Межфазные равновесия

Известно, что условием межфазного равновесия относительно заряженных частиц является равенство их электрохимических потенциалов в этих фазах, т. е. в случае ионов водорода [c.174]

Переход экстрагируемых компонентов из исходного раствора в растворитель происходит вследствие разности концентраций, и поэтому данный процесс относится к числу диффузионных. Перемещение молекул целевого компонента происходит до тех пор, пока концентрация не достигнет некоторой предельной величины, которая определяется как состояние физического равновесия. В связи с этим теория процесса экстрагирования основывается на законах, относящихся к явлению растворимости, состоянию межфазного равновесия и диффузии, по аналогии с теоретическим обобщением закономерностей таких известных и широко распространенных диффузионных процессов, как абсорбция и ректификация. [c.9]

Одним из способов, позволяющих уменьшить содержание в антрактном растворе ценных масляных компонентов, является возбуждение, или ввод рециркулята, нарушающего существующее межфазное равновесие. В результате усиливается переход компонентов из одной фазы в другую из экстрактного раствора выделяются желательные компоненты как наименее растворимые в данном растворителе, увеличивая выход рафината из рафинатно-го раствора переходят в экстрактный раствор компоненты с более низким индексом вязкости, что приводит к повышению качества рафината. Расход рециркулята можно увеличить, повышая температурный градиент экстракции. Однако слишком большое повышение приводит к нарушению работы аппарата и снижению эффективности процесса. [c.99]

Алгоритм расчета многокомпонентного равновесия также можно причислить к алгоритмам преобразования данных. В настоящее время многокомпонентное равновесие рассчитывается обычно на основе бинарных равновесных данных, при этом накладываются очень жесткие ограничения на время расчета, поскольку по специфике проектирования массообменных процессов расчет межфазного равновесия является одним из наиболее интенсивно используемых алгоритмов. В связи с этим следует отметить работы [38, 39 , в которых предложены методы расчета многокомпонентного равновесия, значительно экономящие время. [c.230]

Центральным этапом этой процедуры, определяющим специфику топологического представления процессов в гетерофазных системах, является отражение в терминах диаграмм связи физико-химических явлений на границе раздела фаз, в первую очередь условий межфазного равновесия. [c.143]

Тормозящая среда. Фрагмент диаграммы связи тормозящей среды одновременно служит граничным условием для обеих фаз. Естественно, что он должен отражать условия межфазного равновесия в системе. Эти условия частично изображены на фрагменте связной диаграммы твердой среды, однако целесообразно выделить их более четко [c.349]

Принципы расчетов разделения двухфазной системы можно проиллюстрировать на примере расчета процесса обычной сепарации. Рассмотрим систему, представленную на рис. 41. Она находится в стабильном состоянии, т. е. в любой точке системы температура, давление и состав постоянны. Таким образом, жидкая и газовая фаза находятся как во внутрифазном, так и межфазном равновесии (температура и давление жидкой и газовой фаз одинаковы, состав каждой фазы не изменяется). [c.65]

Скорость установления межфазного равновесия либо бесконечно велика, и тогда равновесие устанавливается мгновенно, либо имеет малую величину, что приводит к медленному установлению равновесия. Теория равновесной (идеальной) хроматографии рассматривает первый случай, т. е. принимается, что [c.20]

Следовательно, межфазное равновесие на границе раздела двух жидких фаз будет более сложным (по сравнению с таким равновесием, когда химическая природа распределяемого вещества в обеих фазах одинакова), что схематически можно представить в виде [c.246]

При экстракции кислоты устанавливается гетерогенное межфазное равновесие (9.14) [c.252]

Необходимым условием физического М. является равенство в объекте и его модели т. наз. критериев подобия, представляющих собой определенные безразмерные комбинации разл. физ. величин, оказывающих влияние на параметры объекта и модели. На практике обеспечить указанное условие в случае равенства неск. критериев подобия чрезвычайно трудно, если только не делать модель тождественной объекту М. Поэтому используется приближенное физическое М., при к-ром второстепенные процессы, происходящие в объекте, либо не моделируются совсем, либо моделируются приближенно. Напр., массообменная тарельчатая колонна моделируется насадочной лаб. колонкой при этом подобие гидродинамич. обстановки в объекте и модели игнорируется, а моделируется лишь разделит, способность аппарата, определяема термодинамич. закономерностями межфазного равновесия. [c.101]

Равновесие в гетерогенных процессах, определяющее равновесный выход продукта, зависит от температуры, давления и концентраций взаимодействующих веществ. Константы химического равновесия в каждой фазе гетерогенной системы вычисляют по уравнениям (П.5)— (П.30). Межфазное равновесие определяют иа основе закона распределения вещества и правила фаз (см. гл. VI). [c.47]

Коэффициенты а- могут быть определены из физико-химических свойств разделяемой смеси (например, данных по межфазному равновесию), свойств выходящих потоков (например, остаточная влажность осадка при фильтровании суспензии), данных о конкретном оборудовании. Рассмотрим два примера. [c.257]

Межфазное равновесие определяется равенством температур, давлений и фугитивностей отдельных компонентов в любой точке системы, т.е. для компонента г можно записать [c.336]

I ИЗ эффективных способов повышения четкости разделения масляных компонентов является возбуждение или ввод рециркулята в экстракционную колонну. В результате нарушения при этом межфазного равновесия усиливаются массообменные переходы из одной фазы в другую из экстрактного раствора выделяются высокоиндексные компоненты как наименее растворимые в данном растворителе, увеличивая выход рафината из рафинатного раствора переходят в экстрактный компоненты с более низким индексом вязкости, что приводит к повышению качества [c.291]

Основной характеристикой является коэффициент распределения Ко = с"I i, где с," и i — концентрации одного и того же /-Г0 вещества в двух фазах извлекающей и отдающей соответственно при установлении межфазного равновесия. [c.109]

Разбавленные растворы достаточно точно подчиняются законам межфазного равновесия Рауля и Генри. По закону Рауля в равновесном состоянии двухфазной системы парциальное давление пара - того компонента жидкой смеси над раствором пропорционально его мольной доле х в растворе [c.56]

Исследуя закономерности фазовых переходов в газожидкостной сме и в камере вихревой трубы путем расчета констант равновесия с использованием экспериментальных данных по распределению давлений и температур в закрученном потоке воздуха, А. Н. Чернов установил, что условия межфазного равновесия наиболее существенно изменяются в осевом направлении камеры, а их изменениями по радиусу и углу можно пренебречь. Из этого следует допущение об отсутствии фазовых переходов при перемещении фаз в радиальном направлении. [c.145]

Общим для рабочих линий всех массообменных процессов является то, что по физическому смыслу все они представляют собой уравнения материального баланса целевого компонента и в качестве переменных (х и у) содержат действительные концентрации компонента в произвольном сечении массообменного аппарата. Последнее обстоятельство объясняет тот факт, что в уравнения рабочих линий процессов не могут входить какие-либо данные о межфазном равновесии. Поскольку уравнения рабочих линий - это материальные балансы процессов, то в них не может содержаться также и кинетическая информация (коэффициенты массоотдачи или теплопередачи, движущие силы процессов или поверхность массопередачи). [c.424]

Здесь уместно более подробно обсудить межфазное равновесие. Если нейтральное вещество I способно свободно проникать из одной фазы в другую, то равновесие установится, когда химический потенциал этого компонента будет одинаков в обеих фазах. Однако в электрохимической системе, в которой границу раздела фаз может пересечь только один тип носителей заряда, для установления равновесия между фазами требуется выравнять электрохимические потенциалы ц . Эти потенциалы зависят не только от химического потенциала но и от электрического гальвани-потенциала фазы ф [c.10]

Рис. 12.5. К описанию межфазного равновесия

Метод подвешенной (висячей) капли. При гидродинамическом и межфазном равновесии межфазное (поверхностное) натяжение определяется из уравнения [c.261]

Таким образом, для описания хроматографического процесса с внешнедиффузионной кинетикой вместо кинетического уравнения (1.7) можно использовать уравнение (1.18) (характеризующее межфазный массообмен), дополняя его уравнением межфазного равновесия [c.23]

Общепринято [3] различать теории линейной и нелинейной хроматографии в зависимости от формы изотермы сорбции, положенной в основу расчетов. Кроме того, в теоретическом анализе могут игнорироваться или учитываться скорости установления межфазного равновесия в системах газ — жидкость или газ — твердое тело. Теории, в которых принимается, что скорость установления равновесия очень велика, носят название идеальных теорий хроматографии, в отличие от неидеальных, где учитывается конечная скорость установления сорбционного равновесия. Из сказанного вытекают четыре возможные группы теории [c.87]

Рассмотрим дополнительно еще одно следствие основного уравнения (11.38) межфазного равновесия. Для системы металл - среда в точке экм сразу следует, что [c.267]

Возможность расчета краевого угла. Краевой угол как в случае адгезии капель (см. рис. III, 1), так и в случае адгезии пузырька характеризует условия межфазного равновесия. Помимо этого при помощи краевого угла можно рассчитать по уравнению (IV, 1) [c.115]

В настоящее время проблема прогнозирования оптимальных характеристик промышленных экстракторов и каскадных схем — одна из наиболее актуальных. Решение этой проблемы возможно лишь при переходе на качественно новый уровень математического описания, основанный на поэлементном представлении о межфазном равновесии, об условиях межфазного переноса, о влиянии гидродинамической обстановки и конструкции аппарата на организацию транспорта сплошной и диспергированной фаз. Сведение воедино в модели процесса описаний для всех отмеченных факторов известно как блочный принцип построения модели 1[3]. Заметим, что стыковка в модель процесса данных об отдельных элементарных составляющих осуществима только при том необходимом условии, что описание каждого фактора в отдельности и всех вместе будет строиться на единой методологической и аналитической основе. [c.364]

При смешивании и разделении жидкостей в канедой ступени устанавливается в идеальном случае состояние межфазного равновесия, обеспечнваюш,ее достижение наивысшей степени возможного экстрагирования. Такая ступень, в которой достигаются равновесные составы жидкостей, называется теоретической ступенью. Вследствие несовершенства процессов перемешивания и отстаивания, а TaKHie конечного времени контакта фаз состояние равновесия в действительности не достигается, поэтому число ступеней, из которых состоит экстракционная система, всегда несколько больше теоретически рассчитанного числа. Также и количество экстрагированного вещества всегда меньше количества, которое растворилось бы, если бы было достигнуто равновесие. [c.256]

Более сложной задачей является оценка параметров моделей межфазного равновесия, например парожидкостного. Все существующие в настоящее время модели парожидкостного равновесия являются т-откликовыми, где т — количество компонентов в смеси. Каждый отклик представляет собой 7 (Р) где 7 — коэффициент активности г-го компонента, а Р — вектор параметров модели. Большинство исследователей, решая эту задачу, намеренно упрощают ее, явно или неявно объединяя т откликов в один, однако упрощение при этом получается лишь видимое. В работе [36] показано, что суммарный отклик представляет собой сложную многоэкстремальную функцию, поиск глобального экстремума которой является весьма трудным. Задачи такого рода целесообразно решать с помощью универсальных методов оценки параметров. [c.229]

Диаграммы моделей межфазного переноса. Рассмотрим методику построения связных диаграмм, отражающих перенос массы в гетерофазной системе с учетом условий межфазного равновесия компонентов с точки зрения существующих теорий межфазного переноса. Прежде чем переходить к рассмотрению этих вопросов, отметим, что использование понятия химического потенциала в технических расчетах не всегда удобно. Поэтому при дальнейшем изложении вместо химического потенциала будет использоваться другая интенсивная величина псевдоэнергетического характера — концентрация (массовая, объемная, молярная) компонента. [c.149]

Зависимость скорости процесса от начальной концентрации серной кислоты, используемой для сульфирования сополимера (рис. 5.32), показывает, что, чем ниже эта концентрация, тем при меньшей степени превращения устанавливается равновесие в системе. Причиной этого, как указывалось ранее, является гидратация сульфоионов, диффундирующих в гранулу сополимера. Гидратация приводит к деформации структуры жидкой среды в порах гранулы, которая выражается в уменьшении движущей силы процесса и установлении равновесия по воде. Сравнение экспериментальных и расчетных кривых кинетики сульфирования, представленных на том же рисунке, свидетельствует о существенном влиянии гидратации на установление межфазного равновесия в системе. [c.366]

При моделировании было найдено (рис. 5.31), что величина радиуса R сферической ячейки (кислоты), приходящейся на одну гранулу, обусловливает величину степени превращения при сульфировании сополимера и время установления межфазного равновесия в системе. Иными словами, модель учитывает соотношение загрузки аппарата по кислоте и полимеру. Результаты моделиро- [c.366]

В задачу теории хроматографической колонки входит установление законов этого движения. Существующие теории рассматривают процесс хроматографирования с различных позиций, однако все они базируются на характере изотермы сорбции хроматографируемого вещества на выбранном сорбенте, а также скорости установления состояния межфазного равновесия. Первое определяет статику сорбции, второе — кинетику. [c.18]

В лабораторных условиях экстракцию проводят обычно с помощью делительной воронки. В эту воронку помещают водный раствор, содержащий растворенное вещество, подлежащее экстрагированию, и не смешивающийся с водой органический растворитель, которым извлекается экстрагируемое вещество из водного раствора. Воронка энергично встряхивается (обычно 2—5 мин). При этом обе жидкие фазы диспергируются друг в друге, образуя капли различн01 0 размера. Экстрапфуемое вещество через границу раздела водной и органической фаз переходит из водной фазы в органическую до тех пор, пока в системе не наступит межфазное равновесие, при котором достигаются равновесные концентрации экстрагируемого вещества в водной и в органической фазах. При достижении межфазного равновесия скорость перехода растворенного вещества из водной фазы в органическую становится равной скорости перехода того же вещества из органической фазы в водную, т. е. осуществляется состояние динамического равновесия. После прекращения встряхивания обе жидкие фазы расслаиваются, при 1ем тем быстрее, чем больше разница в плотности воды (водного раствора) и применяемого органического растворителя, плотность которого И ожет быть как выше, так и ниже плотности воды. [c.241]

Формулы (9.4) и (9.6) были выведены в предположении, что экстракционное равновесие (9.3) является химическим равновесием. Более строго, не вводя это предположение, можно лолучить закон распределения (9.4) и (9.6), исходя из учета существования межфазного равновесия в процессах экстракции. Если установилось межфазное равновесие (9.3), то в соответствии с общими термодинамическими условиями равновесия при постоянной температуре химический потенциал ц вещества А в обеих фазах должен быть одинаков [c.245]

Законы впервые сформулированы М. С. Вревским в 1911 иа основе эксперимент, исследований. Они м. б. также шиведены из общей теории межфазного равновесия. См. также Азеотропные смесы. [c.109]

Рассмотрим, напр., возможные макрокинетич. режимы гомогенной необратимой р-ции второго порядка между в-вами А и В, к-рая протекает в конденсир. фазе I, находящейся в контакте с газовой фазой II. Один из реагентов, напр. А, нелетучий и до начала р-ции равномерно распределен в конденсир. фазе I, реагент В находится в газовой фазе II и поступает в фазу I через границу раздела, на к-рой практически мгновенно устанавливается межфазное равновесие, т. е. стадия растворения В является быстрой . Перенос обоих реагентов в фазе I осуществляется по механизму мол. диффузии с коэф. Од и Он соотв. при Од < Од р-ция протекает при наличии градиентов концентраций А и В в фазе I. В простейшем случае система характеризуется единств, линейным масштабом L, определяемым как объем фазы I, приходящийся на единицу пов-сти раздела фаз. Обозначим через Л характерное время р-ции по реагенту А при равновесной концентрации реагента В, характерное время р-ции по реагенту В при исходной концентрации реагента А в фазе I. При расходование В в результате хим. р-ции не влияет на его диффузию в глубь фазы I и результирующий процесс происходит в нестационарном режиме абсорбции В. При за время 1 устанавливается характерная глубина проникновения р-ции [c.634]

Технологическая схема периодического процесса. Схема показана на рис. 12.12. В дистилляционный куб 1 с теплообменным устройством (кипятильником) заливается исходная бинарная смесь в количестве молей с начальной концентрацией НКК Хн при температуре о. Через теплообменную поверхность подводится теплота Сначала жидкость, как видйо из рис. 12.13, нагревается до начальной температуры кипения (стадия нагрева без изменения агрегатного состояния), а затем происходит испарение части жидкости с понижением в ней концентрации НКК и повышением температуры кипения (стадия дистилляции). Образующиеся пары отводятся из дистилляционного куба немедленно — в момент их образования. Пары поступают в конденсатор-холодильник 2, после которого в виде жидкого дистиллята собираются в приемнике 3. В конце стадии дистилляции количество оставшейся в кубе жидкости равно Ьк, концентрация НКК в ней — х , а конечная температура кипения — 4 концентрация НКК в дистилляте составляет Хд, а количество последнего — П. Постепенному изменению концентрации НКК X в кубовой жидкости сопутствует изменение его концентрации у в паровой фазе. Идеализируя процесс дистилляции, будем считать, что в каждый момент стадии дистилляции текущие концентрации НКК в жцдкой и паровой фазах равновесны. Такое допущение отвечает медленной дистилляции или очень большой поверхности контакта паровой и жидкой фаз — тогда успевает установиться межфазное равновесие, и массообмен происходит в условиях потоковой задачи. [c.990]

Левитин [13] рассмотрел применение газовой хроматографии для анализа паров с целью изучения жидкофазных реакций с участием летучих веществ. Необходимым условием при.менимости метода является проведение анализа в равновесных условиях. В кинетических измерениях обычно используют разбавленные растворы реагентов и исследование проводят при невысоких степенях превращенй, т. е. в условиях, когда реализуются благоприятные условия для достижения межфазного равновесия. [c.60]

В работе Берозы и Боумана [1], выполненной с целью проведения качественного анализа пестицидов, эксперимент проводили следующим образом. Из 5 мл аликвотной части раствора анализируемой смеси в неполярном растворителе отбирали пробу (5 мш) для проведения анализа методом газовой хроматографии. Оставшуюся часть раствора (5 мл) волюметрической пипеткой помещали в градуированную центрифужную пробирку, снабженную притертой стеклянной пробкой. Затем в эту же пробирку добавляли равный объем полярного растворителя. Пробирку встряхивали в течение 1 мин. (температура опыта, при которой устанавливалось межфазное равновесие, 25,5° С). Объемы используемых жидких фаз перед смешением и после установления равновесия измеряли с целью контроля изменения объемов фаз. Как правило, изменения объемов фаз не наблюдалось. В случае образования эмульсии при смешении двух жидких фаз смесь подвергали центрифугированию с целью разделения слоев. Затем верхний (обычно неполярный) слой анализировали в тех же условиях, что и исходный раствор до экстракции. Принятая и используемая Берозой и Боулганом характеристика распределения, так называемая р-величина, определялась как отношение количеств анализируемого компонента в верхнем слое до и после экстракции. Используемые в качестве жидких фаз растворители были первоначально взаимно насыщены друг другом при температуре эксперимента. Чтобы избежать операции взаимного насыщения и иметь возможность проводить работу с неравными объемами растворителей, Боуман и Бероза предложили проводить распределение в аппарате, показанном на рис. 4. [c.39]