Диаграммы фазового равновесия диаграмма

На рис. V. 48 приведены примеры обычных диаграмм фазового равновесия в системах, содержащих один и два бинарных азеотропа с минимумом температуры кипения и максимумом давления. На их проекциях хорошо видны лощины и хребты (штриховые линии), порождаемые на поверхностях температур кипения или давления бинарными азеотропами. При этом хребет на поверхности давлений соответствует впадине на поверхности температур кипения и, наоборот, впадина на поверхности давлений сопровождается наличием хребта на поверхности температур. Рис. V. 49 изображает фазовые равновесия в системе, имеющей тройной азеотроп с минимумом температуры кипения и максимумом давления пара. [c.325]

Поскольку влиянием давления на равновесие в системах жидкость—жидкость можно пренебречь (жидкости несжимаемы), то диаграммы фазового равновесия изображаются в ввде изотерм экстракции. Формы этих изотерм и способы их графического отображения различны для первого и второго случаев, но в обоих случаях рабочая область экстракции располагается под изотермой экстракции (линией равновесия). [c.1122]

Подводя некоторый итог, можно заметить, что при известной структуре диаграммы фазового равновесия удается выяснить характер протекания процессов ректификации и при необходимости спланировать соответствующим образом пробные ректификационные опыты. При отсутствии достаточной информации о фазовом равновесии с помощью ректификационных опытов можно выяснить тип диаграммы фазового равновесия и в соответствии с этим интерпретировать результаты пробных ректификаций, которые в ряде случаев могут быть довольно запутанными. В целом явление азеотропии, как видно, осложняет ректификационные процессы и делает их характер более разнообразным. Однако, когда имеющиеся закономерности выяснены, они сами могут найти полезное применение для поиска оптимальных путей разделения веществ. Хороший пример этому дает метод азеотропной ректификации, позволяющий осуществлять разделение азеотропных смесей. [c.175]

В исследовательской практике получили распространение номограммы, линии которых находят не расчетом, а на основе данных эксперимента. Примером их могут служить диаграммы фазовых равновесий (диаграммы состояния). Принцип пользования ими обычно достаточно ясен. Другим примером номографического расчета с использованием экспериментальных данных и чертежа с несколькими полями является рис. 32. Этот чертеж используется для нахождения программы управления током через границу раздела фаз с целью получения равномерно легированных кристаллов висмута. На правом верхнем поле дан расчетный график зависимости эффективного распределения примеси от относительной доли закристаллизовавшегося расплава необходимый для равномерного легирования. На верхнем левом поле даны экспериментально найденные зависимости эффективного коэффициента распределения примесей от плотности тока через границу раздела фаз — /. Точки обоих графиков, отвечающие одним и тем же значениям к, позволяют установить связь между / и и построить программу управления плотностью силы тока в зависимости от доли закристаллизовавшегося расплав (нижняя часть рисунка). Эта программа и используется в технологической практике. Номограммы во многих случаях, в особенности при использовании эмпирических зависимостей, как например на рис. 32, оказываются намного удобнее калькуляторов. Это удобство особенно проявляется в том случае, если расчеты с помощью номограмм многократно повторяются в течение длительного периода времени, например, при расчетах режимов на производстве. В общем, принято считать, что номографические построения оправданы, если числовые значения одной или нескольких величин должны быть быстро определены на основе других величин без предъявления слишком высоких требований к их точности [89]. [c.167]

Для описания фазовых превращений используются диаграммы фазового равновесия. Диаграммы состояния строят в координатах состав - температура. Толстая сплошная линия на диаграммах, так [c.81]

Система меламин—аммиак принадлежит к малоизученному классу систем, у которых на диаграмме фазовых равновесий кривая растворимости дважды пересекает критическую кривую равновесия жидкость—газ . В системах такого типа существуют две области трехфазного равновесия твердое тело — жидкость—газ и имеются две критические точки, в которых критические явления равновесия жидкость—газ наблюдаются в присутствии твердой фазы. [c.193]

Диаграмма фазовых равновесий в системе ацетилен—нониловый спирт включает в себя два типа диаграмм с ограниченной растворимостью двух жидкостей, описанных Бюхнером Представляло интерес построить проекции диаграмм фазовых равновесий на плоскость Р — х, анализируя изотермические разрезы диаграммы Р—/. Такой анализ интересен еще и потому, что в литературе подробно обсуждаются диаграммы Р — X для случая, когда кривая Q — К-х направляется в сторону меньших температур. [c.9]

Если системы с участием полимера в принципе не отличаются от низкомолекулярных, то и для них должны наблюдаться такие же переходы, включая образование эвтектики. Однако здесь проявляется особенность полимеров, связанная с их очень высоким молекулярным весом. Вся диаграмма фазового равновесия оказывается резко смещенной таким образом, что эвтектическая точка становится практически равной температуре плавления растворителя. Только для полимеров с относительно низкой степенью полимеризации наблюдается очень небольшое понижение температуры замерзания (плавления) растворителя. Таким образом, диаграмма состояния системы растворитель — кристаллизующийся полимер [c.84]

Результаты теоретического анализа структур диаграмм фазовых равновесий и процессов с учетом химического взаимодействия составляют также основу для экспериментального исследования совмещенного процесса. Приводятся некоторые результаты экспериментальных исследований и примеры создания технологических схем, включающих реакционно-ректификационные процессы, [c.186]

Вопрос о влиянии структуры диаграммы фазового равновесия жидкость— пар и процесса открытого испарения при наложении условия химического равновесия не рассматривался в приведенных примерах потому, что это влияние будет наибольшим в условиях мгновенной реакции. [c.207]

Учение о равновесии в многофазных системах представляет собой большой раздел физической химии. В задачу авторов этой книги не входит изложение тех вопросов, которые можно найти в специальных монографиях [9, 12, 17, 21]. Как и прежде, мы рассчитываем на подготовленного читателя, которому уже известны из курса физической химии основные законы статики многофазных систем. Поэтому ограничимся только напоминанием некоторых правил, позволяющих строить диаграммы фазовых равновесий, быстро их интерпретировать и проводить несложные вычисления значений концентраций, степеней свободы, масс фаз и т. д. [c.182]

ДИАГРАММЫ ФАЗОВОГО РАВНОВЕСИЯ ДВУХКОМПОНЕНТНЫХ КОНДЕНСИРОВАННЫХ СИСТЕМ [c.186]

Рис. УП-З. Диаграммы фазового равновесия двухкомпонентных конденсированных систем (примеры).

На основе диаграммы фазового равновесия конденсированной системы HjO —КС1 (рис. VII-4) рассчитать 1) количество выпаренной воды и 2) количество кристаллизовавшегося хлорида калия. [c.189]

Рис. VII-4. Диаграмма фазового равновесия конденсированной системы H2O-K I.

Рис. ХЫО. Диаграммы фазового равновесия псевдоожиженный слой —

Постройте приближенно диаграмму давление насыщенного пара — состав системы С4Н,0Н—Н.20 при 350 К на основании диаграммы фазового равновесия (см. рис. 27). Вычислите активность и коэффициент активности НаО в сосуществующих фазах при 350 К. [c.219]

Решение. Определим сначала фазовые состояния систем в различных областях диаграммы. В области I все системы гомогенные. Одна жидкая фаза, расплав /у л == 2. В области II системы гетерогенные. В равновесии находятся кристаллы компонента А и расплав /уел = 1- В области III системы гетерогенные. В равновесии находятся расплав и кристаллы неустойчивого химического соединения А В /уел = 1. В области IV системы гетерогенные. В равновесии находятся кристаллы В и расплав = 1. В области V все системы гетерогенные. В равновесии находятся две твердые фазы, кристаллы компонента В и кристаллы химического соединения А Ву. При температурах ниже Ti химическое соединение становится устойчивым fy J = 1, В области VI все системы гетерогенные. В равновесии находятся кристаллы А и Aj-By /удл = 1. В точке э сосуществуют в равновесии три фазы. Две твердые, кристаллы А, кристаллы А Ву и расплав /усл=0-В точке р в равновесии три фазы, кристаллы В, кристаллы соединения Аа Ву, которое становится устойчивым при температуре плавления Ti, и расплав = 0. [c.243]

Необходимой исходной информацией для работы комплекса является информация о структуре схемы и структурах диаграмм фазовых равновесий жидкость-пар и жидкость-жидкость (если в системе наблюдается явление расслаивания) и химического равновесия. Информация о структуре схемы может вво- [c.181]

Пример 29. По равновесным составам сосуществующих фаз для системы вода (А) —ацетон (В) —хлорбензол (С) построить диаграммы фазового равновесия в координатах а) треугольной диаграммы б) X — Y в) X — Z, Y — Z. [c.195]

Рис. 35. Треугольная диаграмма фазового равновесия в системе вода — ацетон - хлорбензол.

Аналогичным образом строим и остальные точки этой диаграммы. В результате получаем диаграмму фазового равновесия в исследуемой системе. Соединяя точки / и /, 2 и 2 . .., получаем хорды равновесия 1,1 и 2,2 и т. д. Точка 8 на этой диаграмме является критической для исследуемой системы. [c.196]

Для построения диаграммы фазового равновесия в других системах координат сделаем предварительные вычисления, результаты которых сведем в таблицу [c.196]

Рещение. По известной диаграмме фазового равновесия исследуемой системы можно получить вспомогательную интерполяционную кривую для построения неизвестных хорд равновесия (рис. 38). Делается это следующим образом. Из известных точек хорды равновесия проводим прямые, параллельные стороне ВС для одной фазы и стороне АВ для другой — равновесной. Точки их пересечения У", 2",. 6" соединяем плавной кривой, которая и является интерполяционной для построения неизвестных хорд равновесия. [c.197]

Рис. 37. Диаграмма фазового равновесия в системе вода — ацетон — хлорбензол в коорди-ратах ДГ, У — г,

В двух предыдущих главах рассмотрены основные структурные закономерности диаграмм фазового равновесия. Однако в стороне остался важный вопрос о закономерностях перехода от одного типа диаграмм к другому. Этот переход, связанный с преобразованием диаграммы, может происходить в результате изменения внещних условий, при которых рассматривается равновесие между жидкостью и паром. Так, при изобарических условиях заданное давление может быть различным. В общем случае могут иметь значение и другие внещ-ние условия, характеризующие наличие внешних полей и т. п. [c.100]

Наиболее простые и часто используемые п о мышленные стекла принадлежат к основной тройной системе кремнезем — окись натрия —- окись кальция, о подробной диаграмме фазовых равновесий, о которой говорилось в главе В. II, 82— 86. В данном случае воспроизводится сечение наиболее важной части диаграммы в.пря-моугольных координатах по Дитцелю (фиг. 909). Следует подчеркнуть, что из диаграммы равновесия нельзя получить ответ на любой специальный вопрос по промышленному производству стекла, но она имеет большое значение для научного познания строения стекла. Эта диаграмма, примененная к явлениям кристаллизации трехкомпонентных стекол вблизи эвteктичe кoй точки при 725°С, полностью не согласуется с экспериментом возможно существование неравновесного состояния, а при расстекловании могут образоваться кристаллические фазы, которые явно будут противоречить диаграмме. Кроме того, Куманин указал, что склонность стекол к кристаллизации сильно различна у составов вблизи пограничных кривых и составов, располагающихся в поле первичной кристаллизации. Следовательно, должно быть [c.902]

Сз ществует два типа равновесия газ—газ, различаемых по ходу критич. кривых. Кривая первого типа (в координатах Р—Т), отходящая от критич, точки менее летучего компонента, направляется в сторону темп-р, более высоких, чем критич. темн-ра этого компонента. Кривая второго тииа сначала направляется в сторону низких теми-р, проходит через минимум (находящийся при темп-ре, меньшей, чем критич. темп-ра менее летучего компонента), а далее направляется в сторону высоких темп-р. Эта точка минимума, или т. н. двойная гомогенная точка, является центральной точкой диаграммы фазовых равновесий для систем, имеющих второй тин критич, кривой. На рио. 3 в координатах давление — мольная доля изображены кривые растворимости жидкости в газе (левые кривые и T J с минимумами растворимости Ла 3 и максимумом Л з), кривые растворимости газа в жидкости (правые кривь[е и с максимумом рам воримости газа в жидкости Л"з), кривые равновесия газ—газ (верхние кривые и Т1) и кривые равновесия жидкость — газ (нижние замкнутые нетли). В двойной го.могенной точке В ирошходит слияние кривых равновесия газ—газ и жидкость—газ. Отсюда и появляются максимум1>1 растворимости жидкости в газе и газа в жидкости. При снижении темн-ры ниже темп-ры точки В происходит размыкание петель равновесий жидкость—газ и газ—газ т. обр., что образуются две ветви кривых 1 с точками возврата >.9 . Эти точки возврата, образовавшиеся из точки В, далее при последующем снижении темп-ры и превращаются в максимумы растворимости жидкости в газе и газа в жидкости. При увеличении темп-ры выше точки В критич. давление равновесия газ—газ растет, а равновесия жидкость—газ падает. Петли равиовесия жидкость—газ занимают все меньшую область составов, нока не стягиваются в критич. точку менее летучего компонента. Экспериментально обнаружено 14 систем, содержащих ире им. гелий, аммиак, двуокись серы и другие газы, в к-рых наблюдается равновесно газ—газ. [c.380]

В первом случае для анализа структур диаграмм фазового равновесия жидкость — пар применимы методы, разработанные для систем, в которых отсутствуют химические реакции. Диаграммы смесей такого типа можно различать по признакам внешнего характера, а именно, по числу азеотропных точек и их расположению в концентрационном симплексе. В работах [29, 30] была предложена соответствующая классификация диаграмм фазового равновесия, основанная на указан . ых нризнакях. [c.192]

Было показано, что особые точки относительно указанных траекторий могут быть или узлами , или седлами различной структуры [30, 33]. Типы диаграмм прннято различать по соотношению особых точек этих типов, расположенных на различных элементах концентрационного симплекса (вершинах, ребрах, гранях и т. д.). Допустимые сочетания особых точек разных типов в диаграмме фазового равновесия жидкость — пар были выявлены методами топологии в независимо выполненных работах [29, 37—40], в которых получены взаимно дополняющие друг друга результаты. [c.193]

Для случая мгновенной обратимой химической реакции траектории процесса ректификации будут располагаться иа многообразиях химического равновесия, в связи с чем структура полной диаграммы фазового равновесия будет оказывать лишь косвенное влияние на поведение этих траекторий. В случае протекания одной обратимой реакции размерность многообразия химического равновесия будет на единицу меньше размерности концентрационного симплекса, соответствующего всей рассматриваемой многокомпонентной смеси. Это и понятно, так как выбранным условиям соответствует одно дополнительное уравнение связи. Естественно, каждое из многообразий химического равновесия будет обладать своей термодинамико-топологичес кой структурой, при> ем в основу различия этих структур может быть также положено общее число и взаимное расположение особых точек рассматриваемого многообразия. [c.195]

Пример У11-6. Рассчитать на основе диаграммы фазового равновесия. (рис. УП-2) массы фаз, образующихся при температуре / из двух частично сме-иивающихся жидкостей. [c.185]

Рис. УП-2. Диаграмма фазового равновесия двухкомпонентной системы, образованной из двух частично смешивающихся жидкостей.

На основании температур начала кристаллизации двухкомпонентной системы 1) постройте диаграмму фазового состояния (диаграмму плавкости) системы А —В 2) обозначьте точками / — жидкий расплав, содержащий а % вещества А при температуре Тй II — расплав, содержащий а % вещества А, находящийся в равновесии с кристаллами химического соединения III — систему, состоящую из твердого вещества А, находящегося в равновесии с расплавом, содержащим Ь % вещества А IV — равновесие фаз одинакового состава V — равновесие трех фаз 3) определите состав устойчивого химического соединения 4) определите качественный и количественный составы эвтек-тик 5) вычертите все типы кривых охлаждения, возможные для данной системы, укажите, каким составам на диаграмме плавкости эти кривые соответствуют 6) в каком фазовом состоянии находятся системы, содержащие с, е % вещества А при температуре Т Что произойдет с этими системами, если их охладить до температуры Т 7) определите число фаз и число условных термодинамических степеней свободы системы при эвтектической температуре и молярной доле компонента А 95 и 5 % 8) при какой температуре начнет отвердевать расплав, содержащий с % вещества А При какой температуре он отвердеет полностью Каков состав первых кристаллов 9) при какой температуре начнет плавиться система, содержащая й % вещества А При какой температуре она расплавится полностью Каков состав первых капель расплава 10) вычислите теплоты плавления веществ А и В 11) какой компонент и сколько его выкристаллизуется из системы, если 2 кг расплава, содержащего а % вещества А, охладить от Тх до Г, [c.247]

Построение треугольной диаграммы фазового равновесия трехкомпонентной системы. [c.83]

Например, для анализа предельных стационарных состояний процесса ректификации использовалась теория четких и получетких разделений, являющаяся составной частью общего термодинамико-топологического анализа. В рамках такого подхода математическое описание процесса ректификации в колонне бесконечной высоты, функционирующей в режиме полного орощения, сво-цится к математическому описанию возможных предельных типов разделения. Такое описание может быть получено на основании анализа структуры диаграммы фазового равновесия рассматриваемой реакционной смеси. [c.182]

Рнс. 36. Диаграмма фазового равновесия в системе вода — ацетоихлорбеизол в координатах Л — К. [c.197]

Рис. 38. График построении хорды равновесия (конноды) смеси. Рис. 39. Диаграмма фазового равновесия (к примеру 31).

Справочник химика 21

Химия и химическая технология