Гетерогенные и многокомпонентные системы

Рассмотрены вопросы термодинамической теории гетерогенных равновесий в приложении к системам жидкость—пар, структура диаграмм фазового равновесия, методы экспериментального изучения равновесий жидкость—пар. Особое внимание уделено возможностям проверки термодинамической согласованности экспериментальных данных и методам априорного расчета равновесий жидкость—пар в многокомпонентных системах. [c.2]

Диффузия имеет большое значение в гетерогенных процессах, протекающих в многокомпонентных системах. При этом происходит изменение концентрации в поверхностном слое по сравнению с концентрацией какого-либо компонента во внутренних слоях соприкасающихся фаз. Это вызывает процесс диффузии, стремящейся к выравниванию концентраций. Известны два закона диффузии Фика. [c.319]

Свободнорадикальная полимеризация в эмульсии углеводородных мономеров в воде получила наиболее широкое распространение, и большая часть промышленных полимеров получается н настоящее время этим способом. Система эмульсионной полимеризации содержит мономер, воду, как дисперсионную среду, инициаторы, эмульгаторы, различные добавки, в частности, призванные регулировать pH среды. В результате эмульгирования мономеров в воде в присутствии эмульгаторов — поверхностно-активных веществ (ПАВ)—образуется гетерогенная коллоидная система с развитой межфазной поверхностью. В зависимости от типа эмульгатора, мономера, инициатора полимеризация в этой системе может протекать на границе раздела фаз мономер-вода, в мицеллах эмульгатора, содержащих мономер, а также иногда в истинном растворе мономера в воде. Образующийся полимер в воде нерастворим и представляет собой высокодисперсную суспензию (латекс). Система в целом является многокомпонентной, что затрудняет выделение полимера в чистом виде. Поэтому используются различные приемы его отмывки. Однако возможность применения [c.82]

В общем случае в закрытой гетерогенной многокомпонентной системе анализ возможности разделения веществ можно провести на основании соотношения [1] [c.82]

Исходя из предположения об аддитивности внутренней энергии смеси по массам фаз и допущения о локальном равновесии в пределах фазы, проанализированы отдельные вопросы термодинамики гетерогенных многокомпонентных сред получено явное выражение для диссипативной функции системы, выполнен ана- [c.77]

Наличие набора условий, сопровождающих установление равновесия в гетерогенной системе позволяет решить вопрос о числе термодинамических степеней свободы, которыми обладают многофазные многокомпонентные системы. Под термодинамической степенью свободы понимают независимый термодинамический параметр равновесной системы, изменение которого в определенных пределах приводит к изменению химического потенциала одного или более компонентов и не вызывает исчезновения одних и образования других фаз или компонентов. [c.128]

Коллоидными системами называют сложные многокомпонентные системы — золи, суспензии, эмульсии, аэрозоли, — обладающие общими характерными признаками гетерогенностью,- определенной дисперсностью (порядок среднего радиуса частиц колеблется в пределах 10-э— 10 м) и агрегативной неустойчивостью без стабилизатора. [c.3]

Состояние, в к-ром находится Т. с., определяется совокупностью независимых параметров состояния. Если каждый интенсивный параметр состояния имеет одинаковое значение во всех частях сист. или изменяется непрерывно от точки к точке, то такая сист. наз. гомогенной если нек-рые из интенсивных параметров состояния в пределах Т. с. изменяются скачком, сист. наз. гетерогенной. Различают также одно-, двух- и многокомпонентные системы. [c.568]

Предлагаемая книга была задумана так, чтобы она могла служить и для ознакомления с предметом, с основами термодинамической теории фазовых равновесий и одновременно могла бы быть практическим руководством. В связи с этим в ней содержатся как основные, исходные положения термодинамики гетерогенных систем, так и рекомендации для реализации термодинамической теории в различных ее приложениях (методы расчета фазовых равновесий в многокомпонентных системах и методы проверки термодинамической согласованности экспериментальных данных о равновесии жидкость — пар). [c.3]

Весьма важно, является ли данная многокомпонентная система гомогенной или гетерогенной. В гомогенных системах, которые могут рассматриваться как истинные растворы газов, жидкостей или полимеров в полимерах, диффузия газов протекает по механизму, аналогичному в принципе механизму прохождения газов в исходном чистом полимере. [c.163]

Развитые выше новые представления о механизме формирования дисперсной фазы в многокомпонентной полимерной системе, подвергающейся фазовому разделению, имеют, с нашей точки зрения, существенное значение не только для понимания процессов формирования дисперсных частиц в сложных гетерогенных полимерных системах, но и для понимания процессов, происходящих в наполненных полимерах, где, как известно, введение частиц наполнителя (размеры которых Б большинстве случаев превышают коллоидные размеры) оказывает влияние на свойства систем вследствие наличия высокоразвитой поверхности частиц наполнителя и формировании на ней адсорбционных слоев полимера и поверхностных слоев со свойствами, отличающимися от свойств полимера в объеме. [c.190]

Книга посвящена совре.менному состоянию теории н техники исследования гетерогенного равновесия в системах различных типов. Описаны методы исследования равновесия в системах жидкость — газ, жидкость — пар, жидкость — жидкость, жидкость — твердое тело и применяемые приборы. Подробно изложены основные положения термодинамической теории гетерогенного равновесия и ее разнообразные применения для расчета и проверки данных о фазовом равновесии в бинарных и многокомпонентных системах. [c.232]

Любая однородная система или однородная фаза гетерогенной системы, состоящая более чем из одного компонента, может быть названа раствором. При переходе к непрерывным многокомпонентным системам и фазам понятие раствора сохраняется. [c.128]

В монографии описываются методы расчета условий фазового равновесия в одно- и многокомпонентных системах, состоящих из газовой, жидких и твердых фаз, а также методы проверки экспериментальных данных о гетерогенном равновесии. [c.2]

Истинные растворы имеют степень дробления до молекулярного состояния — предельная степень дисперсности. Если все вещества в растворе находятся в таком состоянии, то двух- и многокомпонентная система становится однофазной, так как исчезает поверхность раздела между компонентами. Такие системы называются гомогенными внутри них нет поверхностей раздела, и все части однородны по составу и свойствам. Системы из нескольких фаз называют гетерогенными внутри них имеются поверхности раздела, по которым соприкасаются однородные части системы. [c.108]

Для облегчения пользования справочником составители могли дать лишь очень краткие сведения о тройных, тройных взаимных и многокомпонентных системах, носящие характер напоминания. Для более полного понимания приведенного материала необходимо обратиться к литературе по физико-химическому анализу и специальной литературе по гетерогенным равновесиям [c.7]

А. В. Сторонкин с сотрудниками проводит систематические исследования по разработке термодинамической теории многокомпонентных п>3) двух- и многофазных систем различных типов (жидкость — пар, жидкость — жидкость, твердая фаза — жидкость, жидкость — жидкость — пар, твердая фаза — жидкость — пар, твердая фаза — твердая фаза — жидкость и т. д.). В их основу положены уравнения, являющиеся обобщением дифференциального уравнения Ван-дер-Ваальса для бинарных систем, критерием устойчивости фаз Гиббса относительно бесконечно малых изменений состояния, а также найденные критерии устойчивости гетерогенных систем в целом. Отметим следующие результаты установление условий и границ применимости законов Д. П. Коновалова и М. С. Вревского к многокомпонентным системам вывод закономерностей, описывающих ход складок на поверхностях давления и температуры сосуществования фаз и установление правил, позволяющих предсказывать области расположения составов гомогенных и гетерогенных азеотропов и тройных эвтектик по данным о бинарных системах выявление связи между формой изотермо-изобарных кривых составов и изменениями химических потенциалов при фазовых процессах и установление пра- [c.70]

Прежде чем приступить к рассмотрению некоторых аспектов теории многокомпонентных полимерных систем, целесообразно дать ряд определений. Сделать это столь же сложно, сколь и необходимо, поскольку нет еще единой классификации полимеров, включающей в себя гетерогенные полимерные системы, отсутствует и номенклатура последних. [c.5]

Принципы непрерывности и соответствия, дополненные правилом фаз (см. гл. 7, 2), облегчают анализ гетерогенных равновесий, особенно в многокомпонентных системах, для которых химические диаграммы имеют очень сложный вид. [c.143]

При взаимодействии расплава с кристаллом на поверхности раздела, как при всякой гетерогенной реакции в многокомпонентной системе, возникают различия в составах поверхностного и внутренних слоев жидкой фазы. Так как количество примесных атомов, внедряющихся в кристалл в единицу времени, зависит от концентрации примесной компоненты вблизи фронта кристал- лизации, то процессы переноса, способствующие выравниванию состава жидкой фазы, оказывают непосредственное влияние на скорость внедрения примесей в кристалл. [c.308]

В первом разделе сборника рассматривается ряд вопросов термодинамики гетерогенных систем вывод и обсуждение предельных закономерностей второго порядка, метод расчета диаграмм плавкости тройных солевых систем с трехкомпонентными твердыми фазами по данным о бинарных системах, метод и результаты расчета изменений термодинамического потенциала при образовании твердых соединений в тройных системах, исследование насыщенных водных растворов солей изопиестическим методом и др. Во втором разделе рассматриваются некоторые вопросы теории поверхностных явлений. Приводятся результаты исследования молекулярной структуры поверхностных слоев и поверхностных свойств растворов, а также процессов поверхностного разделения в многокомпонентных системах, содержащих поверхностно-активные вещества. [c.191]

Программный комплекс Селектор базируется на условиях равновесия в гетерогенных многокомпонентных системах с ограничениями в виде системы линейных уравнений баланса масс и теоремы Б. И. Пшеничного, обобщающей метод Ньютона на системы неравенств. Математически расчет параметров многокомпонентных систем сводится к решению задачи выпуклого программирования, термодинамически — к нахождению минимума энергии Гиббса мультисистсмы. [c.16]

Таким образом, сложность полимерного состояния вещества, специфические свойства полимеров и особенности протекания в них процессов фазового разделения, определяемые неравновесностью этих процессов, позволяют выделить особый класс полимерных дисперсных систем — систем с незавершенным фазовым разделением, где в результате ряда термодинамических и структурных факторов возникают частицы дисперсной фазы, нетипичныа для классических коллоидных систем и описываемые только в рамках новых представлений о механизме фазового распада в гетерогенных многокомпонентных системах. [c.192]

Полное количественное описание соосаждения должно привести к прогнозированию количества примеси, захваченной твердой фазой к данному моменту кристаллизации, на основе сведений о свойствах примеси и кристаллизанта, а также об условиях выделения твердой фазы. Решение этой задачи связано с анализом поведения нестационарной гетерогенной многокомпонентной системы с неоднородными фазами, обменивающимися энергией и массой с окружающей средой. Такой анализ в настоящее время может быть произведен только на основе экспериментальных данных, накопление которых превращается в основную задачу исследования соосаждения. Эффективность накопления экспериментального материала зависит от того, на-ско.т1ько полно в эксперименте учитывается сложность исследуемых систем и какое место занимает изучение каждой конкретной системы в решении общей задачи о соосаждении. [c.47]

Практикум содержит работы iio основным paJдeлaм фнничсско химии. В пособии рассмотрены методы физико-химических измерении, обработки экспериментальных данных и способы их расчетг)в. Большое внимание уделено строению вещесто, первому началу термодинамики, фазовому равновесию 13 одно-, двух- и многокомпонентных системах, химическому равновесию в гомогенных системах и др. Интерес представляют работы по молекулярной спектроскопии и кинетике гомогенных и гетерогенных [)еакций. Изменены работы, связанные с применением термохимических, рентгеноструктурных и некоторых электрохимических методов исследования. Введены работы по расчету сумм состояния и термодинамических функций. [c.2]

Дисперсными называют такие системы, составные части коти()ых более или менее равномерно распределены друг в друге, Растворы и газовые смеси, составными частями или комиоиеи-тами которых являются разные вещества, очевидно, являются дисперсными системами. Отличие растворов от других дисперсных систем — в их гомогенности — компоненты раствора или газовой смеси распределены друг в друге равномерно и составляют одну фазу. Гетерогенные системы, однако, также составляют обшир[1ую группу дисперсных систем. Гетерогенные системы содержат несколько фаз (по крайней мере две), равномерно раснределенных друг в друге из них различают непрерывную фазу, которую называют дисперсионной средой, и ра дробленную, дискретную, которую называют дисперсной фазой. В большинстве случаев по этм фазам распределены различные вещества, т. е. гетерогенные дисперсные системы обычно многокомпонентны. Однако встречаются и однокомпонентные гетерогенные дисперсные системы, например взвесь мелких льдинок в воде, капель воды в водяном паре и т.п. [c.154]

К коллоидным системам относятся многокомпонентные гетерогенные диспергированные системы. В любой коллоидной системе различают дисперсионную среду — сплошную фазу, в которой распределены коллоидные частицы, и дисперсную фазу — совокупность этих частиц. Коллоидные системы отличаются определенной очень большой степенью дробления (так называемой степенью дисперсности) — размеры частиц от 10 до 10- м и отсутствием взаимодействия между фазами. Их относят к ультрамикрогетероген- ным системам. [c.262]

Курнаков сформулировал два важных принципа, устанавливающих связь геометрических образов диаграммы с химическим состоянием системы. Принцип непрерывности устанавливает, что при непрерывном изменении давления, температуры, концентраций свойства отдельных фаз системы изменяются также непрерывно. Свойства всей системы в целом изменяются непрерывно лишь до тех пор, пока не изменится число или характер ее раз. При появлении новых или исчезновении имеющихся фаз свойства системы в целом меняются скачком. По принципу соответствия каждой совокупности фаз, находяи ихся в равновесии в данной системе, отвечает на диаграмме определенный геометрический образ. Так, в двухкомпонентной системе одной фазе на диаграмме соответствует участок плоскости, кристаллизации твердой фазы — кривая начала кристаллизации, равновесию между тремя фазами — точка пересечения кривых и т. д. Принципы непрерывности и соответствия и правило фаз облегчают анализ гетерогенных равновесий в многокомпонентных системах, для которых химические диаграммы имеют очень сложный вид. [c.167]

Может ли многокомпонентная система быть однофазной (гомогенной), а многофазная (гетерогенная) система — однокомпонентной [c.106]

И смеси, и растворы — многокомпонентные системы. Принципиальная разница между ними состоит в наличии у первых и отсутствии у вторых поверхностей раздела между компонентами, первые гетерогенные, а вторые — гомогенные системы. Обычно при рассмотрении свойств механических смесей наличием поверхностей раздела и их свойств пренебрегают. Однако если степень дисперсности увеличивать, то роль поверхностных свойств возрастает. Ведь очевидно, что атомы (молекулы, ионы и т. п.) поверхностного слоя находятся в иных энергетических условиях, что внутри тела, и поэтому их свойства отличаются от объемных свойств. Например, поверхностная энергия 1 моль хлорида натрия при условном дроблении кристалла на кубики от размера ребра 0,77 см (1 г Na l) до минимально возможных размеров частиц (1 нм) возрастает с 3-10 Дж/моль до 25,2-10 Дж/моль, т. е. в миллионы раз. Вместе с энергией ребер частиц это составляет около 35 кДж/моль — порядок энтальпии многих реакций. [c.254]

Розебом Хендрик Вйллем Бакхёйс (1854—1907)—нидерландский физико-химик. Основные труды в области гетерогенных равновесий в многокомпонентных системах. Изучал диаграммы состояния в системах с твердыми растворами. Обобщил основные типы таких диаграмм. [c.322]

Адсорбция как явление и как физико-химический параметр гетерогенной системы не имеет практического смьюла в однокомпонентной двухфазной системе, например в системе вода—водяной пар, хотя формально определение адсорбции как поверхностного избытка полностью сохраняет смысл и в этом случае. Так как величина избытка зависит от положения разделяющей поверхности, которое может быть произвольным, то нулевое значение адсорбции в однокомпонентной системе обеспечивается надлежащим выбором положения разделяющей поверхности. Разделяющая поверхность, выбранная указанным способом, называется эквимолекулярной. Таким образом, признание того, что адсорбция в однокомпонентной системе равна нулю, равносильно закреплению разделяющей поверхности в определенном — эквимолекулярном — положении. Это можно сделать и в многокомпонентной системе, но всегда только по отношению к одному, хотя и любому компоненту системы. Разделяющая поверхность, расположенная таким образом, что избыток (адсорбция) какого-либо компонента оказывается равным нулю, называется эквимолекулярной по отношению к упомянутому компоненту. По отношению к другим компо- [c.551]

Проведенный в данной монографии анализ структурных изменений, происходящих при взаимодействии полимеров и наполнителей, показывает возможность возникновения в многокомпонентных системах различных уровней микрогетерогенности. В настоящее время еще не установлена роль дополпительной гетерогенности, связанной с присутствием наполнителя, и не исследовано ее влияние на ряд характеристик наполненных полимеров. Можно допустить, например, что уменьшение плотности сетки в граничном слое повышает его эластичность и способствует снижению внутренних напряжений на границе раздела, создавая промежуточный слой между поверхностью и полимерной матрицей. Но гетерогенность может ухудшать другие свойства композиции, например водостойкость. Увеличение дефектности структуры ухудшает механические свойства. Следовательно, задача состоит в более подробном исследовании структурных изменений в граничных слоях и путей их регулирования, что открывает перспективу для устранения слабых граничных слоев, определяющих условия адгезионного разрушения связи полимер — наполнитель. Структурная неоднородность приводит также и к изменению релаксационного спектра. [c.281]

К гетерогенным процессам в двух- и многокомпонентных системах относятся такие процессы, как растворение и кристаллизация из раствора, испарение и конденсация из смеси, адсорбция и десорбция, различные гетерогенные реакции и т. п. Процесс растворения твердого вещества в жидкости складывается из двух последовательных стадий перехода частиц растворяемого вещества из твердой фазы в диффузионный слой (собственно растворения) и перехода их из диффузионного слоя в глубь раствора (рис. 69). Константа скорости первой стадии, как правило, больше константы скорости второй. Поэтому скорость процесса растворения в большинстве случаев спределяется скоростью диффузии частиц растворяемого вещества в глубь раствора через диффузионный слой толщиной б. Поскольку вторая стадия имеет меньшие скоростные возможности, чем первая, в диффузионном слое со стороны, непосредственно прилегающей к растворенному веществу, уже в самом начале процесса накапливается такое количество частиц, которое отвечает насьш1,енному раствору. Эта концентрация на рис. 69 обозначена через С ас-Периферийная же сторона диффузионного слоя имеет такую же концентрацию С растворенного вещества, какую имеет весь раствор. Таким образом, градиент концентрации растворенного вещества в диффузионном слое толщиной б равен [c.202]

Несмотря на трудность. предсказания данных по равновесию пар — жидкость для любой неидеальной бинарной смеси, применение в расчетной практике коэффициентов актиэндсти все же представляет известную ценность цо следующим причинам 1) они дают возможность проверить термодинамическую состоятельность экспериментальных данных 2) позволяют данньк, известные для определенных давления и температуры, привести к другим условиям 3) объясняют, поведение систем, образующих гомогенные и гетерогенные азеотропы 4) объясняют явление несмешиваемости в жидких растворах 5) полезны в распространении ограниченного числа экспериментальных данных иа беотее широкие области 6) дают основание для преясказання равновесных данных в многокомпонентных системах, которые неидеальны в Жидкой фазе. [c.321]

Поведение смесей, особенно в гетерогенных областях, было предметом ряда длительных исследований. Среди первых развернутых обзоров, посвященных этому вопросу, наибольшего внимания заслуживают работы Рузбума [13] и Кюецена [14]. Некоторые аспекты объемного и фазового поведения углеводородов рассмотрены в работе [5]. Настоящее обсуждение касается только некоторых простых характеристик поведения смесей в гетерогенной области жидкость — газ. Данные о таком поведении требуются при дальнейшем рассмотрении других термодинамических свойств в этой области. Изучение бинарных систем явится промежуточной ступенью при п ереходе от однокомпонентной к многокомпонентной системе. [c.28]

Дисперсными называются такие системы, ссх тавные части которых более или менее равномерно распределены друг в друге. Растворы и газовые смеси — примеры дисперсных систем. Но в отличие от некоторых других дисперсных систем растворы и газовые смеси называются гомогенными диспедзсными системами. Компоненты их распределены друг в друге вполне равномерно и составляют одну фазу. Другую обширную группу дисперсных систем составляют гетерогенные, которые содержат две и более фаз, равномерно распределенных друг в друге. Из фаз гетерогенной дисперсной системы различают непрерывную, которую называют дисперсионной средой, и раздробленную, дискретную, которую называют дисперсной фазой. В большинстве случаев дисперсионной средой и дисперсной фазой являются разные вещества, т. е. гетерогенные дисперсные системы обычно многокомпонентны. Однако встречаются и однокомпонентные гетерогенные дисперсные системы, например взвесь мелких льдинок в воде, взвесь мелких капель воды в водяном паре и т. д. [c.87]

На производстве, в быту, в природе мы постоянно встречаемся с многокомпонентными системами воздух, вода, пища, продукты производственных процессов и пр. Второй признак сложности системы это ее многофазность или гетерогенность. К таким системам могут относиться, например, выпавшие из раствора твердые кристаллы и окружающий их раствор, некоторые металлические сплавы, где сочетаются мельчайшие кристаллики двух или нескольких металлов, каждый из которых представляет собой самостоятельную твердую фазу две несмешивающиеся жидкости, например, вода и масло и т. д. [c.7]

Понятие сорбция — поглощение сорбата сорбентом — по воему определению отражает взаимодействие между фазами в многокомпонентной системе. Изучение кинетики сорбции — изменения во времени состояния такой гетерогенной системы, кроме того, предполагает, что в начальный момент эта система не равновесна. В гетерогенных системах неравновесность по химическому потенциалу (концентрациям) на границе раздела фаз неминуемо должна привести к перераспределению вещества по пространству внутри каждой из фаз. Это перераспределение осуществляется, как правило, по диффузионному механизму, поэтому процессы диффузии нами рассматриваются в первую очередь. Законы диффузии в подвижной фазе, помимо возможной химической кинетики, осложняются принудительной конвекцией, являющейся характерной особенностью рассматриваемых нами систем. Наше внимание будет сосредоточено на твердых сорбентах, соприкасающихся с подвижной жидкостью, поэтому подлежит рассмотрению геометрия и структура зернистого сорбента и гидродинамика потоков через него. [c.50]

Уравнение XIII, 9) имеет исключительно большое значение применение константы равновесия можно распространить на любые типы равновесия, включая гомогенные и гетерогенные реакции и фазовые равновесия в однокомпонентных и многокомпонентных системах. Поэтому, например, уравнения dlnPjdT = VII, 2) и [c.419]

Таким образом, для приближенного нахождения 1, гетерогенной системы можно рекомендовать дробление ее элементарных ячеек бесконечно тонкими адиабатическими поверхностями, параллельными основному направлению теплового потока в ячейке при этом легко показать, что многокомпонентная система, как правило, может быть сведена к двухкомпонентной. [c.77]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология