Состояние углерода, тройная точка

Равновесия между различными фазами чистого вещества удобно представлять в виде фазовой диаграммы в координатах давление-температура. Отдельные участки фазовой диаграммы соответствуют условиям термодинамической устойчивости какой-либо одной фазы, эти участки разграничиваются кривыми, которые соответствуют областям равновесия между двумя фазами совокупность условий одновременного сосуществования трех фаз определяется точкой, где сходятся три кривые и которая называется тройной точкой. Согласно правилу фаз, для чистого вещества число / независимо изменяющихся параметров состояния, как, например, температура и давление, определяется соотношением / = 3 - р, где р-число имеющихся в наличии фаз. Принцип Ле Шателье предсказывает, что все кривые равновесий между двумя фазами должны иметь положительный тангенс угла наклона, за исключением межфазной кривой лед-вода (и еще нескольких веществ), отрицательный тангенс угла наклона которой обусловлен уменьшением объема льда при плавлении. Пользуясь фазовыми диаграммами, можно предсказать, ведет ли себя вещество при плавлении подобно воде либо сублимирует подобно твердому диоксиду углерода для этого требуется лишь знать, больше или меньше атмосферное давление, чем давление в тройной точке данного вешества. [c.148]

Из диаграммы состояния следует, что при низких давлениях (р < 613,28 Па) лед при нагревании превращается непосредственно в пар, минуя жидкое состояние. Для каждого вещества при температуре ниже его тройной точки твердое тело при нагревании переходит непосредственно в пар. Так, твердый иод и оксид углерода (IV) непосредственно превращаются в газ при атмосферном давлении, так как давление в тройных точках этих веществ выше атмосферного. [c.112]

Килограмм равен массе международного прототипа килограмма Моль равен количеству вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в 0,012 кг углерода-12 Секунда равна 9192631770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133 Кельвин равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды. Это наименование и его обозначение применяются также для выражения интервала и разности температур Ампер равен силе неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, вызвал бы на участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия, равную 2-10 Н Ньютон равен силе, сообщающей телу массой 1 кг ускорение 1 м/с в направлении действия силы [c.477]

Как видно из схемы рис. Х-1, тройной точке на диаграмме состояния углерода отвечает, температура около 3700°С и давление около ПО атм. [c.493]

Как видно из схемы рис. Х-1, тройной точке на диаграмме состояния углерода отвечает температура около 3700 °С и давление около 10 МПа. Поэтому при нагревании под обычным давлением углерод не плавится, а возгоняется. [c.292]

В природе углерод встречается в виде двух кристаллических (алмаз и графит) и ряда аморфных модификаций. Углерод может переходить из одной модификации в другую. Тройная точка на диаграмме состояния, соответствующая равновесию алмаз — графит — жидкий углерод, лежит при температуре 3800 °С и давлении 12,5-13,0 ГПа. Равновесие графит — пар при нормальном атмосферном давлении (0,1 МПа) имеет место при 3270 °С. С ростом давления до 10 МПа равновесная температура увеличивается до 3700 °С. Температура тройной точки (графит -жидкость — пар) составляет 3750 50 °С при давлении 12,5 1,5 МПа. В данной работе рассматривается только одна форма углерода — графит. [c.12]

Для анализа процесса сублимации используют диаграмму состояний температура — давление, представленную на рис. 14.13. На этой диаграмме линия Л5 (линия сублимации) характеризует равновесие между твердой и паровой фазами. Линия 5С (линия испарения) соответствует состояниям равновесия между жидкой фазой (расплавом) и паровой. Линия (линия плавления) определяет равновесие между твердым веществом и расплавом. При более низких давлениях, чем давление, соответствующее тройной точке 5, твердое вещество не может расплавиться, и в этих условиях осуществляется процесс перехода вещества из твердой фазы в паровую, минуя жидкую. Например, тройная точка для диоксида углерода характеризуется параметрами Тз = —57 °С, 5 = 0,5 МПа при давлениях ниже 0,5 МПа не может образоваться жидкая углекислота в результате нагрева твердой углекислоты, так как твердое вещество испаряется, минуя жидкую фазу. На диаграмме 1—р рис. 14.13 показан процесс сублимации твердого вещества при давлении ро в виде рабочей линии ВЕР. Отрезок ОЕ соответствует нагреву твердого вещества от температуры tD до температуры испарения tE. В точке Е происходит сублимация при температуре 1е, а отрезок ЕР соответствует перегреву паров до температуры tF. Процессу десублимации, как процессу, обратному сублимации, соответствует рабочая линия РЕВ. [c.363]

Помимо удаления влаги из ПГ, поступающего на ожижение, непременным условием является его очистка от СОг и НгЗ. Параметры тройной точки оксида углерода(ГУ) /> = 0,516 МПа и Г= 216,56 К. Таким образом, при парциальном давлении СО2 вПГ менее 0,516 МПа оксид углерода(1У) может находиться только в твердом состоянии. [c.335]

Двуокись углерода СО2 обладает способностью при 1 ата и —78,5° С переходить непосредственно из газообразного состояния в твердое, минуя жидкую фазу. Параметры тройной точки для двуокиси углерода следующие р = 5,26 ата ж t = = —56,6° С. Двуокись углерода растворяется в воде, этаноламинах, поглощается щелочами. [c.122]

Тройной точке на диаграмме состояния углерода отвечает температура около 3700°С и давление около 100 ат. Поэтому при нагревании под нормальным давление.м (в отсутствие воздуха) углерод не плавится, а около 3500 °С возгоняется. [c.275]

Содержание двуокиси углерода в воздухе. Двуокись углерода, попавшая в воздухоразделительный аппарат в виде снега, забивает арматуру, ректификационные тарелки. Забивка ею колонны и дроссельных вентилей нарушает нормальную работу установки, вследствие чего блок разделения приходится останавливать на полный отогрев. Поэтому тщательная очистка воздуха от двуокиси углерода является необходимым условием для нормальной работы кислородной установки. Содержание двуокиси углерода в воздухе колеблется в пределах 0,03. .. 0,04 % (по объему). Она замерзает при 216,4 К и давлении 0,528 МПа (тройная точка). При меньшем давлении двуокись углерода переходит из газообразного состояния в твердое, минуя жидкое, или наоборот — из твердого состояния в газообразное (сублимация). При / = 0,1 МПа температура сублимации 134,1 К. Начало выпадания двуокиси углерода зависит от ее парциального давления в воздухе. Нормальное парциальное давление двуокиси углерода в воздухе 3-10- МПа. При высоком давлении воздуха в блоках разделения парциальное давление двуокиси углерода может достигать 0,006 МПа, поэтому выпадание двуокиси углерода из воздуха в блоке разделения возможно только в твердом виде. [c.90]

Фазовая диаграмма для двуокиси углерода приведена на рис. 10.20. Параметры тройной точки М для СО давление 0,518 МПа, температура —56,6° С. В связи с этим двуокись углерода в жидком состоянии может существовать только при давлениях выше 0,518 МПа, а при более низких давлениях, в том числе при атмосферном, может быть или в твердом, или в газообразном состоянии. Хотя все твердые тела при давлении более низком, чем давление в своей тройной точке, сублимируют в случае подвода теплоты, а некоторые из них, в том числе и вода, совершают этот процесс при отрицательных температурах (т. е. тоже могут быть названы сухим льдом), термин сухой лед укоренился только за твердой двуокисью углерода. Температура сублимации сухого [c.352]

Однако такой способ оказался бы не только не интенсивным, но и потребовал бы дополнительную холодильную установку, работающую при температуре кипения более низкой, чем температура тройной точки для двуокиси углерода. В связи с этим превращение жидкой двуокиси углерода в твердое состояние обычно производят, понижая ее температуру ниже температуры тройной точки, путем самоохлаждения в результате испарения части жидкости, причем теплота, необходимая для этого, отводится от самого охлаждаемого тела. [c.361]

Двуокись углерода (СОг) может находиться в газообразном (углекислый газ), сжиженном (углекислота) и твердом (сухой лед) состоянии. Агрегатное состояние двуокиси углерода зависит от его теплосодержания (энтальпии), температуры и давления. Так, в сжиженном виде двуокись углерода может находиться при давлении от 73 (критическое) до 4 28 ат (давление тройной точки) и температуре от 31 до —56,6°С. При температуре ниже —66,6°С двуокись углерода переходит в твердое состояние, а лри температуре выше 31°С может находиться только в газообразном состоянии. [c.182]

Тройная точка СОа характеризуется температурой — 56,6° С и давлением пара 5,28 ата. Ниже этой точки двуокись углерода из газообразного состояния переходит сразу в твердое, минуя жидкое состояние. При 1 ата этот переход происходит при температуре —78,9° С. [c.447]

Воздухоразделительные аппараты работают при температурах более низких, чем температура тройной точки, и двуокись углерода в них может выделиться только в твердом состоянии. Забивание отдельных частей аппаратов твердой СОа может привести к нарушению их режима работы, поэтому воздух необходимо очищать от двуокиси углерода. [c.447]

Давление насыщенных паров двуокиси углерода над твердой СОа при температурах ниже тройной точки приведено в приложении 15. Для воздуха низкого давления, сжатого до 6 ата, парциальное давление двуокиси углерода составляет 6-0,0003-735,5 = 1,32 мм рт. ст. В соответствии с данными указанной таблицы переход СОа в твердое состояние начнется при температуре около—133,5° С. В воздухе, сжатом до более высоких давлений, равновесная концентрация двуокиси углерода больше рассчитанной по закону Дальтона для идеального газа, исходя из равновесного [c.447]

В воздухе содержится в среднем 0,03% СОг. Таким образом, нормальное парциальное давление углекислого газа в воздухе составляет около 760 0,0003 = 0,23 мм рт. ст. Тройная точка двуокиси углерода характеризуется температурой — 56,0° и давлением пара 5,28 аГа. При давлении ниже 5,28 ата углекислый газ переходит в твердое состояние непосредственно, минуя жидкое состояние. При 1 ата этот переход происходит при температуре — 78,9°. Парциальное давление углекислого газа в воздухе даже при наиболее высоком давлении, применяемом в воздухоразделительных аппаратах (200 ата), не превышает 200-0,003- [c.101]

Сусл =3—2—1 =0.) В точке к кривая Р = /(Л обрывается, а температура и давление имеют строго определенные значения Г р =304 К, Я р =73,97 - 10 Па (73,0 атм). Точка О, в которой пересекаются линии аО, ЬО и кО, называется тройной точкой. Она изображает состояние равновесной трехфазной инвариантной системы (С = 3—3 = 0). Однокомпонентная трехфазная система может находиться в состоянии равновесия лишь при единственном, строго определенном значении Р и Т. Для диоксида углерода положение тройной точки определяется значениями Т = 216,55 К и Р =5,18 10 Па (5,11 атм). В отличие от большинства веществ в жидком состоянии диоксид углерода может быть получен лишь при высоких давлениях, так как твердый СО2 при атмосферном давлении переходит непосредственно в газообразное состояние, минуя жидкую фазу. Спрессованный твердый диоксид углерода испаряется сравнительно медленно, на чем основано применение его в качестве хладагента (сухого льда). [c.333]

Состояние двуокиси углерода в Г, 5-диаграмме схематически показано на рис. 8.17. Как видю из диаграммы, в точке соответс вую-щей твердому состоянию при атмосферном давлении, замороженный газ находится в равновесии с паром, так как его температура ниже температуры тройной точки (—56,6°С). Поэтому твердая дпу-окись углерода не плавится при атмосферном давлении, а непосредственно переходит е пар (этим и объясняется название сухой лед>>). Теплота сублимации сухого льда при 0,1 МПа составляет 574 кДж/кг. Из диаграммы видно также, iтo критическая температура двуоккси углерода (31,0°С) выше температуры окружающей среды То.с, это позволяет произвести конденсащю СО2 (процесс кЬс) только гутем изотермического сжатия. Необходимое для этого давление должно превышать 6—7 МПа. Полученнач при этом жидкость (точка с) по р( д- 224 [c.224]

Отметим еще, что если твердое вещество нагревается под давлением ниже того, которое соответствует тройной точке, то это вещество переходит в парообразное состояние без плавления. Предлагаем читателю самому доказать это полозкение, пользуясь рис. 1 и 2. Такое явление наблюдается при нагревании под атмосферным давлением твердой двуо1 чси углерода, так как у этого вещества тройной точке отвечаем температура — 56,6° и давление 5,1 агм. [c.20]

Рассматривая зависимость растворимости жирных кислот одного гомологического ряда в воде от длины углеродной цепи молекул н повышение растворимости их в смеси мочевина — вода (см. рис. 176 и 178), можно-также сде.т1ать вывод о повышении устойчивости комплекса с увеличением длины углеродной цепи гостевых молекул, что справедливо и для твердого состояния. Было также установлено [49] закономерное изменение растворимости в начальный период образования комплекса (тройные точки) в зависимости от нечетного или четного числа атомов углерода в этих кислотах. По-видимому, других причин изменения устойчивости растворенного и твердого комплекса нет. Подобное явление перехода в раствор длипноцепо-чечных мыл в присутствии мочевины можно частично объяснить теми же эффектами. [c.506]

Влияние гибридизации на злектроотрицательность. Электроотрицательность атома углерода в значительной мере зависит от его состояния гибридизации. В то время как в состоянии. 5р -гибридизации электроотрицательность углерода равна 2,5, в состоянии sp -гиJ идизaции она становится равной 2,8 и приобретает значение 3,1 в состоянии ер-гибридизации. Следовательно, атом углерода тройной ацетиленовой связи почти также электроотрицателен, как и атом хлора. [c.38]

Гендржк Виллем Бакхейс Розебом (1854—1907)—профессор университета в Амстердаме, заменивший ушедшего в 1896 г. Вант-Гоффа. Известен своими многочисленными работами по приложению правила фаз к изучению гетерогенных равновесии. Разработанные им графические методы изображения равновесий получили широкое применение в химии и металлургии. Опубликовал выдающееся исследование о тройных точках в твердых растворах. В 1900 г. разработал диаграмму состояния железо — углерод. [c.412]

ТРОЙНАЯ ТОЧКА — точка на диаграмме состояния, соответствующая теми-ре t и давлению р, при к-рых имеет место равновесие трех фаз. На основании фаз правила можно показать, что в однокомпонентной системе при равновесии не может быть больше трех фаз. Пример Т. т. дает равновесная система, состоящая из льда, воды и водяного пара (см. Диаграмма состояния). Положение Т. т. на диаграмме для каждого вещества задается определенными значениями темп-ры и давления. Так, напр., для воды положение Т. т. определяется значениями =0,0076 и р=4,58 мм рт. ст., для двуокиси углерода г=— 56° и р=5,1 атм. [c.142]

В воздухе содержится всреднем 0,03% СО2. Нормальное парциальное давление углекислого газа в воздухе составляет около 101200-0,0003—30,4 н/м (760-0,0003=0,23 мм рт. ст.). Тройная точка двуокиси углерода характеризуется температурой —56,0°С и давлением пара 528 кн/м (5,28 ат). При давлении ниже этой величины углекислый газа переходит в твердое состояние, минуя жидкое. При 100 кц1м (1 ат) этот переход происходит при —78,9°С. Парциальное давление углекислого газа в воздухе даже при наиболее высоком давлении, применяемом в воздухоразделительных аппаратах, 20 Мн/м (200 аг) не превышает 200 9,8-10 0,0003 = 5865 (200-0,0003 X [c.94]

При абсолютном давлении 760 мм рт. ст. двуокись углерода переходит в твердое состояние при температуре—78,9 "С. Тройная точка двуокиси углерода соответствует температуре —56,6 °С и абсолютному давлению 5,28 кгс1см . Ниже этого давления и температуры двуокись углерода переходит в твердое состояние, минуя жидкую фазу. Парциальное абсолютное давление двуокиси углерода при наиболее высоких давлениях в воздухоразделительных аппаратах может достигать величины 0,0003-200= =0,06 кгс/см . Поэтому выпадение двуокиси углерода из воздуха в аппарате возможно только в твердом виде. [c.382]

Рис. 12.2. РГ-диаграмма превращений Сбо с экспериментальными точками при давлении 1,5 ГПа. Область А представляет собой состояния атомного углерода. Область М соответствует мономерному состоянию, область Мр соответствует существованию двух полимерных фаз О и Т (орторомби-ческой и тетрагональной). Д — представляет собой тройную точку (ГЦК-0-Т) [3] f — ГЦК структуры, s — твердотельные превращения

Было совершенно логично предположить, что и для перехода в твердое состояние тоже существуют соответствующие ограничения они уже были известны применительно ко льду, воде и водяному пару, а затем подтвердились и на диоксиде углерода. Оказалось, что для каждого вещества существует так называемая температура тройной точки , определяющая нижнюю границу области возможного существования жидкости, за ней неизбежно происходит переход в твердое состояние. С чем связано название тройная точка и как связаны три состояния - твердое, жидкое и газообразное, можно видеть из диаграммы, показанной на рис. 2.7. На этой так называемой фазовой диаграмме , нанесьмы линиИ [c.44]

Открытие новых структурных разновидностей углерода - карбина, фуллеренов, нанотрубок и др. диктует необходимость поиска закономерностей их формирования. Нужна схема, которая позволила бы классифицировать разнообразные структурные модификации и предсказывать новые. Существующая на сегодня классификационная схема, основанная на определении степени гибридизации углеродных атомов [1,2], не может адекватно репшть эти задачи. Представляется необходимым введение раздельных классификаций - во-первых, структурных состояний углеродных аллотропов, во-вторых, состояния гибридизации отдельных углеродных атомов. Для построения первой диаграммы необходимо абстрагироваться от возможности существования не дискретных промежуточных состояний гибридизации углеродных атомов и считать, что структурных состояний только три. Тогда любая точка на такой тройной диафамме состояния даст однозначную информацию о соотнощении атомов углерода образующих ковалентные связи с двумя, тремя или четырьмя соседними атомами для соответствующей структурной модификации. Вторую диафамму состояния необходимо ввести для классификагщи состояний, в которых может находиться отдельный атом углерода. Разница между состояниями атома в различных гибридизированных состояниях заключается во взаимном пространственном расположении 4 орбиталей и их размере. Поэтому классификационная схема должна однозначно задавать эту конфигурацию, для этого необходимо определение б независимых переменных - углов между орбиталями. [c.56]

Как уже рассматривалось ранее, углерод в состоянии б-р-гибридизации более электроотрицателен, чем в состоянии 5р2-гибридизации, и поэтому у этинильной группы —С = СН —/-эффект больше, чем у винильной группы —СН = СН2. В то же время, учитывая меньшую реакционную способность и поляризуемость тройной связи, можно утверждать, что +М-эф-фект этинильной группы меньше, чем винильной. [c.79]

В 1870 г. А. М. Бутлеров признал справедливой точку зрения Эрленмейера. Он писал ...в непасыщеппых углеводородах и [е-ется связь двух или трех сродств . Следовательно, и в непредельных соодипепиях углерод сохраняет свое четырехвалентное состояние в результате образования двойных —С = С— или тройных —С = С— связей между углеродными атомами. [c.204]

В табл. 2 приведены величины объемов У = ЕТ (при 86,2° С) и для этана, этилена, ацетилена. В этом ряду молекул на энергию адсорбции влияют три фактора уменьшение числа атомов водорода, изменение геометрии молекулы, уменьшающее равновесное расстояние между атомами углерода молекулы и поверхности, и изменение состояния гибридизации атомов углерода в молекуле (переход от к вр - и р -гибриди-зации). Несмотря на то что второй и третий факторы должны увеличивать Q , наиболее сильное влияние оказывает первый фактор удерживаемый объем (константа Генри) и теплота адсорбции наибольшие у этана. С ростом углеводородной цепи уменьшение при переходе от к-алкана к -к-алкену-1 и к-алкину-1 проявляется еще сильнее, чем для молекул с двумя атомами С. Это связано с тем, что для больших молекул двойная и тройная [c.39]

Подобные явления несмесимости наблюдаются в тройной системе Ее — FeS — FeO, в которой закись железа взаимодействует аналогично углероду и кремнию в металлургических расплавах. Фогель и Фюл-линг 1 изучили эту тройную систему, в которой установлена нестабильность FeO при низких температурах и роль магнетита (фиг. 939). Ограниченная смесимость FeO и FeS в жидком состоянии представляет большой интерес с точки зрения предположения Гольдшмидта гомогенной окисносульфи51ной зоны в недрах Земли (см. Е. П, 70). С другой стороны, влияние FeO строгО связано с отделением металлической фазы ядра Земли от этой зоны, так же как в расплавах медного штейна и при образовании доменного чугуна. Кроме того,. Я. И. Ольшанский исследуя инконгруентное плавление фаялита с сульфидом железа, показал, что пр очень высоких температурах устойчив свободный кремнезем, а ортосиликат образуется в процессе охлаждения при взаимодействии расплава с тридимитом (фиг. 939, Б). [c.940]

Алифатические, алициклические углеводороды и неароматические гетероциклы можно разбить на группы по признаку валентного состояния атомов углерода. Соединения, содержащие только углеродные атомы в первом валентном состоянии (вр ), называются насыщенными. Если же неароматический скелетоводород содержит углероды во втором или третьем валентных состояниях р или зр), т. е. содержит двойные или тройные связи, то он входит в группу ненасыщенных соединений. [c.91]

Для того чтобы добиться дальнейших успехов, необходимо научиться понимать механизмы реакций таких молекул. Правршьно выбирая связанные с металлом группы (лиганды) и управляя состояниями окисления металлических атомов, химики-металлоорганики сумели получить замечательные соединения, способные избирательно взаимодействовать с теми молекулами, которые еще недавно считались слишком инертными для осуществления химических превращений, представляющих практический интерес. Например, насыщенные углеводороды относительно инертны, так как они не содержат двойных или тройных углерод-углеродных связей. Но недавно были синтезированы также соединения родия и иридия, содержащие фосфины (РКз) или карбонилы, а также пентаме-тилциклопентадиенильные лиганды, которые могут расщеплять связи С—Н в метане и циклопропане. Если теперь соединить эту важную новую реакцию с другими хорошо известными превращениями, то насыщенные углеводороды могут стать хорошим сырьем для химической промышленности. Прямое превращение метана в метанол посредством такого процесса могло бы кардинально изменить энергетическую ситуацию в мире. [c.159]