Многокомпонентные системы распределение веществ между фазами

Ввиду большой кратности элементарных актов распределения веществ между двумя фазами практически полное разделение многокомпонентной системы достигается уже при относительно малых значениях коэффициентов распределения порядка 10 —10- и при незначительной разнице в абсолютных значениях коэффициентов распределения компонентов. [c.360]

Межфазное поведений углеводородов, их смеси или нефти в многокомпонентных системах можно моделировать алканами. Для любого углеводорода существует свой алкановый эквивалент (а.э.), который показывает, что углеводород ведет себя в системе аналогично алкану с соответствующим числом углеводородных атомов. Число атомов углеводорода алкановой цепи, соответствующее а, принято называть алкановым углеводородным числом (а.ч.). Хотя алкановое число является характеристикой исследуемой системы в целом при определенных температурах, концентрации электролитов, структуре и концентрации сопутствующих ПАВ, оно может быть характеристикой самого ПАВ. Влияние различных параметров на а.ч. описывается эмпирическими корреляциями, основанными на исследованиях как индивидуальных, так и сложной смеси технических ПАВ. Введение электролитов в водный раствор суль-фанатов приводит к обогащению межфазного слоя ПАВ. Однако не всегда обеспечиваются условия для оптимального распределения их между водной и углеводородными фазами. Высокое сродство поверхностно-активных веществ к обеим граничащим фазам достигается добавлением в систему сопутствующих ПАВ, в качестве которых наиболее часто используют спирты [19, 20]. Наличие спиртов ведет к образованию более разрыхленной структуры межфазного слоя. Увеличение длины радикала спирта способствует повышению сродства системы к углеводородной фазе, что снижает оптимальную концентрацию электролита и увеличивает глубину минимума межфазного натяжения [19, 20]. Низшие спирты вызывают обратный эффект. Увеличение количества атомов углерода в боковой цепи сопутствующих ПАВ мало сказывается на изменении а. Например, трет-бутиловый и изопропиловый спирты оказывают такое же действие на систему вода-ПАВ-углеводород, как и этанол. [c.10]

Действительно, знание величин у1 позволяет определить характеристики равновесия жидкость — пар в данной системе при малых содержаниях компонента 1, позволяет оценить степень неидеальности системы и область выполнения закона Генри. Из данных о у просто определить коэффициент распределения компонента 1 между жидкой и паровой фазами (что важно для хроматографии), коэффициент распределения компонента / между двумя несмешивающимися растворителями. Значения для разных веществ в одном растворителе позволяют судить о селективности растворителя по отношению к этому ряду веществ и оценить экстракционные качества растворителя. Наконец, значения у просто связаны с параметрами корреляционных уравнений, широко применяемых в настоящее время для целей описания и расчета равновесий жидкость — пар в бинарных и многокомпонентных системах. Следовательно, если данные о 7 известны, или же если их просто определить экспериментально, то это открывает хорошие возможности для расчета равновесия жидкость — пар при всех концентрациях системы. На основании температурной зависимости предельных значений коэффициентов активности могут быть вычислены энтальпийные и энтропийные характеристики разбавленного раствора. [c.6]

С точки зрения правила фаз раствором называется многокомпонентная гомогенная часть системы, состав которой в известных пределах может непрерывно и произвольно меняться. В этом определении подчеркиваются два основных признака любого истинного раствора его гомогенность и переменность состава. Гомогенность раствора обеспечивается равномерным распределением молекул одного вещества среди молекул другого. Переменность состава раствора надо понимать в том смысле, что хотя растворы образуются в результате химического взаимодействия компонентов (Д. И. Менделеев), но в отличие от химических соединений они не подчиняются закону постоянства состава. Поэтому относительные количества веществ в растворе могут быть любыми и ограничены только их взаимной растворимостью. Растворы отличаются от химических соединений также характером и величинами энергии связи между частицами. Химическое соединение образуется за счет мощных валентных связей, а раствор, главным образом, за счет гораздо более слабого межмолекулярного взаимодействия. Но возможны переходные случаи, тогда по величинам энергий связи трудно бывает отличить раствор от химического соединения. [c.178]

В многокомпонентных гетерогенных системах, в процессе их стремления к устойчивому термодинамическому состоянию, могут возникать весьма разнообразные распределения веществ между граничащими фазами. В некоторых случаях отдельные компонщ-ты системы в результате атомно-молекулярных взаимодействий на границе раздела фаз, протекающих для различных веществ с различной активностью, не только не переходят из одной фазы в другую, но, наоборот, вытесняются другими, более поверхностно-активными веществами обратно, в глубь той же фазы, и относительная концентрация такого компонента в объеме этой фазы не уменьшается, а увеличивается. Такое явление названо отрицательной сорбцией. [c.7]

Еще одной важной стороной равновесности при выращивании кристаллов по механизму жидкость — твердая фаза является растворимость следовых количеств примесей или активаторов в твердой фазе. В данном разделе речь пойдет о важной количественной характеристике, каковой служит коэффициент распределения, или коэффициент разделения. Как уже отмечалось, в процессе роста в идеальной однокомпонентной системе не может быть ни примесей, ни активаторов. Не исключено, что вопрос о коэффициенте распределения нам следовало бы отложить до тех пор, пока речь не зайдет о росте в многокомпонентных системах. Но при значительном содержании других компонентов в системе ростовые проблемы предстают в соверщенно ином свете, чем при наличии в ней только следовых количеств примесей. Поэтому следовую ситуацию целесообразно рассмотреть как составную часть однокомпонентного роста. Не ясно, где проходит граница между одно- и многокомпонентным ростом по концентрации второго компонента. Но ясно, что рост из раствора, когда кристалл является растворимым веществом, а мольная доля растворителя выше мольной доли растворенного вещества, относится к выращиванию из многокомпонентной системы. Даже понятия растворитель и растворенное вещество часто употребляются совершенно произвольно, причем более легкоплавкий материал обычно считается растворителем. Мы же станем поступать логичнее, считая растворимым веществом тот материал, мольное содержание которого в системе меньше. Во многих случаях это будет устойчивая твердая фаза. Если отвлечься от концентрационного переохлаждения ), то концентрацию других компонентов в такой системе можно будет полагать достаточно малой и позволяющей считать ее однокомпонентной. [c.62]

В термодинамических расчетах многокомпонентных систем единицей количества вещества, как и в случае систем однокомпонентных, является один моль. Но в данном случае он распределен между компонентами пропорционально их мольным долям. Остальные соображения при выборе переменных остаются теми же, что и в случае систем однокомпонентных. Таким образом, в уравнение состояния, описывающее какую-либо фазу двухкомпонентной системы, по аналогии с системой однокомпонентной, вводятся следующие четыре переменных температура Т, давление р, мольный объем системы сложного состава о и мольная доля одного из компонентов, например, первого Хь Мольная доЛя второго компонента Х2 тем самым уже задана, она равна 1—Х . [c.151]

Растворы широко распространены в природе и имеют важное значение в химической технологии. С молекулярно-кинетической точки зрения раствор — гомогенная смесь, состоящая из нескольких веществ, находящихся в состоянии молекулярного раздробления. С точки зрения правила фаз раствором называется двух- или многокомпонентная гомогенная часть системы, состав которой может произвольно меняться в границах, определяемых взаимной растворимостью веществ. В этих определениях подчеркиваются два основных признака любого истинного раствора его гомогенность и переменность состава. Гомогенность раствора обеспечивается равномерным распределением молекул (или ионов) одного вещества среди молекул другого вещества. Переменность состава растворов надо понимать в том смысле, что хотя растворы образуются в результате химического взаимодействия компонентов (Д.И. Менделеева), но в отличие от химических соединений они не подчиняются закону постоянства состава. Поэтому относительные количества веществ в растворе могут быть любыми и ограничены только их взаимной растворимостью. Растворы отличаются от химических соединений также характером и величинами энергии связи между частицами. Химическое соединение образуется за счет мощных валентных связей (энергия порядка 130—630 кдж1моль), а раствор, главным образом, за счет гораздо более слабого межмолекулярного взаимодействия (энергия взаимодействия порядка 2—40 кдж/моль). Но возможны переходные случаи, тогда по величинам энергий связи трудно бывает отличить раствор от химического соединения. [c.171]

Впервые термин автоадсорбция, т.е. адсорбция в однокомпонентных двухфазных системах, был введен, по-видимому, автором [1] (во всяком случае в [1] отсутствуют ссылки на более ранние работы). Несмотря на то, что он якобы использует метод изложения, близкий к методу, примененному впервые Гиббсом , на самом деле это не совсем так, о чем свидетельствует хотя бы то, что вводится понятие толщины неоднородного межфазного слоя, принципиально чуждое методу Гиббса [2]. Нельзя согласиться и с тем, что однокомпонентные системы, с точки зрения определения адсорбции, ничем не отличаются от многокомпонентных (см. ниже). Термин автоадсорбция не получил широкого распространения, но все же иногда встречается (см., например, [3]). Обычно под автоадсорбцией подразумевают уплотнение вещества в поверхностном слое, так как молекулы на поверхности сильнее взаимодействуют с молекулами, находящимися внутри фазы, чем последние между собой [3]. Ссылаются также на изменение структуры (конформации) и ориентации молекул на межфазной границе. Одно время обсуждалась гипотеза, согласно которой, в некоторых однокомпонентных системах возможно повышение плотности на границе фаз по сравнению с ее значением в жидкой фазе, т.е. немонотонное изменение плотности при переходе из одной фазы в другую. Но не было найдено ни экспериментального, ни теоретического доказательства, и вопрос по-прежнему остается открытым. Реальное распределение плотности в межфазной области однокомпонентной системы неизвестно, хотя в молекулярных моделях обычно принимается, что оно монотонно (см., например, [4]). [c.109]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология