Фазовые диаграммы состав пара состав жидкости

Кроме диаграмм давление пара — состав используются диаграммы температура кипения раствора — состав. Такие диаграммы содержат зависимости температуры кипения раствора от состава жидкой и паровой фазы при постоянном внешнем давлении. Линии такой диаграммы тоже называются кривыми пара и жидкости и разделяют диаграмму на области, соответствующие различному фазовому состоянию системы. [c.191]

Фазовая диаграмма состав — температура х, у = (() для нескольких значений равновесных составов жидкости (х) и пара у) строили по доверительным интервала]М для средних значений [4] (рис. 2, 3). [c.211]

Растворы, образующие пары того же состава, что и жидкая фаза, называются азеотропными смесями. Точка кипения азеотропной смеси лежит выше (или соответственно ниже) точек кипения каждого из компонентов. Диаграммы состояния, приведенные на рис. 55,а и 55,6, построены в координатах состав—температура, причем давление постоянно. При изменении давления азеотропная смесь может оказаться уже другого состава. При определении числа степеней свободы в точках кипения азеотропных смесей необходимо иметь в виду, что состав паров и жидкости одинаков, и поэтому азеотропные системы следует рассматривать как системы однокомпонентные, и их фазовые превращения ничем не отличаются от фазовых превращений чистых компонентов А и В в точках Та иТ . Таким образом, в точках т (рис. 55,а и 55,6) мы имеем одну фазу — жидкую, в точках а могут быть две фазы — жидкая и парообразная или только одна из них в точках п — одна фаза — парообразная. [c.213]

Рис. 2. Вычисленные фазовые диаграммы Г кип —состав при фиксированном давлении (Р, мм рт. ст.) бинарных систем (I—II) на основе органических соединений и экспериментальные данные [9] 1 — циклогексан—гептан (Р = 760) 2 — бензол—циклогексан (Я = 760) 3, 4 — бепзол гептан (Р = 400, 180) 5 — циклогексан—анилин (Р = 350), X, (/ — мольные доли первого компонента в жидкости и паре

Расчетные методики определения концентрации ДЭГ в рефлюксе основаны на том, что состав рефлюкса при полной конденсации паров соответствует составу пара в верхней части десорбера. В качестве исходных данных используют анализ фазовых диаграмм жидкость - пар системы ДЭГ - вода [8]. [c.257]

Задание. Нарисуйте диаграмму температура кипения — состав для той же системы, что и на рис. 10.3. Обозначьте на ней кривые пара, жидкости и области различного фазового состояния, а затем сравните ее с рис. 10.7 (см. с. 201). [c.192]

При изложении данной главы и в последующем будут использованы фазовые диаграммы давление—состав при постоянной температуре и давление—температура. Фазовые диаграммы требуют специального навыка для их чтения. Полезно напомнить, что кривые на диаграммах давление-состав двойных систем изображают изменение с давлением состава находящихся в равновесии фаз при данной температуре. Составы двух фаз, находящихся в равновесии при данном давлении, получают, соединяя точки кривых горизонтальными прямыми, соответствующими заданным давлениям. Кривые на р-Т диаграммах соответствуют состояниям, при которых давления меняются с температурой. Для чистого (однокомпонентного) вещества это состояния, в которых в равновесии находятся две фазы, например, жидкая и газовая (зависимость давления пара от температуры). Для двойных систем это состояния, в которых в равновесии находятся три фазы (например, твердая, жидкая и газовая) или две жидкие фазы и одна газовая и т. п. Для двойной системы критические точки жидкость—газ лежат на критической кривой. Все кривые на фазовых диаграммах температура-давление соответствуют состояниям, имеющим одну степень свободы. Состояния, которые для данной системы имеют нулевую степень свободы, изображаются точкой. Так, для чистого вещества нулевую степень свободы имеет критическая точка и состояния трехфазного равновесия (тройные точки). В двойной системе точками изображаются состояния, где в равновесии находится четыре фазы (квадрупольные точки) и где две фазы в критическом состоянии находятся в равновесии с третьей (некритической) фазой (ко- [c.6]

Для фазовых диаграмм на рис. 8 и 9 прибавление воды к чистому неводному компоненту при давлении его пара р° приводит к уменьшению давления равновесия жидкость-газ. В начале изменения температуры возможно состояние, при котором добавление воды к неводному компоненту не будет изменять давление равновесия жидкость—газ (рис. 11, а), а при дальнейшем изменении температуры прибавления воды к чистому неводному компоненту произойдет повышение давления равновесия жидкость—газ (рис. 11,6). Это изменение сопровождается явлением азеотропизма — совпадением состава жидкости и газа в азеотропной точке А , в которой наблюдается экстремум давления. При дальнейшем изменении диаграмм с повышением температуры азеотропная точка будет перемещаться по направлению к трехфазному состоянию АЕН и в момент его достижения точки и Н совпадут (рис. 11, в). В дальнейшем состав газа (точка Н) будет ближе к составу водной жидкости (точка А), чем точка Е (неводная жидкость). Диаграмма системы приобретет вид рис. 10. Состав газовой фазы будет находиться между составами двух жидких фаз, а давление чистой неводной [c.14]

Фазовые превращения в бинарной системе могут быть представлены трехмерной диаграммой, координатами которой являются температура, давление и мольная доля. На рис. 4.1 показана подобная диаграмма для бинарной системы в области, где существуют только пар и единственная жидкая фаза. Полная диаграмма для бинарной системы будет включать область равновесия между твердыми и жидкими фазами, а также, возможно, область частичного смешивания двух жидкостей. Правая сторона диаграммы на рис. 4.1 — это просто график зависимости давления пара от температуры для толуола, а левая сторона — такой же график для бензола. Верхняя искривленная поверхность внутри параллелепипеда показывает общее давление пара как функцию температуры и мольной доли толуола в жидкости она обозначена буквой I. Нижняя искривленная поверхность, на которую нанесены пунктирные линии и большая часть которой скрыта, изображает состав пара, равновесного с жидкостью, и обозначается буквой и. Пунктирные линии являются кривыми давления пара для растворов, в которых мольная доля толуола равна 0,2, 0,4, 0,6 и 0,8. При условиях, соответствующих точкам выше поверхности I, существует только жидкая фаза, а в точках ниже поверхности V — только пар при условиях, соответствующих точкам в области между этими поверхностями, пар и жидкость сосуществуют. [c.107]

На рис. 32.11 даны фазовые диаграммы системы ННз—НгО, на которые нанесены — кривая равновесия между жидкой и твердой фазами и изобары составов насыщенных жидкости и пара рис. 32.11, а), а на рис. 32.11, б — изотермы составов насыщенных жидкости и пара, сходящиеся в критических точках (указаны наверху). Эти диаграммы позволяют определить состав жидкости при заданном составе пара или наоборот. При этом содержание аммиака в газовой фазе всегда больще, чем в равновесной с ней жидкой фазе при одинаковых температуре и давлении. [c.336]

Число тарелок тарельчатой ректификационной колонны. Вводя понятие ступени изменения концентрации, мы делаем допущение, что в результате взаимодействия пара и жидкости в каждом элементе колонны, соответствующем ступени изменения концентрации, сохраняется фазовое равновесие, при котором состав пара Уп на выходе его из данного элемента п соответствует равновесному составу пара Д ( +1)р (при отсчете числа ступеней сверху вниз) над жидкостью при входе его в данный элемент. На диаграмме рис. 382 ступень изменения концентрации изображена ломаной ab . [c.487]

Поскольку степень разделения весьма сильно колеблется от одной колонки к другой, удобно ввести некоторую количественную меру эффективности колонки. Введем с этой целью понятие теоретической тарелки. Предположим, что имеется установка, состоящая из кипятильного сосуда, ректификационной колонки и конденсирующей насадки ( головки ). После прогрева этой системы до установления стационарного состояния, при котором конденсат с верха колонки полностью возвращается в нее, отметим температуру вверху колонки. Возьмем пробы конденсата из головки и жидкости из кипятильного сосуда и проанализируем их. На соответствующей диаграмме Г — X отметим составы жидкости из головки и жидкости из сосуда и определим число равновесий жидкость — пар, теоретически необходимых для получения пара такого состава. При полном возврате конденсата в колонку число равновесий равно числу ступенек (см. рис, 35.6), необходимых для того, чтобы перейти от состава конденсата в головке к составу жидкости в кипятильном сосуде. Это число и является числом теоретических тарелок. Если бензольно-толуольная смесь в кипятильном сосуде имела состав а пар, собирающийся в головке, состав Хе, то по фазовой диаграмме на рис, 35.6 можно установить, что прибор в целом имеет пять теоретических тарелок, а колонка — четыре, поскольку кипятильный сосуд равноценен одной теоретической тарелке. [c.178]

На кривой трехфазного равновесия всех трех проекций можно отметить три особые точки (М, N, О), ограничивающие кривые моновариантного равновесия двух фаз одинакового состава. Равновесие крис-таллов АВ с жидкостью того же состава (АВ(т) ii Ж) наблюдается при высоких давлениях и отображается почти вертикальной прямой (кривая плавления). Пересечение ее с кривой трехфазного равновесия и дает точку М, в которой в равновесии находятся три фазы (кристаллы АВ — жидкость — пар), причем две из них (кристаллы и жидкость) имеют одинаковый состав. Следовательно, при более низких давлениях равновесие АВ(т) 7 Ж осуществляться не может. Точка М соответствует дистектической точке на фазовой диаграмме и, как правило, не отвечает стехиометрическому составу соединения. [c.238]

Графическое изображение связи между температурой кипения жидкой смеси, составом жидкости и составом получающихся паров при заданном давлении, называемое диаграммой кипения и конденсации, или фазовой диаграммой, приведено на рис. 5-2,6. По оси ординат графика отложена температура смеси, а по оси абсцисс — молекулярные доли компонентов в жидкой и паровой фазах. Зависимость между температурой кипения жидкой смеси и ее составом изображается нижней линией, называемой кривой кипения. Состав получающихся паров в зависимости от температуры кипения изображается верхней пунктирной кривой. Так как в результате полной конденсации паров получается жидкая смесь того же состава, что и паровая, то эту кривую называют линией сухого пара или кривой конденсации. Из диаграммы ясно, что содержание легкокипящего компонента в парах больще, чем в жидкости (у>х). Точки Е и С соответствуют температурам кипения чистых компонентов при заданном давлении. [c.142]

При возгонке смеси двух разных сортов жидкостей может возникнуть такая ситуация, что для некоторой температуры и концентрации состав раствора будет совпадать с составом пара. Это явление называется азео-тропией. Показать, что указанная температура соответствует максимуму или минимуму на кривых газообразной и жидкой фаз на фазовых диаграммах типа изображенных на фиг. 87. [c.246]

Имеется немало примеров того, что параметры фазового равновесия жидкость — пар для смесей играют важную роль при расчетах теплообмена. В то время как точка кипения для чистых компонентов при данном давлении фиксирована, для смеси такая ситуация не сохраняется. Диапазон температур, в котором имеет место кипение (или конденсация) при заданном давлении, зависит от состава смеси. На рис. 3 представлена диаграмма температура — давление типичной смеси легких углеводородов. Состав системы в целом, фазовое равновесие которой представлено на рис. 3, является постоянным. Составы паровой и жидкой фаз будут меняться от точки к точке. При анализе рис. 3 сразу видно различие в свойствах смеси и чистого вещества. Критическая температура чистого компонента определяется как температура, выше которой в веществе исчезает различие между жидкостью и паром. Очевидно, что такое определение неприменимо к исследуемой смеси. Здесь существует диапазон температур выше критической температуры, в котором жидкость некоторого состава может существовать одновременно и в равновесии с паром. Для чистого компонента критическое давление [c.166]

Проведенные исследования тангенциальной азеотропии позволяют более подробно рассмотреть некоторые стадии, предшествующие образованию тангенциального азеотропа и установить последовательность этих стадий [80]. Пусть фазовое равновесие жидкость— пар какой-нибудь азеотропной смеси описано одним из интерполяционных уравнений типа уравнения Маргулеса, Ван-Лаара или Вильсона. Выбор того или иного уравнения производится эмпирически. Допустим также, что в определенном интервале давлений азеотроп будет непрерывно изменять свой состав, пока не исчезнет. Изменяя давление с некоторым шагом, каждый раз будем обрабатывать результаты определения фазового равновесия с помощью выбранного интерполяционного уравнения, следя за перемещением азеотропной точки. Условимся данные расчетов по интерполяционным уравнениям формально экстраполировать за пределы диаграммы фазового равновесия в интервале О л 2. [c.126]

Коэффициенты распределения и многие другие фазовые соотношения удобно представлять графически, в виде диаграмм состояния. Разумеется, диаграммы состояния и правило фаз применимы только к системам в состоянии равновесия. В данном разделе рассматриваются общие положения, касающиеся правила фаз и диаграмм состояния. Систему называют гомогенной, если все макроскопические части системы имеют одни и те же химические и физические свойства. Примерами могут служить кристаллическое твердое тело, жидкость, газ или смесь газов. В гетерогенной системе физические свойства и состав различны в разных макроскопических участках. Примеры гетерогенных систем — твердое вещество в равновесии со своим расплавом, насыщенный раствор в присутствии избытка растворенного вещества, две несмешивающиеся жидкости или жидкость в равновесии со своим паром. [c.68]

На рис. VII. 16 приведена л — г/-фазовая диаграмма, состав пара ( )—состав жидкости (х). Зависимость у от х выражена линиями равновесий, расположенными выше диагонали. Следовательно, ординаты равновесия больше абсцисс, т. е. пары обогащены низкокипящим компонентом В. На этой фазовой диаграмме кривая равновесия и диагональ ограничивают область сосущество- [c.144]

Рассмотрим подробнее одну из диаграмм температура кипения — состав (рис. 10.5). Пусть сначала имеется жидкость определенного состава, характеризующаяся точкой N. Представим, что эта жидкость постепенно нагревается. Этому процессу соответствует перемещение фигуративной точки по вертикальной прямой NL. В точке лежащей на кривой жидкости, начинается переход части жидкости в пар. Состав пара при достигнутой температуре характеризуется точкой V, расположенной на кривой пара. При дальнейшем повышении температуры фигуративная точка суммарного состава всей смеси продолжает подниматься вверх по той же вертикали, а точки пара и жидкости смещаются соответственно по кривым пара и жидкости. Количество жидкости уменьшается, а количество пара возрастает. При температуре Т состав пара характеризуется точкой V i, состав жидкости — точкой L, суммарный состав смеси — точкой N, лежащей на ноде LiV i. Отношение количеств жидкости и пара обратно отношению отрезков ноды L Nt и jViV i. При температуре Ti жидкость полностью переходит в пар (последние капли жидкости имеют состав, отвечающий точке 2). Дальнейшее повышение температуры не изменяет фазового состояния системы. [c.195]

Ректификационная колонна предназначена для многократного повторения процессов испарения и конденсации. Обычно она состоит из испарителя, расположенного в нижней части, ряда тарелок и конденсатора в верхней части. На каждой из тарелок находится жидкость, через которую пробулькивает поднимающийся пар. Значительная часть этого пара конденсируется в конденсаторе, и образующаяся жидкость стекает вниз на тарелки. На фиг. 2.3. изображена ректификационная колонна с сетчатыми тарелками. Отверстия в тарелках настолько малы ( 0,6 мм), что проходящий через них пар не позволяет жидкости стекать вниз. Поэтому уровень жидкости на каждой тарелке определяется высотой перегородки, а излишек уходит через 1001 сливную трубу вниз на следующую тарелку. Теоретической тарелкой называется такая тарелка, на которой полностью достигается состояние равновесия (как это показано на фазовой диаграмме, фиг. 2.2) ). Обычно расчет ректификационной колонны производят, пользуясь числом эквивалентных теоретических тарелок. В идеальном случае пар, уходящий с данной тарелки, находится в равновесии с жидкостью на тарелке, согласно кривым фазового равновесия (см. фиг. 2.2.). Следовательно, жидкость на данной тарелке и пар на следующей нижней тарелке имеют одинаковый состав ). Необходимо, чтобы между тарелками существовала определенная разность температур, достаточная для поддержания одинакового давления паров над тарелками с жидкостью разного состава (в этом анализе давление можно считать постоянным по всей колонне). Необходимость такой разности температур (и разности составов жидкостей, находящихся на соседних теоретических тарелках) можно пояснить [c.94]

В связи с этим ДЛЯ физико-химической характеристики бинарных систем жидкость—пар удобно пользоваться так называемыми фазовыми диаграммами. Если обозначить через х состав жидкой фазы, а через у — состав паровой фазы, то, принимая t = onst, можно построить график зависимости давления пара от состава жидкости (диаграмма р—л ). [c.472]

Фазовая диаграмма жидкость—нар может быть построена комбинацией рис. 10.4 и 10.5. Это легко сделать, когда азеотроп кипит значительно выше температуры взаиморастворения, так как в этом случае получается днаграм.ма, приведенная на рис. 10.7, а. Перегонка с.меси состава а приводит к пару состава /) , который прп отборе конденсируется в полностью смешивающийся раствор Ьо. Когяа этот дистиллят охлаждается до Ьз, происходит разделение фаз. (Это относится к первой капле дистиллята. Если перегонку продолжить, то состав остающейся жидкости изменяется, и поэтому состав дистиллята тоже изменяется, В конце, когда весь образец испарится и сконденсируется, состав жидкости будет такнм же, как и вначале.) [c.322]

Для построения Д. с. расчетным путем необходимо знать зависимости хим. потенциалов всех компонентов системы от 7] р и состава фаз. Приближенные методы расчета с применением ЭВМ интенсивно развиваются, в частности, для многокомпонентных сплавов. Однако пока Д. с. строят на основе эксперим. данных, получаемых гл. обр. термическим анализом, к-рый позволяет определять зависимости т-р плавления или кристаллизации от состава, а также изучением равновесий жидкость-пар и жидкость - жидкость, Широко используют рентгеновский фазовый анализ, данные о микроструктуре затвердевших расплавов, измерения физ. св-в фаз (см. Диаграмма состав - свойство). Изучение Д. с. составляет осн. содержание физико-химического анализа. [c.33]

Равновесие в системе Ж—Г характеризуется правилом фаз, указывающим необходимые условия существования данного количества фаз, т. е. число параметров, характеризующих равновесие, законом распределения компонента между фазами и константой равновесия химических реакций. Для перечисленных процессов характерны главным образом двухфазные системы, содержащие один, два и более компонентов. Фазовое равновесие для этих систем изображается в виде диаграмм состав — свойство, чаще всего состав — температура кипения. Так, например, диаграмма состав — температура кипения трехкомпонентной системы Н2О—НМОз—Н2504 (рис. 75) позволяет определить равновесные составы жидкости и паров кипящих смесей или температуры кипения смесей заданного состава при равновесии. На анализе этой диаграммы и расчетах при помощи ее основано производство концентрированной азотной кислоты ректификацией смесей разбавленной азотной и концентрированной серной кислот. Графическое изображение распределения компонентов между фазами при равновесии дается, например, в координатах С —где — равновесное содержание компонента в газовой фазе С ж—содержание компонента в жидкой фазе. Для процессов абсорбции и [c.156]

Таким образом кривые пара и жидкости разделяют диаграм му на три участка соответствующие различным фазовым состоя ниям системы раствор — пар В верхней части диаграммы рас положена область жидкости между кривыми жидкости и пара лежит двухфазная область совместного существования жидкости и насыщенного пара нижняя часть диаграммы Относится к пару Кроме диаграмм давление пара — состав используются диа граммы температура кипения раствора — состав Такие диаграм мы содержат зависимости температуры кипения раствора от со става жидкои и паровой фазы при постоянном внешнем давлении Линии такой диаграммы тоже называются кривыми пара и жид кости и разделяют диаграмму на области соответствующие различному фазовому состоянию системы [c.191]

Линия асЬ соответствует началу конденсации паров при понижении температуры, по ней же определяют состав паров при кипении. Линия ас1Ь — соответствует температурам начала кипения жидкой фазы заданного состава, по ней же определяют состав жидкости при конденсации паров. К этой диаграмме применимы методы рассмотрения фазового равновесия, аналогичные приведенным выше для рис. 13 в том числе и правила рычага. [c.67]

КолйттеШ венкБГй э ф1ф ёкТ"изменения температуры, давления, концентрации реагентов при взаимодействии жидкостей и газов определяют, пользуясь диаграммами фазового состояния. Так, например, для расчета процессов дистилляции и ректификации пользуются диаграммами температура кипения — состав, по которым можно определить равновеаные составы жидкости и пара при любой температуре и проследить ход процессов испарения или конденсации. Примеры таких диаграмм даны в главах IV, [c.128]

Фазовые диаграммы таких систем в точности такие же, как в случае равновесия между паром и раствором двух полностью смешивающихся жидкостей. Кристаллизация такого раствора (точка А, рис. 73) начинается при температуре Tq, соответствующий линии ликвидуса, причем выпадают кристаллы твердого раствора, состав которого вначале соответствует точке С, лежащей на линии равновесного сосуществования твердого раствора с жидким раствором при данной температуре и давлении (линии солидуса). При этом смешаные кристаллы богаче более тугоплавким веществом /, и при понижении температуры остающаяся жидкая часть системы обогащается более легкоплавким компонентом (участок BD). [c.215]

Диаграмма фазовых равновесий для системы NHg—Н О при низких и средних давлениях показана на рис. 34 [120, 121]. На диаграмме нанесены кривая равновесия жидкость — твердое и изобары составов насыщенных жидкости и пара. На рис. 35 приведена диаграмма давление — состав при средних и высоких давле-1П1ях [122]. На этой диаграмме даны изотермы составов насыщенных жидкости и пара, сходящиеся в критических точках (указаны вверху). С помощью приведенных диаграмм можно определить состав пара при заданном составе жидкости или наоборот. При этом следует помнить, что содержание аммиака в паровой фазе всегда больше, чем в равновесной с ней жидкой фазе при одинаковых температуре и давлении. [c.49]

Исследования фазовых равновесий методами Т. ранее заключались в определении парциальных давлений р-рителя и растворенного в-ва над идеальными р-рами (с использованием законов Рауля и Генри) в измерении мол. массы растворенного в-ва по повьппению т-ры кипения р-ра (эбулиоскопия) в исследовании равновесий жидкость-пар. Позднее с помощью Т. стали изучать равновесия в фазовом пространстве давление-т-ра-состав (р-Г-X-диаграммы) с целью определения областей существования фаз и функцион. зависимостей между составами фаз, т-рой и давлением пара. На этом основаны тензиметрич. исследования отклонения от стехиометрии в кристаллах (тензиметрич. сканирование пов-сти солидуса), что особенно важно для в-в (полупроводников и др. неорг. материалов), физ. св-ва к-рых резко меняются в зависимости от состава в узкой (менее 1 ат. %) области гомогенности. [c.521]

Первый и третий случаи требуют специального рассмотрения. Когда крекинг жидкого сырья проводится под высоким давлением, фазовое состояние продуктов, из которых выделяется пироуглерод, определить весьма трудно. Хирш и Фишер иллюстрируют трудности определения фазового состояния сырья при крекинге под давлением диаграммой, приведенной на рис. 36 [104]. При нагревании нефтяной фракции при постоянном давлении (прямая AB D) ее состояние изменяется от жидкого (отрезок АВ), смеси жидкости и паров (отрезок ВС) до парообразного (отрезок D). Если давление выше критического (точка Е), то при повышении температуры до точки F и затем при снижении давления до точки D продукт переходит из жидкого состояния в парообразное без границы раздела между этими двумя состояниями. Если в нефтяной фракции растворено нелетучее вещество, то в результате нагревания при постоянном давлении (путь AB D) это вещество с переходом фракции в парообразное состояние полностью выпадает в виде осадка на стенки реакционного сосуда. Если же процесс осуществляется по пути AEFD, то выделения нелетучего вещества не происходит. Так как при крекинге изменяются не только температура и давление, но и состав продуктов, то двух координат для описания фазового состояния недостаточно — зависимость фазового состояния от температуры, давления и состава описывается поверхностью. Необходимо также учитывать растворение относительно тяжелых фракции в газообразных (в условиях процесса) продуктах при давлениях, превышающих критические для этих продуктов, возрастающее с увеличением давления [105—109]. [c.119]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология