Температура кипения растворов идеальных

При определении температуры кипения растворов в аппаратах исходят из следующих допущений. Распределение концентраций раствора в выпарном аппарате с интенсивной циркуляцией практически соответствует модели идеального перемешивания. Поэтому концентрацию кипящего раствора принимают равной конечной в данном корпусе и, следовательно, температуру кипения раствора определяют при конечной концентрации. [c.87]

Жидкость кипит при температуре, при которой давление ее насыщенного пара становится равным внешнему давлению (в обычных условиях это давление 1,0133 10 Па = 1 атм.) Из закона Рауля следует, что давление пара над идеальным раствором нелетучего вещества меньше, чем над чистым растворителем при той же температуре. Температура кипения идеального раствора будет поэтому выше температуры кипения чистого растворителя Т (рис. 117). Разность = Ту — Т характеризует повышение температуры кипения раствора. Уравнение (123.1) остается справедливым при температуре кипения раствора. В точке кипения давление будет равно постоянному внешнему давлению Рр [c.355]

К любым жидким смесям (идеальным и неидеальным) применимо правило, известное под названием первого закона Коновалова пар по сравнению с жидкостью, находящейся с ним в равновесии, обогащен тем компонентом, добавление которого к жидкости повышает общее давление пара (или понижает температуру кипения раствора при заданном давлении). [c.89]

Величины ai можно установить на основании исследования любых термодинамических свойств растворителя. К таким свойствам относится прежде всего давление пара растворителя. Для идеального раствора давление пара растворителя зависит от его мольной доли, для реального раствора — от активности растворителя в растворе. Можно использовать криоскопический метод, т. е. понижение температуры замерзания растворителя, так как температура, при которой выпадает твердая фаза из раствора, есть свойство, зависящее от активности растворителя в растворе. Может быть применен эбулиоскопический метод, так как температура кипения раствора зависит от активности растворителя в растворе. Можно также использовать осмотическое давление, т. е. любое термодинамическое свойство. [c.37]

Изменение температуры кристаллизации растворителя представляет собой не единственный эффект подобного рода. На рис. 10 ясно, что понижение химического потенциала растворителя в растворах должно приводить одновременно к повышению температуры кипения раствора при постоянном давлении. Для разбавленных идеальных растворов [c.91]

Это и есть уравнение, связывающее температуры кипения раствора (Г ) и растворителя (Т ) с составом атого раствора. Анализируя уравнение (9.9), следует помнить, что по условию задачи был взят идеальный разбавленный раствор, т. е. молярная доля растворенного вещества Л в 1. Отсюда, используя соотношения (9.3) и (9,9), находим [c.96]

В результате понижения давления пара над раствором нелетучего вещества повыщается температура кипения раствора, что позволяет вычислить молекулярный вес растворенного вещества [13]. Для воды повыщение температуры кипения в идеальном одномоляльном растворе нелетучего вещества составляет 0,513 К- [c.114]

Отклонение температур кипения. В основе разделения с помощью экстрактивной разгонки лежит отклонение свойств смеси компонентов, которые подлежат разделению в присутствии растворителя, от идеальности отклонение для одного компонента будет значительно большим, чем для другого. Таким образом, сравнение действительных температур кипения растворов индивидуальных компонентов с температурами кипения, предсказанными для идеальной смеси, может дать приближенное представление о разделяющей эффективности растворителя. Это испытание может быть выполнено следующим образом. Смешивают равные объемы одного из компонентов и растворителя и определяют температуру кипения смеси. То же повторяют с другим компонентом. Отмечают разницу в наблюдаемых температурах кипения. Теоретическая температура кипения каждой смеси вычисляется по ее составу мольному) и точкам кипения чистых веществ, причем принимается линейная зависимость температуры кипения от состава. Разница между вычисленными точками кипения сравнивается с экспериментально найденной разницей. Если последняя значительно больше, чем вычисленная величина, то растворитель должен при экстрактивной разгонке улучшить разделение. Однако для точного установления степени этого улучшения требуется экспериментальная проверка с помощью прибора для определения равновесия. [c.283]

Эбуллиоскопический метод основан на зависимости температуры кипения раствора от его концентрации, Молекулярный вес определяют, измеряя разность температур (АТ) кипения раствора и чистого растворителя при постоянном давлении. Для идеального раствора и, приближенно, для разбавленных растворов полимеров повышение температуры кипения связано с величиной МВ растворенного вещества уравнением [c.31]

Применяемые при экстракции системы с ограниченной растворимостью значительно отличаются от идеальных, и именно на этом основана возможность осуществления самого процесса экстракции. Степень отклонения растворов от идеальности проявляется в отклонениях их свойств от перечисленных выше свойств идеальных растворов. Изучение этих отклонений дает возможность предсказывать поведение соответствующих систем в процессе экстракции. Для расчета равновесия практически наиболее важным свойством идеального раствора является давление его паров, так как о температурах кипения растворов, давлении паров, составах азеотропных смесей и равновесии пар—жидкость накоплено значительное количество данных. Классификация соединений по признаку влияния межмолеку-лярных сил на свойства растворов также может быть весьма полезной при расчетах. Такие свойства, как изменение объема раствора при смешении и теплоты растворения, имеют меньшее значение вследствие ограниченности соответствующих экспериментальных данных. [c.71]

Перегонка идеальных жидких смесей. Определив опытным путем давление насыщенного пара над бинарным идеальным раствором при нескольких температурах в пределах от температуры кипения низкокипящего компонента В (Г ) до температуры кипения высококипящего компонента А (Т ), можно построить диаграмму, выражающую зависимость температуры кипения раствора от состава жидкой фазы при данном давлении (рис. 32). Чем больше давление насыщенного пара компонента (т..е. чем более он летуч), тем при более низкой температуре достигается давление 101325 н м тем, следовательно, ниже нормальная температура кипения этого компонента [c.122]

Эбулиоскопическая постоянная численно равна повышению температуры кипения раствора, содержащего 1 кмоль растворенного вещества в 1000 кг растворителя, при условии, что раствор при т = 1 является идеальным, и растворенное вещество не диссоциирует и не ассоциирует. Следовательно, величина Es не равна наблюдаемому повышению температуры кипения раствора при т = 1, а характеризует повышение температуры кипения бесконечно разбавленного раствора неэлектролита, которое пересчитано на концентрацию т = 1. В случае разбавленных растворов электролитов уравнение (111,41) принимает вид [c.145]

Равновесие идеальный раствор — пар. Связь между температурой кипения раствора и составами жидкости и пара выражается уравнением, аналогичным уравнению (2.62) [c.96]

Таким образом, видим, что коэффициент пропорциональности Ке уравнения (72), который называют молекулярным повышением температуры кипения раствора, можно определить, как повышение температуры кипения такого раствора, концентрация которого равна 1 г-мол растворенного вещества в 1000 г растворителя, если бы растворы этой концентрации подчинялись законам идеальных газов. [c.57]

Мы рассмотрим теперь те свойства идеального раствора, которые зависят от его состава. К ним относятся давление насыщенного пара растворителя и растворенного вещества (если оно летуче), повышение температуры кипения раствора и понижение его температуры замерзания и, наконец, осмотическое давление раствора. [c.126]

В каждом из этих способов повышение концентрации пара от среднего значения до концентрации, равновесной крепкому раствору может быть достигнуто в самом кипятильнике. Если крепкий раствор поступает в кипятильник сверху в противоток пару, выходящему из него, и поверхность соприкосновения между этими потоками будет велика, то при идеальном теплообмене пар может иметь температуру крепкого раствора. Таким образом, пар может быть охлажден от средней температуры в кипятильнике t AO низшей температуры кипения раствора в этом аппарате t, и, следовательно, концентрация выходящего пара должна быть равна концентрации равновесного пара в начале кипения при давлении р и температуре В действительности идеального теплообмена нет поэтому концентрация пара будет практически на 2— 3% меньше значения В наших теоретических рассуждениях будем считать теплообмен между выходящим из генератора паром и поступающей жидкостью идеальным. [c.494]

Известно, что при постоянной температуре парциальное давление пара компонента идеального раствора равно давлению пара чистого компонента, умноженному на его мольную долю. Применяя это положение, находим, что нормальная температура кипения растворов кислорода во фторе с содержанием фтора 65% и 80% равна соответственно Ткип.65", =86,7 К и 7 к п.8о = 86,0 К. [c.18]

Известно, что при некоторой температуре парциальное давление пара компонента идеального раствора равно давлению пара при этой температуре над чистым компонентом, умноженному на его мольную долю в растворе. Применяя это положение, находим, что нормальные температуры кипения растворов кислорода во фторе с содержанием фтора по массе 70% , 50% и 30% равны, соответственно, Т КИШ 70 /о 86,4° К Т кип> 50% 87,4° К и Гкип, зо% = 88,5° К- Эти значения совпадают с данными, приведенными в работе [121]. При этом зависимости давления насыщенного пара от температуры приняты для кислорода по [c.20]

В каждом из этих способов повышение концентрации пара от среднего значения до концентрации, равновесной крепкому раствору 1, может быть достигнуто в самом кипятильнике. Если крепкий раствор поступает в кипятильник сверху в противоток пару, выходящему из него, и поверхность соприкосновения между этими потоками будет велика, то при идеальном теплообмене температура пара и крепкого раствора будут одинаковыми. Таким образом, пар может быть охлажден от средней температуры в кипятильнике tm до низшей температуры кипения раствора в этом аппарате [c.591]

К первому типу относятся растворы, так называемого, нормального вида, у которых равновесные изобарные и изотермические кривые кипения и конденсации, построенные по экспериментальным данным, имеют форму, идентичную с формой этих же равновесных кривых идеального раствора. Опытные данные отклоняются от значений свойств, рассчитанных по законам идеальных растворов, но характерным является то, что обе экспериментальные кривые во всем интервале мольных соотношений сохраняют монотонность, не имеют экстремальных точек и, что давление пара раствора и его температура кипения на всем интервале концентраций являются промежуточными между упругостями паров и точками кипения чистых компонентов системы (фиг. 1 и 2). [c.11]

Расчет температуры кипения смеси. Если предположить, что паровая фаза подчиняется законам идеальных систем (это допущение справедливо для умеренных давлений) и за стандартное состояние взять условия бесконечно разбавленных растворов, то уравнение (13—28) для расчета температуры кипения смеси и состава паровой фазы можно записать в виде [c.416]

Активностью (точнее — термодинамической активностью) данного компонента называется такая величина, которая связана с другими термодинамическими величинами, так же как в идеальных растворах с ними связана концентрация этого компонента Активность данного компонента зависит от состава раствора (точнее— от концентраций каждого из компонентов), а также от температуры и давления. К таким свойствам принадлежат изобарный потенциал, парциальные давления насыщенного пара, температура замерзания, температура кипения, константа равновесия химической реакции и др. Для выражения соотношений между активностью и этими свойствами в любом растворе или газовой смеси достаточно подставить величину активности вместо концентрации в соотношения, выражаюш,ие зависимость этих свойств от концентрации в простейших (идеальных) растворах. [c.313]

Сопоставляя различные методы выбора разделяющих агентов, необходимо иметь в виду, что все свойства растворов взаимосвязаны и их значения определяются свойствами компонентов и интенсивностью их взаимодействия друг с другом. Поэтому о характере отклонений от идеального поведения можно судить не по одному, а по ряду свойств. Так, к заключению о пригодности воды в качестве разделяющего агента для системы этанол—этилацетат можно прийти, основываясь на том, что смеси этилацетата и воды имеют более низкие температуры кипения, чем такого же состава смеси этанола и воды. К этому же выводу можно прийти, основываясь на том, что азеотроп этилацетат—вода имеет более глубокий минимум температуры кипения, а также принимая во внимание наличие ограниченной взаимной растворимости в системе этилацетат—вода, в противоположность системе этанол—вода. Из этого следует, что все методы выбора разделяющих агентов по свойствам растворов практически равноценны. Выбор же того или иного метода должен в каждом конкретном случае определяться степенью полноты имеющихся данных о свойствах растворов и трудностью их экспериментального определения. [c.71]

Выше (стр. 31) было показано, что образование азеотропа является следствием отклонения системы от идеальности. Характер зависимости температуры кипения и состава пара от состава жидкости в бинарных системах, имеющих положительный и отрицательный азеотропы, иллюстрируется рис. 19. При составах жидкости, лежащих до азеотропной точки, в системах с положительными азеотропами пар содержит больше, чем раствор того компонента, концентрация которого принята в качестве независимой переменной. В области концентраций, лежащих за азеотропной точкой, пар относительно богаче вторым компонентом. В системах с отрицательными азеотропами имеет место обратная зависимость. [c.72]

Жидкие растворы по своей природе, свойствам, характеру взаимодействий между частицами очень разнообразны, в связи с чем трудно создать единую количественную теорию, описывающую поведение различных растворов в широкой области концентраций. Наука о растворах —одна из наиболее старых областей естествознания, в развитие которой сделан вклад многими исследователями. В ходе развития учения о растворах были высказаны две точки зрения на природу растворов —физическая и химическая. Физическая теория растворов, возникшая главным образом на основе трудов Вант-Гоффа, Аррениуса и Оствальда, опиралась на экспериментальное изучение коллигативных свойств разбавленных растворов (осмотическое давление, новышение температуры кипения, понижение температуры замерзания раствора и т. п.), зависящих главным образом от концентрации растворенного вещества, а не от его природы. Количественные законы (законы Вант-Гоффа, Рауля) были открыты в предположении, что в разбавленных растворах молекулы растворенного вещества подобны молекулам идеального газа. Отступления от этих законов, наблюдаемые для растворов электролитов, были объяснены на основе теории электролитической диссоциации Аррениуса. Простота представлений физической теории и успешное применение ее как для объяснения свойств растворов электролитов, так и для количественного изучения электрической проводимости растворов обеспечили быстрый успех этой теории. Химическая теория растворов, созданная преимущественно Менделеевым и его последователями, рассматривала процесс образования раствора как разновидность химического процесса, характеризующегося взаимодействием частиц смешивающихся компонентов. Менделеев рассматривал растворы как системы, образованные частицами растворителя, растворенного вещества и неустойчивых химических соединений, которые образуются между ними и находятся в состоянии частичной диссоциации. В классических трудах Менделеева четко сформулированы основные положения теории растворов. Менделеев указывал на необходимость использования всей суммы химических и физических сведений о свойствах частиц, [c.344]

Температура кипения и замерзания идеального раствора [c.355]

На рис. VII. 2 представлена зависимость температуры кипения раствора от состава для той же идеальной системы СбНдВг— eHs l при атмосферном давлении. Эту диаграмму можно построить и теоретически, если известна температурная зависимость давления пара каждой из чистых жидкостей между их нормальными точками кипения. [c.89]

Кзб — численно равна повышению температуры кипения раствора, содёр>кащего 1 моль растворенного вещества в 1000 г растворителя, при условии, что раствор этой концентрации обладает свойствами идеального и растворенное вещество не диссоциирует и не ассоциирует. (Повыщение температуры кипения растворов электролитов см. 8.5.) [c.80]

Чтобы по уравнению (1.98) рассчитать состав пара, находящегося в равновесии с жидкостью определенного состава, необходимо располагать сведениями о свойствах чистых компонентов (они обычно известны) и о зависимости коэффициентов активности от состава. Термодинамика не дает априорных способов определения этих зависимостей. Расчет по уравнению (1.98) не представляет труда лишь для идеальных систем, поскольку в этом случае а = р°/р° и а = onst при Т = = onst. При р = onst температура кипения раствора меняется с изменением его состава. Соответствующим образом меняются р° и р°, а также их отношение. Используя уравнение (1.79) для описания зависимости давления пара от температуры, получаем [c.40]

При >Pg или Р° > Р°уравнения (И1,23) и (И 1,24) дают соответственно 5 jV и N g N . откуда следует, что пар относи-тельнообогащентемкомпонентом, прибавление которого к смеси повышает общее давление пара и уменьшает температуру кипения раствора при данном давлении. Эта закономерность была установлена опытным путем Д. П. Коноваловым и называется первым законом Коновалова. Изэтогозакона следует, что зависимость общего давления насыщенного пара над идеальным раствором от состава газообразной фазы графически должна выражаться кривой (см. рис. 31, кривая акв). Так, например, составу жидкой фазы = 0,24 при данной температуре отвечает общее давление насыщенного пара, представленное точкой с. Это же давление насыщенного пара отвечает и составу газообразной фазы, находящейся в равновесии с жидкой фазой при той же температуре. Так как компонент В более летуч, то, согласно первому закону Коновалова, в газообразной фазе его киломольная доля больше чем 0,24 (например, 0,4, что отвечает точке к). Следовательно, функция Р = (р (М0 при 0< N < 1 имеет значения, отвечающие точкам кривой акв, и только при [c.122]

Так как образующийся пар, согласно первому закону Коновалова, обогащается низкокипящим компонентом В, то жидкий раствор, находящийся в равновесии с этим паром, обогащается вы-сококипящим компонентом А, в результате чего температура кипения раствора повышается. Так, если состав жидкого раствора изменится до Л з = 0,1, то температура кипения его повысится до Та- Вследствие taкoгo изменения состава раствора при его испарении в остатке получится практически чистый компонент А с температурой кипения Г . Если пар состава = 0,58 сконденсировать, а затем полученный раствор нагреть, то при достижении температуры Тд он закипит. Образующийся при этом пар также будет обогащен низкокипящим компонентом В. Продолжая такой процесс испарения и конденсации, можно в конце концов бинарный идеальный раствор разделить на чистые компоненты А и В. [c.123]

При этом нужно руководствоваться правилом, что при прибавлении к раствору твердого вещества возрастает относительная летучесть того компонента, в котором это вещество хуже растворимо. При выборе твердых веществ в качестве разделяющих агентов полезны данные о температурах кипения растворов рассматриваемого вещества в компонентах заданной смеси. Если раствор твердого вещества в одном компоненте имеет более высокую температуру кипения, чем раствор такого же состава во втором компоненте, то относительная летучесть последнего при прибавлении этого твердого вещества будет увеличиваться. Это связано с тем, что большему повышению температуры кипения раствора по сравнению с растворителем соответствуют ббльщие отрицательные (или меньшие положительные) отклонения от идеального поведения. [c.95]

Если растворенное вещество нелетуче, т. е. в равновесии с раствором находятся пары чистого растворителя, то в уравнении (IX, 1) индекс / относится к первому компоненту, а числитель правой части уравнения будет равен теплоте конденсации пара враствор. Расчленяя эту величину на теплоту конденсации пара в чистый растворитель и теплоту взаимодействия в растворе и принимая во внимание, что второе слагаемое по абсолютной величине меньше первого, приходим к выводу, что Н, — О, т. е. (ЛУ /<57 ) < О, а поэтому дТ1дЫ > 0. Следовательно, температура кипения раствора нелетучего вещества больше температуры кипения чистого растворителя. Этот вывод непосредственно следует из принципа смещения равновесия введение в равновесную однокомпонентную систему жидкость — пар нелетучего вещества приводит к уменьшению концентрации растворителя в жидкой фазе, что вызывает стремление паров к конденсации (так как это увеличивает концентрацию растворителя, уменьшенную введением второго компонента) для восстановления нарушенного равновесия необходимо повышение температуры. Следует иметь в виду, что энтальпия растворителя, находящегося в равновесии с раствором (//1), в общем случае отличается от энтальпии паров над чистым растворителем, так как разностью давлений этих паров и изменением энтальпии при изотермическом сжатии можно пренебречь лишь тогда, когда пар по своим свойствам близок к идеальному газу. [c.281]

На фиг. 8 представлены кривые парциальных давлений одного из компонентов бинарного неидеального раствора в функции мольного состава жидкой фазы для различных положительных отклонений от закона Рауля. При некоторых определенных значениях величин отклонений от свойств идеального раствора и, в частности, для систем, компоненты которых имеют близкие температуры кипения, кривая общего давления паров системы может иметь экстремальную точку. В этом случае раствор, состав которого отвечает максимуму или минимуму суммарной упругости паров, называется азеотропи-ческим раствором и характеризуется тем, что жидкость кипит при постоянной температуре и находится в равновесии с паром одного и того же с нею состава [7]. [c.17]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология