Растворение идеальное смешение

Принятие полного, или идеального, смешения жидкости означает, что степень ее перемешивания достаточна для гомогенизации состава в течение промежутка времени, значительно меньшего, чем половина жизни непрореагировавших молекул газа, растворенного в массе жидкости, или значительно меньшего среднего времени пребывания жидкости в проточном абсорбере. В противном случае, если между различными точками массы жидкости не будет соблюдаться [c.153]

Рассчитаем изменение доли неразложившегося компонента в каскаде из 4-х реакторов идеального смешения при разделении зон разложения апатита раствором фосфорной кислоты, содержащим монокальцийфосфат (первые три реактора), и кристаллизации сульфата кальция при введении в раствор серной кислоты (4-й реактор). Среднее время пребывания реакционной суспензии в каждом реакторе 900 с. Время полного растворения 6120 с. Следовательно, значение % для одного реактора составляет 900 6120 = 0,147, а для четырех реакторов достигает 0,588, т. е. не обеспечено время, необходимое для полного разложения. [c.205]

Анализ работы многосекционного аппарата идеального смешения связан с необходимостью учета того факта, что отдельные порции материала находятся в таком аппарате неодинаковое время. Плотность распределения продукта по времени его пребывания в многосекционном аппарате была получена выше для случаев одинаковых — см. уравнение (1.99) — и различных — см. уравнение (1.100) —значений времени пребыв.ания в каждой секции. В данном случае, однако, необходимо знать распределение материала по величине безразмерного времени, отнесенного к времени полного растворения частиц в каждой секции. Общий вывод плотности распределения материала по величине безразмерного времени пребывания на основе метода преобразования Лапласа приводится в работе [3]. Структура функции р(0) оказывается аналогичной структуре выражения для р(т) [c.98]

Как показывает анализ, эффективность секционирования объясняется не только улучшением характера распределения твердой фазы по времени пребывания в зоне растворения, но и более благоприятными концентрационными условиями. Действительно, при достижении некоторой конечной степени растворения в одной секции идеального смешения концентрация целевого компонента на выходе и равная ей средняя по объему зоны растворения имеют максимальное значение, определяемое материальным балансом. Следовательно, процесс растворения протекает при наименьшей [c.102]

Из уравнения (П.И) можно определить безразмерное время растворения в условиях процесса идеального смешения (см. рис. 11.8). [c.63]

Перейдем к рассмотрению кинетики экстрагирования растворенного вещества в условиях аппарата полного (идеального) смешения. Пусть частицы с суммарным объемом пор Мт.р1р)И в момент времени I = О вводятся в рабочий объем аппарата М — масса частиц, поступающих в аппарат в единицу времени р — плотность частиц ТПр — пористость). Вероятность того, что к моменту времени i эти частицы еще не покинут аппарат, равна [234] [c.82]

Рис. 1. График вымывания растворенных частиц в аппарате идеального смешения.

Рис. 2. Изменение концентрации растворенных частиц в аппарате идеального смешения время прохождения через аппарат объема жидкости, равного объему аппарата.

Если ф велико (>10), то практически имеется режим идеального смешения, при котором концентрация растворенного вещества постоянна по длине реактора. Поэтому количество вещества, вышедшее из реактора за время И, равно [c.124]

Если время смешения невелико по сравнению со средним временем пребывания, то, как видно из рис. 2.8, отклонения от идеального смешения весьма незначительны. Это обстоятельство имеет существенное значение при выборе методов расчета реакторов смешения. Так как обычно время смешения на порядок меньше среднего времени пребывания [22], т. е. х 0,1, отклонениями от идеального смешения можно пренебречь без заметного ущерба для точности расчетов. Лишь тогда, когда время смешения приближается по величине к среднему времени пребывания, обнаруживаются заметные отклонения от идеального смешения. Это следует учитывать при расчетах процессов, протекающих с очень большой скоростью, т. е. требующих небольшого среднего времени пребывания. Что же касается процессов растворения и выщелачивания, то для них практически всегда время смешения гораздо меньше среднего времени пребывания, и отклонения от модели идеального смешения для этих процессов несущественны. [c.43]

В реакторах с интенсивным механическим перемешиванием отклонения от модели идеального смешения совершенно несущественны, и ими можно пренебречь без заметного ущерба для точности математического описания. Поэтому в дальнейшем, не делая специальных оговорок, будем считать, что растворение протекает в каскаде реакторов идеального смешения. [c.130]

Сравнение проточных реакторов при одинаковых значениях концентрации и скорости подачи реагентов [34] показывает, что для всех аппаратов, в которых проводится химическая реакция с порядком, превышающим нулевой, реактор идеального смешения всегда больше реактора идеального вытеснения. Очевидно, что при конструировании аппаратов нужно стремиться к модели реактора идеального вытеснения, как более совершенного и эффективного. Это подтверждается и экспериментальными данными по изучению макрокинетики растворения железных стружек (см. разд. 2.1.1). Поэтому представленный на рис. 2.19 реактор по организации потока жидкости в какой-то степени является достаточно эффективным. Однако несовершенство его конструкции не позволяет полностью герметизировать пространство между ложным днищем и установленными на нем контейнерами со стружками, вследствие чего часть подкисленной жидкости, около 25 %. не попадает в зону реакции (см. разд. 2.3.1). Кроме того, разделение реактора на несколько секций создает неравномерный профиль скоростей движения жидкости. Все это приводит к образованию байпасных потоков, струйных течений, малоподвижных и застойных зон, резко снижает эффективность его функционирования. [c.59]

В емкостных аппаратах, снабженных вибрирующими перемешивающими устройствами, удается получать гидродинамический режим, близкий к идеальному смешению. Поэтому они являются весьма перспективными для проведения в промышленном масштабе процессов растворения, эмульгирования, перемешивания, фильтрования, выщелачивания, а также для экстракционных, сорбционных, ионообменных и. других процессов [23, с. 206— 221 24, с. 317—320 25—28 29, с. 173].- [c.22]

В аппаратах с вибрирующими перемешивающими устройствами (рис. 14.30 [112]) можно получить гидродинамический режим, близкий к идеальному смешению, что позволяет их использовать для проведения процессов растворения, эмульгирования, экстракции и других процессов. На вибрирующей штанге укреплены два перфорированных диска. Амплитуда колебаний мешалки до 10 мм, частота колебаний от 4 до 10 с . [c.509]

Вибрационные массообменные аппараты по конструктивному признаку делятся на колонные и емкостные, в которых гидродинамические режимы близки, соответственно, к идеальному вытеснению и идеальному смешению (рис. 7.1, о, б). Поэтому емкостные аппараты перспективны для проведения процессов перемешивания, растворения, эмульгирования, выщелачивания и других, причем емкость сосуда может достигать 50 м , температура рабочей среды — 800 °С, давление — 50 МПа. [c.214]

При растворении полимеров в низкомолекулярных жидкостях энтальпия смешения АН в большинстве случаев мала в случае эластомеров она, как правило, положительна. Хорошая растворимость полимеров в большом числе растворителей обусловлена необычайно высокими значениями энтропии смешения. Именно с последним обстоятельством связаны и отклонения свойств растворов полимеров от свойств идеальных растворов. Теория растворов полимеров [2—5] позволила рассчитать энтропию смешения полимера с растворителем исходя из определения числа способов, которыми могут разместиться молекулы растворителя среди связанных в длинные гибкие цепи сегментов макромолекул (конфигурационную энтропию смешения). Несмотря на ряд существенных приближений используемой модели, полученные с ее помощью уравнения свободной энергии смешения и, соответственно, парциальных мольных свободных энергий компонентов системы (химических потенциалов полимера н растворителя) позволили объяснить важнейшие особенности поведения растворов полимеров. [c.33]

Растворение твердого вещества в жидкости можно представить как два последовательно протекающих процесса 1) плавление твердого вещества и 2) смешение двух жидкостей. В случае идеальных растворов теплота второго процесса равна нулю и величина 2 равна теплоте плавления твердого вещества (22=г12. пл. = АЯг, пл. и не зависит от выбора растворителя. Следовательно [c.229]

Первые работы Дж. Гильдебранда связаны с обоснованием закономерностей идеальных растворов. Им показано, что если при образовании раствора теплота растворения кристаллов соответствует скрытой теплоте плавления и растворы образуются без изменения суммы объемов, растворы следуют закону Рауля [61]. Рассматривая механизм внутримолекулярного взаимодействия в растворе, Дж. Гильдебранд ввел понятие о внутреннем давлении. Жидкости с равными внутренними давлениями образуют идеальный раствор. Жидкости с близкими внутренними давлениями и близкой полярностью взаимно растворимы в широком диапазоне концентраций. Для оценки энергии связи сил межмолекулярного взаимодействия им использованы величины скрытой теплоты испарения. Растворы с дисперсионными силами взаимодействия, у которых теплоты, смешения имеют низкие значения, а изменение энтропии происходит по закону идеальных газов, были выделены в отдельный класс, полу- [c.213]

Для газовой фазы в качестве стандартного и сравнительного состояния взят идеальный газ при давлении 1,01-10 Па (1 атм), для жидкой фазы взят чистый жидкий сорбат, т. е. уд 1=1 и =1-Изменение энтальпии АН° численно равно теплоте растворения <Э, причем АЯ = /.т + Д/г, где >1,т — скрытая теплота испарения —Ай — избыточная энтальпия смешения. [c.211]

Коллоидное растворение ПАВ осуществляется за счет энтропийного фактора — равномерное распределение растворенного вещества в растворе приводит к увеличению энтропии системы (идеальной энтропии или энтропии смешения). Действию этого фактора способствует повышение температуры. [c.187]

Коллоидное растворение ПАВ осуществляется за счет энтропийного фактора - равномерное распределение растворенного вещества в растворе приводит к увеличению энтропии системы (идеальной энтропии или энтропии смешения). Действию этого фактора способствует повышение температуры. Однако процесс дробления не доходит до образования молекулярного раствора. [c.74]

Как известно, мольная энтропия смешения двух веществ для идеальней системы или изменение энтропии системы При растворении некоторого количества вещества в данном объеме растворителя находится из следующего термодинамического уравнения [c.439]

Как известно, идеальные растворы, т. е. растворы, образующиеся без изменения энтальпии, энтропия которых равна энтропии смешения идеальных растворов, подчиняются закону Рауля, определяющему ряд важных свойств растворов в зависимости от содержания в них растворенного вещества. Если растворенное вещество нелетуче, т. е. если давление его паров практически равно [c.451]

Растворение твердого вещества в жидкости можно рассматривать как два последовательных процесса 1) плавление твердого вещества и 2) смешение двух жидкостей, В случае идеальных растворов теплота второго процесса равна нулю, и поэтому АН- , - АЯп,, где АН д — теплота плавления твердого тела. Таким образом, в этом случае [c.149]

Дифференциальная теплота растворения в реальном растворе может иметь как положительное, так и отрицательное значение. В самом деле, теплота плавления АЯ д всегда положительна, теплота же смешения либо положительна, либо отрицательна, либо равна нулю (идеальный раствор). Она положительна, если энергия, затрачиваемая на разрыв связей в чистых жидкостях, не компенсируется энергией, выделяемой при образовании связей между разнородными молекулами. В про- [c.149]

В работах, связанных с созданием пульсационной аппаратуры для процессов экстракции, сорбции, растворения, выщелачивания, смешения фаз, показана высокая эффективность искусственно создаваемых нестационарных гидродинамических процессов, протекающих с участием жидкой фазы [10]. Наиболее наглядно это видно на примерах аппаратов идеального перемешивания, в которых протекает реакция второго порядка (см., например, [И, 12]). Производительность реактора в нестационарных режимах возрастает по сравнению со стационарным на величину, пропорциональную квадрату амплитуды пульсаций входных концентраций, достигая максимальных значений при очень низких частотах. Производительность реактора становится еще больше, если периодически изменяется не только состав, но и расход, особенно, если амплитуды этих пульсаций велики и находятся в противофазе. Нестационарные режимы оказались наиболее эффективными в тех случаях, когда выражения для скоростей химических превращений имели экстремальные свойства или реакции были обратимыми. Особенно действенным каналом возбуждения для многих нестационарных процессов является температура теплоносителя. Для последовательных реакций в реакторе идеального перемешивания при неизменной температуре можно добиться увеличения избирательности, если порядки основной и побочной реакций отличаются друг от друга. [c.5]

В технологической практике процессов растворения чаще всего интересуются средней степеиью растворения твердой фазы на выходе из той или иной (например, последней) секции аппарата. Располагая полученной из эксперимента кинетической функцией растворения продукта (0) и плотностью распределения материала по величине безразмерного времени пребывания в секционирован-, ном аппарате идеального смешения — см. соотношение (2.57) — можно по аналогии с уравнением (2.53) записать выражение для средней доли нерастворившегося продукта на выходе из п-й секции [c.99]

Допустим, что реальному течению жидкости (газа) в аппарате соответствует некоторая топологическая структура потоков. Структура представлена рядом ячеек идеального смешения, связанных межъячеечными потоками, которые могут бьггь нестационарными и иметь самую различную физическую природу. Каждая ячейка характеризуется объемом И, и физическими параметрами, определяющими состояние находящейся в ней среды. В зависимости от интенсивности перемешивания в той или иной части аппарата, объемы ячеек мо1ут быть различными. Как показывает практика создания и применения таких моделей, в качестве параметров состояния обрабатываемой среды необходимо принимать такие интегральные характеристики, как, например, содержание в ячейке массы растворенного в жидкой фазе компонента А — М (т) = С (т)У , ее теплосодержание бХт) = рсУ,(Хх) и т. Д.- [c.655]

Модель идеального смешения с постоянным объемом камеры, как для химического реактора с мешалкой, принята П. А. Кулле [138] для ориентировочной оценки средней концентрации соли в рассоле камеры растворения и производительности скважин. [c.94]

Пример 8-5. В реакторе идеального смешения объемом 10 м проводится непрерывный процесс растворения кислорода в жидкости, сопровождаюшийся реакцией с растворенным реагентом А по уравнению [c.246]

Сворктва идеальных растворов, подобно свойствам разреженных газовых смесей, не зависят от природы растворенного вещества, а определяются лишь их концентрацией. Следовательно, единственной причиной их образования (как и образования газовых смесей) является возрастание энтропии при смешении. Для идеального раствора А5раств =Ь0 (так как растворение связано с изменением величины 10 для любого раствора). Однако А5смеш. в этом случае не будет зависеть от природы компонентов, а однозначно определится их соотношением (мольными долями). [c.137]

При постоянной температуре давление паров смеси зависит только от ее состава. Если силы притяжения между oди aкoвыми молекулами больше, чем между неодинаковыми, то наблюдается весьма слабая тенденция к взаимному смешению компонентов. Процесс растворения протекает с поглощением тепла, что приводит к уменьшению энтальпии испарения. Но при этом увеличивается летучесть смеси, и давление паров будет выше, чем это соответствует идеальной смеси (типы 1—3). Отклонения от идеального поведения можно выразить через [c.72]

В растворах ВМС реальная энтропия смешения значительно превышает идеальную. Например, идеальная энтропия смешения 1 г полиизобутилена с относительной молекулярной массой 320000 в 0,2 г изооктана равна 5ид = 52,0 Дж/(моль-К). Экспериментальное значение равно 5эксп = 2200 Дж/(моль-К). Такое различие объясняется тем, что при растворении ВМС возрастает возможность движения в растворе звеньев (сегментов) гибких макромолекул. [c.317]

Из теории Флори — Хаггинса следует, что растворение полимера в хороших растворителях сопровождается существенным уменьшением энергии Гиббса, что обусловлено как выделением теплоты (ДЯ<6), так и ростом энтропии. В таких системах Лг > О и % < 7г (отрицательное отклонение от идеальности). Это означает, что силы отталкивания между макромолекулами в растворе полимера обусловлены энтропийной составляющей и взаимодействием с растворителем. В плохих растворителях (Лг < 0) происходит поглощение теплоты (АН >0), и силы оттал14Ивання между макромолекулами имеют исключительно энтропийную природу рост энтропии полностью перекрывает рост энергии Гиббса вследствие межмолекулярного взаимодействия. В этих системах возможно достижение температуры Флори (положительная энтальпия смешения компенсируется избыточной энтропией), ниже которой доминируют силы притяжения между макромолекулами (Лг < 0). [c.324]

Если исходить из представлений, используемых при вычислении идеальной энтропии смешения изодиаметрических молекул, зависящей только от числа смешивающихся молекул, то повышение молекулярного веса одного компонента должно приводить к уменьшению числа молекул этого компонента в I г системы и, следовательно, к уменьшению энтропии смешения данных весовых количеств обоих веществ. Энтальпия ( или внутренняя энергия) не должна изменяться, поскольку весовые количества смешивающихся компонентов, а следовательно, и число взаимодействующих атомных групп не изменяются. Отсюда следует, что по мере повышения молекулярного веса полимера значение энтропийного члена TAS в уравнениях (XIV, 3) и (XIV, 4) будет неограниченно уменьшаться и определяющее значение должен приобрести энергетический член АН или АН. Однако при исследовании растворения высокомолекулярных веществ с цепными молекулами было [c.439]

Даже при растворении веществ с жесткими, сильно вытянутыми молекулами в низкомолекулярной жидкости с изодиаметрическими молекулами энтропия смешения будет больше, идеальной, поскольку число размещений таких вытянутых молекул намного пренысит число размещений того же числа изр-диаметрических молекул двух сортов, [c.440]

Однако, как показали дальнейшие исследования, отклонения в поведении реальных растворов от закона Рауля могут объясняться не только энергетическим взаимодействием обоих компонентов, но и тем, что в реальных растворах энтропия смешения может быть и не равна энтропии смешения для идеальной системы. Если молекулы одного компонента могут располагаться среди молекул другого компонента большим числом способов, чем среди себе подобных молекул, то энтропия раствора будет больше значения идеальной энтропии смешения. Понятно, что это приведет к отрицательным отклонениям от закона Рауля. Особенно важную роль подобное явление играет в случае растворов высокомолекулярных веществ, в которых молекулы растворенного вещества обладают анизодиаметрией и гибкостью, что способствует увеличению энтропии смешения. Наоборот, если молекулы одного компонента располагаются среди молекул другого меньшим числом способов, чем среди себе подобных, то энтропия смещения [c.452]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология