесных состояниях. [c.39]

Диаграмма фазового равновесия системы с ограниченной взаимной растворимостью компонентов в твердом состоянии, у которой точка понвариантного состояния расположена между температурами плавления чистых компонентов, представлена на рис. 1.7,6. Как и в предыдущем случае, здесь из расплава образуются два твердых раствора аир. Диаграмма фазового равновесия также имеет шесть полей поле / — одна жидкая фаза поле II — жидкость и твердый раствор а поле III — жидкость и твердый раствор Р поле IV — однородный раствор а поле V — однородный раствор р поле У/— механическая смесь твердых растворов аир. Перитектическая точка Р, где три фазы находятся в равновесии (жидкий расплав, растворы аир), соответствует нонвариантному состоянию. [c.24]

Велик вклад русских ученых в термодинамику фазовых равновесий. Законы Д. П. Коновалова (1881 г.) и М. С. Вревского (1911 г.) являются капитальными обобщениями, составляющими основу термодинамического анализа фазовых равновесий в растворах они сыграли большую роль и в развитии тензиметрических исследований. Так, М. С. Вревский впервые изучил и в качественной форме разрешил вопрос о влиянии температуры на смещение и свойства бинарных азео-тропных смесей. Работы И. Ф. Шредера (1890 г.) по связи между температурой плавления веществ и их растворимостью в жидкостях, увенчавшиеся выводом уравнения, положили начало анализу равновесий в системах жидкость — твердая фа- [c.42]

Равновесия жидкость—твердая фаза при плавлении. Принципиальные особенности диаграмм этого вида были определены в классификации, приведенной в табл. 5.1. Ведут себя эти системы обычно сложнее, чем системы жидкость—жидкость. При изучении фазовых равновесий в системах первого типа необходимо учитывать 1) равновесие жидкость—твердая фаза, 2) ограниченную взаимную растворимость жидкостей, 3) ограниченную взаимную растворимость твердых растворов, [c.264]

На рис. 1-7, б представлена диаграмма фазового равновесия системы с ограниченной растворимостью в твердом состоянии, у которой точка нонвариантного состояния расположена между температурами плавления чистых компонентов. Как и в предыдущем случае, здесь из расплава образуются два твердых раствора аир. [c.26]

Разделяющий агент изменяет условия фазового равновесия жидкость — пар в желаемом направлении. Прибавленная в раствор соль существенным образом изменяет сложный характер различных видов взаимодействия системы. Наиболее важными факторами, определяющими влияние соли на фазовое равновесие жидкость — пар, являются гидратация ионов и их электростатические характеристики. Заметную роль играют также растворимость веществ, свойства и состав разделяемой смеси. В результате действия прибавляемой соли происходит увеличение парциального давления масла как менее полярного компонента. Внесенная соль изменяет взаимное расположение молекул компонентов таким образом, что более полярный компонент— вода — благодаря электростатическому полю ионов соли стремится сгруппироваться вблизи ионов. Происходит гидратация ионов соли молекулами воды, при этом менее полярный компонент выталкивается из поля иона, т. е, высаливается, повышается его парциальное давление. [c.105]

Можно было бы отметить, что такое представление о строении студией позволяет объяснить их различное набухание в жидкостях, содержащих и не содержащих низкомолекулярную фракцию полимера, поскольку изолированные участки фазы I являются как бы осмотическими ячейками, содержащими более легко растворимую низкомолекулярную фракцию полимера (эффект фракционирования при разделении иа фазы). Не лишено основания предположение о том, что по такому же типу построены и так называемые галлерты, упругие системы, возникающие при образовании медленно кристаллизующихся пересыщенных растворов неорганических солей и окислов металлов. Эти пересыщенные растворы при их синтезе проходят первоначально стадию аморфного-фазового равновесия. Кратко этот вопрос нами был рассмотрен в в работе [5]. [c.170]

Синтетические методы. В основу синтетических методов положен принцип, предложенный В. Ф. Алексеевым. Согласно этому принципу составляют смесь из двух компонентов (жидкость и газ или твердое вещество и жидкость), количество которых точно известно. Помещают смесь в замкнутый объем и, изменяя температуру, отмечают момент, когда система становится однофазной. Количественный состав этой фазы, ее объем, а также температура и давление известны, следовательно, экспериментатор, не анализируя самой фазы, может получить исчерпывающие сведения о фазовом и объемном поведении системы. Экспериментальные и теоретические исследования, проведенные в последние годы, показали, что для понимания термодинамики фазовых равновесий необходимо кроме данных о растворимости иметь сведения об объемном поведении растворов под давлением. [c.280]

Настоящее сообщение посвящено экстрактивной ректификации хлористого аллила в присутствии метилэтилкетона (МЭК). Исследовались фазовые равновесия бинарных систем хлористый пропил — МЭК и хлористый аллил — МЭК. Полученные данные приведены в табл. 1 х, у — мольные доли хлоридов в жидкой и паровой фазах уь уа — коэффициенты активности компонентов раствора). Как следует из табл. 1, в системе хлористый пропил — МЭК проявляются большие отклонения от, идеальности, чем в смеси хлористый аллил — МЭК. Поэтому при ректификации в присутствии МЭК следует ожидать увеличения летучести хлористого пропила и обогащения им дистиллята. Такой же вывод можно сделать, на основе выполненных нами исследований по растворимости бинарных систем хлориды — МЭК. Растворимость хлористого аллила в МЭК оказалась более высокой, чем растворимость хлористого пропила. [c.87]

Обычно газы присутствуют в веществах в четырех состояниях а) атомарные газы, находящиеся в твердом растворе (растворимость их определяется температурой, при которой твердое тело находится в равновесии с газом б) включения второй фазы, такой, как гидриды, нитриды и окиси (связанные с твердым раствором) в) молекулярные газы, присутствующие в пузырьках и трещинах, образовавшихся при затвердевании и неравномерно распределенных по объему г) газы, адсорбированные на поверхности (основной источник примесей высокочистых материалов). В порошкообразных образцах, для которых отношение поверхности к объему велико, определение небольших концентраций газов теряет смысл. Термодинамика и фазовое равновесие в системе газ—твердое тело детально обсуждены Фа-стом (1965). Термодинамические основы нескольких методов, рассматриваемых в этой главе, даны Куниным (1965). [c.370]

Диаграмма рис. 63 описывает схематически фазовые состояния бинарной системы метилэтилкетон (А) — вода (В). Диаграмма показывает, что эти компоненты образуют лишь индивидуальные кристаллы. В жидком состоянии при достаточно высокой температуре компоненты А и В неограниченно растворимы один в другом. При более низких температурах раствор расслаивается на две жидкие фазы, образуя растворы, обозначенные буквами Ьх и Буквой К отмечена критическая точка взаимной растворимости двух жидкостей под давлением равновесного с ними насыщенного пара. При более низкой температуре, например, при температуре и давлении г° в равновесии находятся раствор г, раствор г" и насыщенный пар г". На проекции р—Т области расслаивания отвечает кривая [c.233]

Фазовая диаграмма выражает зависимость состояния системы (и фазовых равновесий в ней) от внешних условий или от состава системы. Фазовая диаграмма представляет собой совокупность определенных геометрических линий, точек, плоскостей. При расшифровке диаграмм необходимо объяснение значений каждой линии, точки, плоскости, а также физического смысла того или иного геометрического образа. Диаграмма состояния, построенная по нескольким опытным данным, позволяет определять состояние системы при любых заданных условиях. Это преимущество фазовых диаграмм можно показать на кривых растворимости, которые характеризуют изменение состояния равновесия в насыщенных растворах при изменении [c.165]

На основе огромного экспериментального материала сделаны важные основополагающие для теории гетерогенных равновесий выводы. Уникальными являются результаты исследований в надкритических областях, которыми установлены общие закономерности растворимости солей во флюидных растворах и выявлены до сих пор неизвестные в водно-солевых системах верхние трех-и двухфазные области и параметры второй критической точки р. Полученные диаграммы дают полное представление об обшем характере фазовых равновесий в системах Р—(2-типа. [c.3]

Солевая ректификация. Отыскание жидкого разделяющего агента, способного изменить относительную летучесть компоиентов разделяемой смеси в требуемой степени и желательном иаправлеиии применительно к экстрактивной и азеотропной ректификации, как уже подчеркивалось, представляет очень сложную задачу. Заметим также, что даже при наличии эффективного разделяющего агента его регенерация часто очень сложна, как, например, прн азеотропной ректификации смеси этанол—вода. В ряде случаев увеличение относительной летучести блпзкокнпящих компонентов, сдвиг и даже полное исчезновение азеотропной точки достигается методом солевой ректификации. Последняя основана на изменении условий фазового равновесия системы в присутствии минеральных солей, растворимых в жидкой фазе, но ие вступающих с иен в химическую реакцию. Таким образом, отличительной особенностью солевой ректификации является присутствие в жидкой фазе нелетучего вещества, выполняющего роль разделяющего агента. Как правило, относительная летучесть компонентов бинарной смесн возрастает с увеличением концентрации соли в растворе, причем уменьшается летучесть компонента, в котором данная соль лучше растворима. Так, например, при добавлении солей к водным растворам спиртов, органических кислот и других веществ падает относительная летучесть воды. [c.535]

Фазовое равновесие было изучено в зависимости от таких важных переменных, как концентрация соли, ПАВ и сорастБорителей [28 - 30], рассматривалось также влияние этих переменных на другие свойства системы вязкость, электропроводность и двойное лучепреломление. Наблюдалось изменение фазового равновесия системы солевой раствор - нефть - ПАВ под влиянием спиртов, взятых в качестве со-растворителей. Растворимый в воде спирт повышает растворимость ПАВ в солевом растворе, не растворимый в воде спирт — понижает. Концентрация КаС1 влияет на требования, предъявляемые к спирту. [c.79]

Рассмотрим фазовое равновесие в трехкомпонентной системе вода — две соли с одноименным ионом . На рис. 50 представлена изотермная проекция диаграммы состояния этой системы. Соли не образуют с водой гидратов и двойных солей, комплексных соединений или твердых растворов. Вершины треугольника Розебума отвечают чистым компонентам Н. 0, РХ и QX. Точка А показывает концентрацию соли РХ в насыш,енном водном растворе, а точка В — концентрацию соли рх в насыщенном водном растворе этой же соли. Кривая АС характеризует растворимость соли РХ в водных растворах соли РХ разного состава, а кривая ВС — растворимость соли рХ в водных растворах соли РХ. В точке С раствор насыщен обеими солями Любая точка на поле между вершиной Н.20 и кривой АСВ отвечает ненасыщенным растворам солей. Любая точка на поле ЛС (РХ) представляет собой двухфазную систему, состоящую из раствора двух солей и твердой соли РХ. Любая точка на поле СВ (QX) — система, состоящая из раствора двух солей и твердой соли РХ. Область (РХ)С(РХ) соответствует трехфазным системам в ней сосуществуют насыщенный обеими солями раствор состава С и кристаллы РХ и ОХ. Если взять ненасыщенный раствор, отвечаюнгий фигуративной точке М, и постепенно испарять воду, то по мере удаления воды количественное соотношение между солями в системе остается постоянным. В связи с этим фигуративные точки, отвечающие составам систем в процессе выпаривания, будут лежать на прямой (НаО) Е. В точке а начнут выделяться кристаллы соли РХ. Для определения состава раствора, соответствующего фигуративной точке Ь, проводим конноду через вершину треугольника РХ и точку Ь до пересечения с точкой на кривой АС. [c.201]

Сочетание различных видов двухфазных и трехфазных равновесий приводит к различным фазовым соотношениям в системе и, следовательно, к различным видам диаграмм состояния. Возможные видоизменения характера кривых моновариантного равновесия при сочетании друг с другом различных фазовых областей в пределах одной диаграммы фазового равновесия весьма многообразны. Оставаясь в рамках классического термодинамического рассмотрения, мы не можем ответить на вопрос о том, какой из вариантов возможен при данных значениях параметров состояния. Однако, полагая в системе наличие того или иного характера изменения температуры плавления компонентов при взаимном добавлении их друг к другу, а также полагая наличие или отсутствие непрерывных растворов либо разрыва растворимости в твердом или в жидком состоянии, мы можем чисто термодинамически, притом строго, хотя и качественно, вывести возможные варианты фазовых диаграмм, которые являются праобразами диаграмм состояния, получаемых экспериментально. Ниже рассмотрим вывод основных вариантов диаграмм состояния двухкомпонентных систем, базируясь на описанных выше принципах обоснования двухфазных и трехфазных равновесий при помощи кривых концентрационной зависимости изобарно-изотермического потенциала. [c.283]

Диаграммы фазового равновесия. В процессе экстракции участвуют по крайней мере три вещества смесь взаимно растворимых двух веществ, подлежащая разделению, и растворитель, не полностью смеигивающийся со смесью и способный растворять один компонент смеси. В данном случае имеет место тройная или трехкомпонентная система, общий состав которой всегда однозначно можно представить точкой в равностороннем треугольнике. [c.605]

С 1950 г. опыты по гидротермальному синтезу кварца в ИК АН СССР проводились под руководством В. П. Бутузова. Наряду с ростовыми экспериментами были исследованы фазовые равновесия в водно-солевой системе Н2О—5102—Na2 Oз. В 1948 г. И. Фридман установила явление расслоения в гидротермальных щелочно-силикатных растворах. Затем В. П. Бутузов совместно с Л. В. Брятовым определил состав тяжелой жидкой фазы 5102 55—60 7о, Na20 10—20 7о, Н2О 35—20 % и оценил растворимость кварца в водных растворах карбоната натрия в температурном диапазоне 250—500 С и давлении до 200 МПа с учетом процесса ликвации. [c.6]

Численное решение (программа разработана И. Г. Завелевым, МИХМ) системы уравнений (5,12), (5.13), (5.27) при условии Вог=Во,к—>-оо дает следующий результат для обеспечения требуемой концентрации СО2 на выходе необходима Я = 4,95 м. Параметры г а, О а, О в рассчитаны, как указано в разделе 2,12. Значения т взяты по опытным данным И, Л, Лейтеса и Л, Е. Сергеевой (ГИАП) для системы N2 —20% МЭА+12% Н20+68%, Ч-МП с учетом того, что замена МЭА на М-МП не изменяет величину т, а влияние ионной силы (в результате изменения степени карбонизации) на Ееличину константы фазового равновесия учитывается по уравнению (2.84) также на основании опытных данных по растворимости N2 в карбонизованных растворах МЭА- -Н20+Н-МП. [c.195]

Система железо—углерод представляет собой классический пример фазовых равновесий (часть диаграммы приведена на рис. 35.12). Вероятно, наиболее очевидной особенностью этой диаграммы является характер граничных кривых между кристаллическими и жидкими областями, типичный для систем с ограниченной растворимостью кристаллов. Главным твердым раствором является аустенит (у-фаза). С другой стороны, эта фазовая диаграмма довольно усложнена фазовыми превращениями, происходящими в твердой фазе при низких температурах и низком содержании углерода. Р-Фаза является низкотемпературной формой железа, в которой могут растворяться очень малые количества углерода. а-Железо имеет ту же кристаллическую структуру, что и р-форма, но способно к намагничиванию. При охлаждении аустенита до температуры между 1300 и 1000 К (в зависимости от состава) он становится нестабильным и сначала переходит в более стабильную 3-фазу или в соединение РезС (цементит). Эти превращения являются двухфазными равновесными процессами следовательно, состав и температура могут варьироваться. Граничные кривые [c.189]

Многие работы были посвящены исследованию фазовых равновесий при высоких температурах между твердыми, жидкими и паровыми фазами в двойных и многокомпонентных водносолевых системах. Работы проводились с целью выявления условий существования кристаллических солей и жидких водных растворов солей и щелочей в присутствии водяного пара высокого давления. Эти условия наиболее полно определяются изучением растворимости и давления пара насыщенных растворов соответствующих систем в возможно более широком температурном интервале. [c.123]

Фишер и Фогель [140] исследовали фазовое равновесие в конденсированной системе UFg — BrFg для получения данных о растворимости гексафторида урана в зависимости от температуры. Эта система (рис. 49), простого эвтектического типа, проявляет положительное отклонение от идеальной. Твердая фаза, находящаяся в равновесии с растворами, представляет собой чистый компонент (UFg). Стейн и Фогель [141] методом полой призмы измерили коэффициенты преломления растворов в системе UFg— BrFg при 70+0,5° С для Z>-линии натрия. Результаты приведены в табл. 53. [c.194]

Система гафний — ванадий — углерод отличается от предыдущих. Взаимная растворимость монокарбидов гафния и ванадия составляет около 2,5 мол.% в обоих карбидах [161 ]. Диаграмма фазовых равновесий в этой системе исследовалась в работе [45]. Образцы готовили из порошков металлов и графита. Спрессованные брикеты спекали в вакууме и переплавляли в дуговой печи в инертной атмосфере. Рентгеновские и микроструктурные исследования литых и отожженных при 1000° С образцов показали, что тройные соединения в системе отсутствуют. Монокарбид гафния находится в равновесии с УС,УаС, твердым раствором на основе ванадия и соединением HfVj. Последнее не растворяет углерод в заметных количествах. [c.358]

Изучался синтез триоксана из укрепленного (60%-ного) без-метапольного формалина в присутствии серной кислоты (2,25% от реакционного раствора) как катализатора . Раствор кипятился в кубе ректификационной колонны и триоксан отгонялся вместе с водой и формальдегидом Выход по прореагировавшему формальдегиду был близок к количественному. Степень превращения формальдегида в триоксан в течение 1 ч составляла около 17,5%. Чистый триоксан выделялся экстракцией и последующей ректификацией. Была исследована растворимость триоксана в воде, 32%-пом формалине, бензоле, метиленхлориде и и-гептане в широком интервале температур. Для расчетов процессов ректификации триоксана совместно с МИТХТ нм. М. В. Ломоносова изучалось фазовое равновесие пар — жидкость тройной системы триоксан — вода — формальдегид. Было исследовано также фазовое равновесие пар — жидкость для бинарной системы диоксолан — вода [c.40]

Согласно выражению (2), для определения состава органической фазы, находящейся в равновесии с водной фазой данного состава, необходимо совместное решение двух условий равновесия. Геометрическим местом решений (2), отвечающих различным составам водной фазы, является линия расслаивания на треугольной диаграмме системы. В простейшем случае, когда А — твердое вещество и индивидуальные гидраты, сольваты и гидросольваты не образуются, фазовая диаграмма системы HgO — экстрагент Е — А имеет вид, схематически изображенный на рис. 1 (состав выражен в мольных долях). Поле органических фаз B DE ограничено линией растворимости D вещества А в смесях экстрагента и воды. Уравнением линии растворимости, очевидно, является первое из уравнений (2) при отвечающей насыщенному раствору. [c.78]

Практически важной является система ксантогенат целлюлозы— водный раствор едкого натра [18]. Диаграммы фазового равновесия для этой системы приведены на рис. 2.6. Со -снижейием степени замещения у в этой системе уменьшается нижняя критическая температура смешения. Из этих диаграмм видно также, что со снижением температуры растворимость ксантогената целлюлозы должна увеличиваться, что ишользуется в про)цессах растворения ксантогената целлюлозы, которое полнее происходит при температурах 3— 10°С, а не при комнатной температуре. [c.46]

В последние годы исследования в области процессов фазовых равновесий и фазовых переходов полимерных растворов привели к появлению нового метода сухого формования волокон из растворов, в котором используется фазовый распад полимерной системы. Этот метод основан на быстром охлаждении струек прядильного раствора существенно ниже температуры верхней критической точки на кривой растворимости полимера, сопровождающимся вследствие этого фазовым распадом системы полимер — растворитель. Схема процессов фазовых переходов при этом методе формовання в сравнении с процессом формования сухим методом приведена на рис. 15.1. В результате фазового распада системы состава Х образуется две фазы гелеобразное волокно состава х1 и. растворитель, содержащий малое количество полимера состава х. Обязательным условием возможности процесса формования с фазовым распадом является нахождение точки 2 —Т г существенно ниже кривой текучести системы. [c.282]

Исследование фазовых равновесий в водно-солевых системах в широком диапазоне изменений температур и давлений включает в себя получение данных не только о растворимости солей в воде, но и о давлении пара растворов, а также данных о растворимости во флюидной фазе при различных давлениях и параметрах, соответствующих верхним трехфазной и двухфазной областям. Эти исследования являются естественным развитием классических работ по физико-химическому анализу солевых систем, начатых Н. С. Курнаковым [1], и переносят методы и приемы физикохимического анализа в область высоких давлений и надкритических состояний. [c.8]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология