Определение равновесных составов в газовой фазе

Опубликована удобная и относительно точная экспериментальная методика определения равновесных данных для адсорбции из газовой фазы [19], На дно склянки высотой от 40 до 100 мм, вес которой известен, помещается определенная навеска адсорбента. Жидкая смесь известного состава взвешивается в сосуде высотой от 25 до 40 мм. Этот сосуд (открытый) подвешивается на проволочной петле за крючок, прикрепленный к внутренней стороне пробки большей склянки. Притертая пробка большей склянки смазывается не растворимой в углеводородах смазкой, и вся система доводится в течение 4—6 недель до равновесия в термостатируемой комнате. Затем определяются вес и состав оставшейся жидкости, Поровые объемы можно определить в том же приборе, наливая в подвешенный сосуд индивидуальную жидкость, например бензол или толуол. [c.140]

На практике неудобно определять фактор разделения контактированием раствора и адсорбента, так как нельзя удалить избыток жидкости из адсорбента, не изменив состава адсорбированного вещества. Однако тот же самый результат может быть достигнут без физического контакта адсорбента п жидкости, путем установления равновесия между адсорбентом и извлекаемым веществом, находящимся в газовой фазе, которое, в свою очередь, равновесно с этим же самым веществом, находящимся в жидкой фазе. Адсорбированное вещество может быть затем выделено и его состав определен, например, по показателю рефракции. Состав вещества жидкой фазы может быть также определен по показателю рефракции. [c.260]

Интерпретация термина "анализ равновесной газовой фазы" носит довольно неопределенный характер. Имеются, грубо говоря, две концепции этого метода его понимают либо как анализ газовой фазы, состав которой находится в равновесии с составом сосуществующей жидкой фазы в замкнутой системе, либо как определение летучих [c.115]

Система имеет 3 степени свободы, т. е. можно в известных грани цах произвольно изменять давление, температуру и состав смеси, не нарушая однофазности системы. Однако, если, понижая температуру или повышая давление (или же делая и то и другое одновременно), перейти определенные границы, то изменится структура системы. Если смесь содержит значительный избыток одного из компонентов, то появится новая, жидкая фаза, являющаяся раствором изопентана в нитробензоле или нитробензола в изопен-тане. В новых условиях г=2—2+2=2. Теперь можно произвольно менять только два параметра давление и температуру, температуру и состав смеси или же давление и состав смеси (в жидкой или газовой фазе). При доведении содержания обоих компонентов до количеств, более или менее близких к равновесным, наряду с газовой фазой получаются две жидкие фазы, из которых одна будет раствором изопентана в нитробензоле, другая—раствором нитробензола в изо-пентане. Теперь система будет иметь только одну степень свободы [c.20]

В термодинамике состояние системы, как правило, описывается параметрами давления р и температуры Т. Конечный состав продуктов взаимодействия определяется константой равновесия, а направление течения процесса— упругостью диссоциации и изменением изобарного потенциала или свободной энергии системы. Для определения фазового состава системы в состоянии равновесия используют правило фаз, причем при рассмотрении равновесий в системах с участием летучих компонентов (сульфидов, окислов, хлоридов и т. д.), к которым относится большинство обжиговых процессов, необходимо принимать во внимание состав газовой фазы или равновесное давление летучего компонента.В этом случае правило фаз записывается в следующем виде [c.38]

Каждому соотношению компонентов Сз—С4 в газовой фазе соответствует определенный равновесный состав адсорбированной фазы. [c.150]

Известны различные методы определения степени атомизации в пламенах, как расчетные, так и основанные на экспериментальных измерениях. К числу первых относятся термодинамические методы, в которых пламя рассматривается как равновесная система. Эти методы позволяют установить, в какой форме определяемый элемент присутствует в пламени независимо от механизма и кинетики тех пли иных реакций, протекающих при введении вещества в пламя. При расчетах часто допускается, что вводимые элементы не изменяют состава газовой фазы, так как количество вводимого в пламя вещества мало и пе влияет на физико-химические характеристики пламени. Состав пламени рассчитывают на основании уравнений действия масс, материального и теплового баланса. [c.60]

Момент фазового перехода можно определить не только визуально, но и любыми методами, позволяющими установить зависимость изменения какого-либо свойства системы от изменения температуры, давления, объема и т. д. Например, введя в аппарат определенные количества л<идкссти и газа, начинают повышать давление в системе, не изменяя количеств веществ, т. е. уменьшают объем системы. Отмечая на графике зависимость какого-либо из свойств системы или фазы (объема, плотности, коэффициента преломления и др.) от давления, легко заметить, что эта зависимость будет представлять собой плавную кривую до тех пор, пока не изменится число равновесно существующих фаз. В этот момент на кривой давление—свойство появится перелом. Давление, соответствующее этому перелому при растворении газа в жидкости, будет давлением, при котором исчезает последний пузырек газа. Аналогичные результаты можно получить, если повышать давление, вводя в аппарат дополнительные точно измеренные количества жидкости или газа. Зная исходный состав газовой фазы, можно, повышая давление в системе, определить момент выделения первой капли жидкости, т. е. определить точку росы. [c.288]

Вместо многократного взвешивания навески некоторые исследователи отбирают из равновесной системы определенные объемы газа исследуя состав газовой фазы, можно судить об изменении состава конденсированной фазы. [c.175]

Уравнение (3) известно под названием объединенный закон Дальтона — Рауля о равновесии фаз. Формулируется он так в состоянии равновесия парциальное давление любого компонента смеси в паровой (газовой) фазе равно парциальному давлению пара того же компонента над жидкостью. Это значит, что задавшись определенной температурой и давлением, тем самым предопределяют равновесный состав паровой и жидкой фаз. [c.34]

В первых работах конца XIX — начала XX в., связанных с физико-химическими исследованиями двухкомпонентных систем, вопросы состава пара практически не затрагивались. Объясняется это несколькими обстоятельствами. Во-первых, изучались водно-солевые системы, в которых давление насыщенного нара одного Iiз компонентов намного превышало давление другого. В таком случае состав пара определен однозначно. Во-вторых, преобладала точка зрения, что в газовой фазе существуют лишь молекулы компонентов. Отсюда основной метод исследования состава пара заключался в отборе газовой фазы из равновесной смеси и в анализе на содержание компонентов. [c.159]

Для технологии ферритов большое значение имеют равновесные диаграммы состояния в приложении к диаграммам состав— свойство. Изучению свойств никель-цинковых ферритов посвящено огромное число работ, однако построенные на их основании диаграммы состав — свойство относятся, как правило, к определенной технологии, т. е. составы можно считать равновесными лишь с большими допущениями, тем более, что влияние газовой фазы на состав учитывается только в редких случаях. [c.82]

Таким образом, если известны функции энергии Гиббса при температуре Т и энтальпия реакции при 298° К, по уравнению (V.24) нетрудно вычислить константу равновесия и рассчитать состав равновесной газовой фазы. Как указывалось в гл. III, часто более удобно вычислять значения [А G°t — Н1 ) Т] при округленных значениях температур, обычно указанных в таблицах, и затем интерполировать их к другим температурам. При температурах выше 400° К такая линейная интерполяция часто оказывается достаточно точной. Следует отметить, что табличные значения функций энергии Гиббса практически полезны в тех случаях, когда энтальпии образования определены с большими погрешностями или являются оценочными величинами. Если энергии образования Гиббса при всех температурах содержат ошибки даже в тех случаях, когда имеются более точные значения энтальпий образования, то функции энергии Гиббса в значительно меньшей степени зависят от точности определения энтальпий. Уравнение (V.24) оказывается наиболее удобным для составления приведенных в приложении табличных значений термодинамических функций в сочетании с новыми значениями энтальпий образования. [c.157]

Определение числа теоретических ступеней (теоретических тарелок). Если в противоточном колонном аппарате обозначить ступени так, как показано на рис. Х-13, то для первой (нижней) ступени состав поступающего на нее газа ух и состав удаляющейся из аппарата жидкости Хх изображаются точкой М на рабочей линии (рис. Х-15). Для теоретической ступени состав удаляющегося со ступени газа 1/2 и состав стекающей с нее жидкости Хх равновесны друг другу, поэтому они изображаются координатами точки С, лежащей на линии равновесия. Следовательно, процессу изменения состава газовой фазы на теоретической ступени соответствует вертикальный отрезок МС. [c.452]

Следует отметить, что исследование сложных равновесных систем с большим числом различных химических соединений получило за последние десятилетия очень широкое распространение как в технике, так и в практике научных исследований. Так, химические процессы при высоких температурах приводят обычно к равновесным состояниям, характеризующимся наличием нескольких фаз и сложным составом газовой фазы, что связано с сильной диссоциацией продуктов, стабильных при обычных температурах. Химические процессы в растворах, особенно при образовании различных комплексных соединений, также приводят к весьма сложным равновесным составам, расчет которых имеет первостепенное значение во многих задачах физической и аналитической химии. Потребности практики привели к интенсивной разработке методов расчета, часть из которых будет рассмотрена в этой главе. Мы ограничимся изучением равновесий в замкнутых системах, т, е. не обменивающихся веществом с окружающей средой. По существу теми же приемами проводится анализ и частично замкнутых систем, в которых содержание хотя бы одного химического элемента постоянно. Например, если нет необходимости знать количественный состав конденсированной фазы, то газовую фазу при определенных условиях можно рассматривать как частично-замкнутую систему, если содержание хотя бы одного элемента в ней постоянно, т. е. не зависит от внешних условий. [c.189]

Этими тремя степенями свободы являются состав одной из фаз, давление и температура. Таким образом, при определенных температуре и давлении некоторому составу одной из фаз соответствует вполне определенный состав второй фазы. Если содержание компонента в газовой фазе выше равновесного, то он переходит в жидкую фазу, и обратно, если его содержание в газовой фазе ниже равновесного, то он переходит из жидкой фазы в газовую. [c.7]

Цель большинства процессов переработки природных газов — извлечение определенных компонентов из газовых потоков. Любой процесс переработки осуществляется при постоянном контроле давления, температуры и соотношения между паровой и жидкой углеводородными фазами. При проектировании установок переработки газа или составлении спецификаций необходимо учитывать условия начала кипения и температуру конденсации продуктов, а такж поведение системы пар—жидкость в любой точке внутри фазовой оболочки. Расчеты обычно основываются на допущении равновесного состояния между фазами, т. е. такого состояния, при котором состав жидкости и пара, находящихся в контакте между собой, с течением времени не изменяется. В тех случаях, когда время контакта фаз недостаточно для установления равновесия, применяются различного рода коэффициенты, которые учитывают зависимость процесса от времени. Понятие равновесия не применимо для статических систем, так как скорости испарения и конденсации молекул в таких системах одинаковы и состав фаз практически не изменяется. [c.43]

Появление азеотропизма связано с наличием у некоторых систем особенностей в равновесии жидкость — газ. Азеотропизм — это свойство некоторых двойных п многокомпонентных растворов образовывать при определенных условиях нераздельно кипящие смеси — азеотропы. Такие смеси имеют одинаковый состав равновесно сосуществующих жидкой и газовой фаз и перегоняются как чистое вещество. Это своеобразие систем с азеотропизмом приводит к целому ряду особенностей в термодинамическом поведении таких растворов. [c.9]

Состав системы С—Н, полученный в результате термодинамических расчетов, применим только для равновесных условий, подразумевающих неограниченное время контакта графита с водородом при постоянной температуре. Самый лучший способ определения состава газовой смеси заключается в применении какого-либо вида абсорбционной спектроскопии. Однако для ее использования в установке должны быть окна, температура которых намного ниже температуры печи. Следовательно, излучение проходит через область с большими температурными градиентами, последние же приводят к изменению состава газовой фазы. Те же трудности возникают в случае применения масс-спектрометрии, причем кроме зоны с температурными градиентами продукты реакции должны еще пройти область с градиентами давления. [c.160]

Одного этого уравнения, однако, недостаточно для определения равновесного состава системы при заданных Т и Р, так как правило фаз требует задания трех независимых переменных. Необходимо указать дополнительные соотношения между реагентами, например, исходный состав газовой смеси. [c.25]

Из приведенных примеров видно, что равновесные системы м о н о характеризовать числом параметров или числом степеней свободы С. Эти параметры можно произвольно изменять в определенных пределах, не изменяя числа фаз. В рассмотренном случае однофазные системы характеризуются заданием двух параметров, двухфазные — одного и для трехфазных число таких параметров равно нулю. Описание фазовых равновесий в системах с большим числом компонентов (больше одного) существенно сложнее, так как для этого требуется много данных, например о взаимной растворимости веществ. Поэтому важно установить общий закон, позволяющий найти число фаз ири равновесии для систем с любым числом комионен-тоз. Таким законом является правило фаз, открытое Д. Гиббсом. Введем еще два определения, используемые в этом правиле. Фазой (Ф) называется однородная часть неоднородной системы, характеризующаяся определенным химическим составом и термодинамическими сво11ствами и отделенная от других частей поверхностью раздела. Очевидно, в любой системе может быть только одна газовая фаза. Числа же твердых или жидких фаз могут быть больше. Понятие фазы шире понятия агрегатного состояния. Наиример, твердое железо может существовать в виде различных фаз, хотя и имеющих одинаковый химический состав, но отличающихся термодинамическими свойствами, среди которых 7-железо с кристаллической структурой объем-поцептрированпого куба и а-железо со структурой гране- [c.78]

И пользуя уравнение (111.3), можно получить соотношение для определения состава насыщенного абсорбента Х , покидающего абсорбер, выразив через состав равновесной с ним газовой (паровой) фазы [c.196]

В установках первого типа адсорбция протекает в замкнутом объеме, включающем ампулу с адсорбентом, манометр и циркуляционный насос. Для определения степени адсорбцихг каждого пз компонентов смеси необходима информация либо о составе газовой фазы до адсорбции и в момент равновесия, либо о составе и содержании равновесной адсорбированной фазы. Более просто определить состав газовой фазы. Поэтому циркуляционные установки оборудуют газоанализаторами либо предусматривают отбор пробы газа на анализ. [c.151]

При адсорбции газовых смесей поглощаются все их компоненты в количествах, соответствующих избирательным свойствам адсорбента. В равновесных условиях каждому составу газовой фазы отвечает определенный состав адсорбированной фазы. Зависимость между этими составами при постоянном суммарном давлении поглощаемых компонентов отражается диаграммой адсорГ-ционного равновесия. Так, на рис. ХП1-2, а приведена такая диаграмма для смеси этан—этилен на цеолите СаА, силикагеле кем и активном угле СКТ при 20 °С здесь на оси ординат отложена мольная концентрация этана в адсорбированной фазе а на оси абсцисс — в газовой фазе (СаН ), . В отличие от системы жидкость—пар, равновесие которой при р = onst определяется только свойствами компонентов, на адсорбционное равновесие оказывает еще большое влияние природа адсорбента. Как видно из рис. ХП1-2, на цеолите и силикагеле адсорбированная фаза по-разному обогащается этиленом, а на активном угле происходит ее обогащение этаном. Мерой избирательности адсорбции является коэффициент разделения [c.619]

Ранее было показано, что для расчета процесса абсорбции (переработки) окислов азота в HNO3 необходимо определять равновесный состав нитрозного газа, соответствующий кислоте определенной концентрации и какому-либо исходному составу. При этом принимается, что концентрация азотной кислоты остается неизменной (вследствие значительно большего количества связанного азота в жидкой фазе по сравнению с газовой). [c.217]

Глазго, Уиллингем и Россини [491] тн ательно исследовали углеводородные фракции бензина, полученного каталитическим крекингом, и определили состав ароматической фракции g. Представляет интерес сравнить распределение соединений ароматической фракции g, полученных путем различного каталитического и термического крекинга. Количественный состав изомеров g практически совпадает с величинами, полученными путем термодинамического анализа состава равновесной газовой фазы для температур процесса. Как указывал Россини [1246], распределение ароматических углеводородов такое же, как и для ароматических фракций g, образуюш ихся в естественных условиях в нефтях. В табл. УП.З для сравнения приведен рассчитанный и определенный экспериментально состав ароматических фракций g. [c.177]

Чтобы ответить на этот вопрос, во время нагревания бомбу слегка наклоняют в одну сторону, а при охлаждении— поворачивают в другую сторону. Если стекло было действительно жидким при высокой температуре, то во время нагревания оно собирается в нижней части тигля, в то время как сосуществующий весьма текучий раствор собирается и затвердеет в той части, которая при охлаждении была нижней. Необходимо прежде охладить нИжнюю часть бомбы, в которой находится тигель, чтобы быстро закалить содержимое тигля и отделить его от газовой фазы, находящейся над ним. Затем раствор охлаждается под давлением и растворы щелочных силикатов образуют прозрачные, гомогенные водосодержащие стекла, вполне твердые, если содержание воды не превыщало 25%. Если, однако, золотой тигель поместить в бомбе лишь немного ниже крышки, то тепло будет быстрее отниматься от стенок бомбы, нежели от пробы, в то время как пространство наполнится водяным паром. При этом произойдет внезапное уменьщение давления, вода бурно выкипит из раствора, а нелетучие компоненты вспучатся и одновременно затвердеют. Образуются очень пористые пемзообразные, почти безводные силикатные массы. Этот процесс аналогичен вспучиванию нагреваемых природных пемз или водных стекол , описанному Барусом (см. С. I, 192). Главное преимущество метода Мори состоит в том, что-он может быть использован при статическом исследовании фазовых равновесий. Этот метод гидротермальной закалки позволяет сохранить в неизмененном виде (по химическому составу) кристаллы и раствор, которые были стабильными при высоких температурах (раствор представлен водосодержащим стеклом). Если при постоянной температуре изменять содержание воды и состав силикатной смеси, то граиищу области образования некоторой кристаллической фазы можно определить в соответствии с теми же принципами, которые справедливы в отнощении обычного сухого метода закалки (см. В. I, ЦО и ниже). Если, кроме того, стекло взвесить, то определится количество адсорбированной воды, т. е. содержание воды в горячем расплаве. Таким образом, станет известным истинный состав равновесных растворов, насыщенных при данной температуре относительно определенной кристаллической фазы. [c.600]

Чувствительность растворного метода зависит от давления паров мономера, т. е. относительной летучести мономера, его растворимости в растворителе и концентрации полимера в растворе. Таким образом менее летучие мономеры, такие, как, например, стироот, нельзя определить с той же чувствительностью, что и более летучие типа винилхлорида. Чтобы увеличить равновесную концентрацию мономера в газовой фазе, можно уменьшить растворимость мономера, изменяя состав фазы растворителя. Для этой цели используют растворители, смешивающиеся с применяемым для растворения полимера растворителем и кипящие при температуре не ниже 100 °С. Так, по данным работы [287], из нескольких испытанных растворителей, наиболее эффективной добавкой оказалась вода, добавление которой к раствору полимера дает резкое увеличение чувствительности метода (табл. IV. 5). Поскольку при парофазном анализе для определения остаточных мономеров используют ДИП, то применение воды для уменьшения растворимости мономера имеет и то преимущество, что ДИП ее не чувствует и таким образом не вносится дополнительных осложнений в анализ. [c.266]

Изучение равновесия гидрат — газовая фаза сводится к определению составов равновесных фаз при различных Р, t. Состав равновесных фаз может быть определен после отсечения гидрата от равновесного газа. Это отсечение, как правн- [c.105]

Эти определения формально применимы только для индивидуальных газовых гидратов. Кроме того, в определении [5] не учитывается, что, например, при равновесии VLH в газовой фазе имеются пары воды, а в воде — растворенный газ. Поэтому с методической точки зрения возникает необходимость [10] использования гиббсовского определения величины ДЯ применительно к трехфазной равновесной системе, которое состоит в следующем. Пусть имеется трехфазная система газ—вода— гидрат (равновесие VLH), содержащая достаточно большое (в пределе — бесконечное) количество вещества в каждой из равновесных фаз. Тогда молярной энтальпией разложения гидрата ЛЯ следует назвать энтальпию перехода из гидратной фазы п. молей Н2О в жидкую (водную) фазу и 1 моля включенного компонента (моля газовой смеси) в газовую фазу. При этом состав каждой из сосуществующих фаз сохраняется. Аналогичное определение можно дать и для равновесий VIH, L1L2H. [c.52]

Для определения условий равновесия между окислами азота и раствором азотной кислоты с различными добавками нет надобности в непосредственном экспериментальном определении равновесного состава окислов азота над раствором. Значение р о/Рш можно найти, зная величину константы К и отношение PнNOз/%гO Такой метод интересен тем, что парциальные давления паров азотной кислоты и воды над жидкой фазой экспериментально определять гораздо легче и проще, чем равновесный состав окислов азота над раствором, так как для нахождения последнего необходимо контролировать концентрацию большого числа компонентов в газовой фазе (Р[>.о, р , Рныоз) и растворе (НЫОз, добавки, растворенные окислы азота). [c.246]

ФАЗОВЫЙ анализ — анализ химической природы, состава, структуры, дисперсности п количества фаз, входящих в состав исследуемого многофазного материала. Отличается от элементного химического анализа, с помощью к-рого определяют содержание тех или иных элементов во всем материале, и от вещественного анализа, к-рым устанавливают наличие и количество определенных соединений элемента независимо от их распределения в отдельных фазах, составляющих исследуемый материал. Ф. а. осуществляют после разделения фаз или ие прибегая к разделению, в равновесных или неравновесных системах либо в стадии превращения. В пом используют различные химические, физико-химическио и физические методы рентгеноструктурпый, металлографический, петрографический, кристаллооптический, элект-рониомикроскопический, термографический, объемный газовый и др. Важнеггшей операцией Ф. а является разделепие фаз, для чего обычно прибегают к хим. методам избирательного растворения и электрохим. методам селективного анодного растворения. Избирательность хим. методов растворения основана либо на существенных различиях в термодинамической устойчивости разделяемых фаз в условиях проведения анализа (термодинамическая селективность), либо на больших различиях в скорости взаимодействия различных фаз с применяемым реактивом, переводящим в раствор за определенное время в определенных условиях (т-ра, кпс-лотность и т. и.) одни фазы и практически не успевающим растворить другие (кинетическая селективность). В электрохим. методах растворения (применяемых при анализе электропроводных материалов) также используют различную термодинамическую устойчивость фаз в условиях контакта с определенным раствором при заданном потенциале (или плот- [c.632]

Бильц и Мюллер измеряли давления кислорода над окислами урана различного состава. В интервале между иОг,б7 (или UgOg) и иОг.го давления разложения устанавливались быстро и обратимо повидимому, они являются истинными равновесными давлениями. Вследствие быстрого изменения давления (р) кислорода с изменением состава х надежные данные о зависимости р от л в этой области можно получить только в том случае, если состав твердого вещества точно установлен. Бильц и Мюллер определяли этот состав непосредственно анализом или вычисляли его по количеству кислорода в газовой фазе. Результаты прежних исследований давления разложения окислов урана, в которых необходимость точного определения состава не учитывалась, лишены существенного значения, особенно те из них, в которых использовались относительно малые количества твердого вещества в большом объеме газа [24]. [c.209]

По определенному исходному составу системы рассчитан равновесный состав смеси, один из вариантов которого представлен на рис. 4.10. Из данных термодинамического расчета следует, что при температуре выше 3600 К равновесный состав состоит из только газообразных компонентов Zr, ZrO, ZrOH, О, О2, N, N2, Н, Н2, NO, ОН, Н2О. Остальные соединения, учтенные в расчете, находятся в количествах, меньших 1 10 моль/кг. При температуре ниже 3600 К в конденсированной фазе имеется один оксид циркония (IV), который стабилен в интервале исследованных температур. Газовая фаза при низких температурах состоит из паров Н2О и N2, О2 и незначительных ( - 1 10 моль/кг) количеств N0 и NO2. [c.222]

Равновесный состав продуктов сгорания при некоторых значениях температуры Г и давления р определен в следующей форме в смеси содержится /+т индивидуальных веществ в газовой фазе каждое вещество присутствует в количестве щ молей (i= 1, 2,3,..., 1 + т) некоторые вещества одновременно присутствуют в конденсированном состоянии в количестве riis молей. Если эти данные получены методом, изложенным в гл. VI, то общее количество продуктов сгорания составляет килограммов или, согласно (6.38), p i килограммов. [c.52]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология