Диффузия растворах газов

Вакуумная деаэрация нашла широкое распространение на ТЭЦ и в системах горячего водоснабжения. Вакуумный деаэратор включают после водо-водяного подогревателя, где температура повышается до 60—65 °С. В деаэрационной колонке поддерживается такой вакуум, чтобы поступающая из подогревателя вода имела некоторый перегрев (на 5—10 °С) по отношению к температуре насыщения, соответствующей давлению в деаэраторе. Вода при этих условиях вскипает, становится пересыщенным раствором газов, из которого выделяются газовые пузырьки. При этом из воды в паровую фазу поступает 90—95 % кислорода. Выделение оставшегося растворенного кислорода (5—10 %) происходит путем диффузии и протекает медленно. Для отсоса выделяющихся газов и поддержания в деаэраторе вакуума используют водоструйный эжектор. Для вакуумной деаэрации применяют струйные и струйно-барботажные колонки. [c.116]

Создание нового производства или процесса получения нового вещества прежде всего требует выяснения возможности протекания химических реакций, которые при этом предполагается осуществлять. Первый закон термодинамики оказывается недостаточным для решения подобных задач, В пределах этого закона возможно составление энергетических балансов тепловых процессов, но не рассмотрение вопроса о направлении, в котором они могут проходить, В некоторых случаях первый закон термодинамики позволяет предвидеть возможность тех или иных процессов. Например, температура изолированного тела не может сама собой увеличиваться. Невозможен вечный двигатель, т. е. машина, производящая работу без затраты энергии (вечный двигатель первого рода), что также является примером процессов, запрещаемых первым законом. Однако в природе есть такие процессы, которые, хотя и не противоречат первому закону, все же в действительности не осуществляются, Так, тело не может приобрести поступательного движения за счет убыли своей внутренней энергии (охлаждения), хотя при этом соблюдался бы энергетический баланс, Не было бы противоречия с первым законом и в том случае, если бы тепло самопроизвольно переходило от холодного тела к горячему. Однако факты показывают, что все действительно происходящие в природе процессы отличаются определенной направленностью. Они совершаются сами собой только в одном направлении, хотя первый закон не запрещает их протекания в обратном направлении. Например, в нагретом с одного конца металлическом стержне происходит выравнивание температуры и установление теплового равновесия. Чтобы понять общность этого закона, достаточно вспомнить о таких процессах, как взрывы, взаимная диффузия двух газов или жидкостей с образованием раствора. После окончания таких процессов изолированная система уже не может сама собой вернуться в какое-либо из своих предыдущих состояний. Образовавшийся раствор не может сам разделиться на составляющие его компоненты, а продукты взрыва не могут сами вновь образовать исходные вещества. Можно сделать общий вывод в -иптемах, предоставленных самим себе, все процессы текут односторонне, т, е, в одном направлении, и достигают [c.36]

При абсорбции газа в сосудах с жидкостью, имеющей горизонтальную, поверхность, на скорость процесса обычно оказывают влияние конвективные токи в жидкости, возникающие, например, из-за изменения температуры. Кроме того, если раствор газа имеет большую плотность, чем сам растворитель (например, при абсорбции СОа водой), система будет неустойчивой, и в любом случае через короткое время после начала контакта начнутся конвективные перемещения. Однако Харвей и Смит путем интерферометрических наблюдений за диффузией СОа в воду показали, что в течение нескольких первых секунд жидкость практически может считаться неподвижной. [c.77]

Рассмотрим кинетику реакции раствора (газа) на твердой поверхности, когда определяющей стадией является диффузия и процесс протекает стационарно. Если в объеме (далеко от стенки) концентрация равна Со, а около самой поверхности — с , то этот перепад концентрации осуществляется в некотором пристенном слое толщиной б, называющимся диффузионным слоем. При зтом скорость диффузии, т. е. количество вещества, подводимого в единицу времени к стенке площадью 5, согласно первому закону Фика равна [c.277]

Стефан определял коэффициенты диффузии, абсорбируя газ жидкостью, помещаемой, во избежание конвекции, в узкую трубку (капилляр). Такахаси и др. показали, что, когда плотность раствора выше плотности чистого растворителя, коэ ициенты ди у-зии растворяемых газов могут быть измерены при абсорбции последних поверхностью жидкости, обращенной книзу. [c.77]

Следует иметь в виду, что коэффициент диффузии в газах, вычисляемый но формуле (11.41), может считаться независимым от концентрации диффундирующего вещества. Коэффициент диффузии в жидкостях весьма существенно изменяется с изменением концентрации. Формула (11.42). справедлива только для разбавленных растворов. Для концентрированных растворов необходим соответствующий пересчет, для которого может бь[ть рекомендована зависимость [c.264]

Определение коэффициентов распределения и коэффициентов активности раствора газа (пара) в жидкой неподвижной фазе. Определение коэффициентов диффузии. [c.298]

Типичная зависимость тока от I показана на рис. 124. Ток на полностью погруженном электроде мал, так как он определяется диффузией растворенного газа к поверхности. При извлечении электрода ток вначале растет медленно, поскольку толщина мениска, образующегося на его поверхности, значительна. По мере поднятия электрода мениск полностью сформировывается и ток резко возрастает. При дальнейшем извлечении электрода ток несколько падает, так как ток на погруженной части электрода линейно уменьшается с ростом I. Возрастание тока при извлечении электрода из раствора объясняется образованием пленки электролита на поверхности металла. Газ растворяется в пленке и диффундирует к поверхности электрода. Так как толщина пленки мала, то, следовательно, мала и толщина диффузионного слоя, а потому поток диффузии реагирующего вещества к поверхности электрода оказывается большим. С другой стороны, для отдаленных участков пленки всевозрастающее значение приобретают оми- [c.224]

Факты, однако, показывают, что все происходящие в природе процессы отличаются определенной направленностью они совершаются сами собой только в одном направлении, хотя первый закон не запрещает их протекания в обратном направлении. Например, в нагретом с одного конца металлическом стержне происходит выравнивание температуры и установление теплового равновесия. Чтобы понять общность этого закона, достаточно вспомнить о таких процессах, как взрывы, взаимная диффузия двух газов или жидкостей с образованием раствора. После окончания таких процессов изолированная система уже не может сама вернуться в какое-либо из своих предыдущих состояний. Образовавшийся раствор не может сам разделиться на составляющие его компоненты, а продукты взрыва сами по себе не могут вновь образовать исходных веществ. Все реальные процессы имеют тенденцию достигать конечные состояния, которые называются р а в н о в е с н ы м и. [c.28]

Рассматривается молекулярная (u = 0) диффузия некоторого газа в раствор, сопровождающаяся химической реакцией первого порядка с известной константой скорости реакции k>0. [c.86]

Закон молекулярной диффузии (первый закон Фика). Молекулярная диффузия в газах и растворах жидкостей происходит в результате хаотического движения молекул, не связанного [c.242]

Диффузионная стадия пропитки сильно зависит от растворимости газов. Действительно, так как поры и капилляры экстрагируемого твердого материала постепенно заполняются растворителем, между концентрациями целевого компонента в твердой и жидкой фазах устанавливается равновесие. Защемленные газы растворяются в жидкости, и в ней возникают градиенты концентрации, обусловливающие конвективную диффузию растворяющихся газов. Практическое применение этого эффекта заключается в следующем замена труднорастворимых газов легкорастворимыми может обеспечить возможность увеличения скорости пропитки (или экстрагирования настаиванием, перколяцией и т. п.) в 10 раз. С другой стороны, можно найти метод освобождения воздуха (или других газов и паров) из пористого материала и таким образом улучшить массообмен. Это тем более заманчиво, поскольку, например, во многих горных породах тупиковые поры занимают 40—60 % общего объема пор. [c.169]

Для коэффициентов диффузии в смесях диоксида углерода с водородом имеются экспериментальные данные при температуре 25 °С и нормальном давлении uj, = 0,646 lO м /с [6]. Так как при умеренных давлениях коэффициенты диффузии в газах обратно пропорциональны давлению [5], то для давления 2 МПа можно принять /) = 0,64б-10 " -0,1013/2 = 0,327- И) m V , Коэффициент диффузии в разбавленном растворе СОа в воде при 20 °С равен 1,77-10 м /с. Влияние температуры на коэффициенты диффузии в жидкостях может быть учтено с помощью приближенного правила [5] [c.102]

Весьма важно, является ли данная многокомпонентная система гомогенной или гетерогенной. В гомогенных системах, которые могут рассматриваться как истинные растворы газов, жидкостей или полимеров в полимерах, диффузия газов протекает по механизму, аналогичному в принципе механизму прохождения газов в исходном чистом полимере. [c.163]

Экспериментальные значения коэффициентов диффузии различных газов и неэлектролитов в сильноразбавленных водных растворах [c.518]

Рассмотрим тонкую пластину толщиной 2е, опущенную в раствор (газ), содержащий радиоактивные атомы (рис. 1.6). Соотношение между толщиной и площадью пластины таково, что дает возможность пренебречь диффузией через торцевые ее стороны. Изменение концентрации радиоактивных атомов в твердом веществе при данной температуре является функцией времени 1 и расстояния х от поверхности раздела фаз и описывается уравнением Фика [c.35]

Для диффузии растворенных газов в жидкости вязкость раствора практически не отличается от вязкости растворителя, поэтому для расчета )дв по (1.1.21) следует подставлять значение цв- [c.794]

Коэффициенты молекулярной диффузии некоторых газов в водные растворы глицерина [c.819]

Молекулярная диффузия в газах и растворах ,кидкостей происходит в результате хаотического движения молекул, не связанного с дви /кением потоков /к идкости. В отом случае, т. е. когда концентрации перемещающихся в пространстве моле1 ул малы, препятствий к взаимосвязанному их перемещению нет, В результате имеет место перенос молекул распределяемого вещества из областей высоких концентраций в область низ1 их концентраций. Кинетика переноса подчиняется в этом случае первому заноиу Фика, формулировка которого аналогична закону теплопроводности количество продиф-фундировавшего вещества пропорционально градиенту концентраций, площади, перпендикулярной направлению диффузионного потока, и времени [c.263]

Самообразование пузырьков будет иметь место (зона II) до тех пор, пока концентрация газа находи гея в указанном пределе. Затем концентрация газа уменьшается, во-первых, в результате образования новых пузырьков, во-вторых, за счет его диффузии в ранее образовавшиеся пузырьки (зона ИГ). Наконец, газ перестает выделяться, и устанавливается равновесная концентрация насыщения раствора газом. Начиная с этого момента, пузырьки могут расти только за счет диффузии газа из меньших пузырьков в большие, за счет слияния пузырьков или расширения газа в пузырьках при возрастании температуры. [c.300]

Применяя к диффузии раствора через жидкостную пленку те же рассуждения, что и для диффузии газа через газовую пленку, мы получим аналогичное уравнению (597) равенство, характеризующее процесс диффузии в жидкости [c.535]

Очевидно, что уравнение Цванцига не дает адекватного количественного описания поведения электролитов, остается неясным и область применимости этого уравнения. В значительной степени это зависит от справедливости закона Стокса. Однако всевозрастаюший объем данных заставляет усомниться в справедливости последнего. Наиболее подробно изучены системы, содержащие растворители с низкой вязкостью, такие, как низшие спирты, вода, ацетонитрил, ацетон, хлорированные углеводороды и различные смеси этих растворителей. В растворителях с высокой вязкостью, таких, как формамид [72], этиленгликоль [73], смесях сахароза - вода [73а], ацетонитрил -октацианэтил — сахароза [74], наблюдаются большие систематические отклонения от закона Стокса. В некоторых случаях произведение Вальдена в 2 - 3 раза превышает величину, рассчитанную теоретически. Аналогичная картина наблюдается при измерении электропроводности электролитов в мицеллярных растворах или гелях [75, 76] и диффузии инертных газов в растворах полимеров [77]. По-видимо-му, вязкие силы действуют на ион не так, как они действуют на макроскопическую сферу. В противоположность модели Эйнштейна - [c.32]

Приведенная классификационная схема факторов миграции качественно охватывает основные виды миграции элементов на Земле и является теоретической базой последующих геохимических исследований. Логическим развитием идей основоположников геохимии — В. И. Вернадского, В. М. Гольдшмидта, А. Е. Ферсмана — должен явиться переход от качественных представлений и статистических интерпретаций к количественному функциональному анализу гео-химитеских процессов миграции. Такой переход, характеризующийся в первую очередь введением координаты времени в качестве независимой переменной, возможен в настоящее время благодаря теоретическим и экспериментальным достшкениям в научных областях, смежных с геохимией, и прежде всего в области физической химии. Однако в геохимии не получили достаточного раавития идеи термодинамики необратимых процессов, кинетики и динамики физикохимических процессов, имеющие непосредственное отношение к проблеме геохимической миграции. В настоящее время проводятся экспериментальные работы по изучению фильтрации и диффузии растворов и газов в породах, адсорбции и ионного обмена. Как правило, эти работы не связываются с проблемой геохимической миграции, а ведутся с другими научными и техническимж целями. В то жа время все более широкое распространение получает геохимический метод поисков месторождений полезных ископаемых. [c.4]

Скорость коррозии цинка в дистиллированной воде составляет 2,0—2,2 г/ (м сутки) после более длительной выдержки она уменьшается примерно вдвое. Из-за незначительной растворимости гидроокиси цинка возможно образование защитных пленок, допускающих диффузию углекислого газа (в противоположность коррозии свинца в дистиллированной воде, когда образование карбонатов происходит в растворе, а не на поверхности металла). [c.229]

Предлагались различные добавки, способные понижать коррозию различных металлов и особенно коррозию железа. Действие"этих добавок как минеральных, так и органических заключается в способности их взаимодействовать с поверхностью металла. В результате образуется тонкая пленка комплексов металла, которая препятствует диффузии растворенного газа к поверхности металла. Предложены и другие методы, например удаление из раствора кислорода -восстановлением или другим способом. Эти различающиеся технологии не обеспечивают достаточно полной защиты, особенно в том случае, если для охлаждения используется мбрская вода. Присутствие хлорид-ионов в морской воде усугубляет коррозию металлов в воднь(х средах. [c.34]

Предполагают [2], что различие в скоростях абсорбции СО2 и НдЗ ьызвано неодинаковыми скоростями диффузии этих газов в растворах сульфида. карбамината и карбоната аммония. Однако правильнее объяснить это положение, вероятно, можно, основываясь на том, что сероводород сразу же ионизируется в растворе, образуя ионы Н8 и Н+, которые быстро реагируют с ионами гидроксила. Двуокись углерода же сначала взаимодействует с водой, образуя угольную кислоту, которая после ионизации реагирует с аммиаком. Скорость реакции гид])атации очень мала, она, по-видимому, и является стадией, определяющей скорость суммарного процесса. [c.72]

Предположение о независимости Одв от концешрации (уравнение 4) строго вьшолняется в редких случаях (например, в случае диффузии труднорастворимых газов в жидкостях, в идеальных растворах и в случае самодиффузии). В большинстве же случаев >ав зависит от концентрации диффундирующего вещества, что в значительной мере усложняет его экспериментальное определение. Учитывая этот факт, уравнение (4) можег быть записано в виде [c.787]

При диффузии растворенных газов в жидкостях вязкость раствора цдв не отличается от вязкости растворителя, поэтому уравнещ1е (1.1.29) для этого случая можно представить в виде [c.795]

С одной стороны, растворы составляют особый вид физико-механического проникновения разнородных тел и сопоставления (размещения. — Ю. X.) молекул растворенного тела и растворителя, подобный тому сопоставлению, какое представляется в однородных телах. С этой стороны диффузия растворов будет совершенно подобна диффузии газов, с тем только различием, что. ..трение, сравнительно малое в газах, значительно в жидкостях. Проникновение растворенното тела в воду тогда уподобляется испарению, а растворение — парообразованию. [c.95]

Методы определения коэффициентов диффузии растворов и газов в горных породах основаны на обработке экспериментальных данных по диффузии, которые могут быть получены разными способами, при помощи соответствующих решений уравнений диффулпи. Целесообразно различать методы определения коэффициентов диффузии [c.34]

Рассмотрим диффузию раствора или газа в среде, которая состоит нз отдельных пористых зерен минерала, способных сорбировать растворенное вещество или обмениваться с ним ионами. Это могут быть разрушенные горные породы, глинистые минералы, почвы ж т. д. Вопрос о сорбционных ж йоннообменны х свойствах различных минералов подробно освещен в гл. 1П. [c.117]

Влажность пород. Содержание влаги в породах оказывает существенное влияние на скорость диффузии растворенных веществ или газов. Диффузия газов идет через воздух, заполняющий поры. При неполной увлажненности вода заполняет часть пор в породах, главным образом капиллярные поры. Следовательно с увеличением влажности скорость диффузии газов уменьшается. В увлажненных и влажных породах диффузия происходит главным образом через некапиллярные (межагрегатные поры). Если газ растворяется в воде, то происходит диффузия растворенного газа. Однако, если растворимость газов невелика, то можно считать, что диффузионный перенос растворенного газа пренебрежимо мал. [c.21]

Таким образом, механизм процесса абсорбции заключается в том, что поглощаемый газ диффундирует прежде всего через пленку газовой смеси. Затем попавший в пограничную жидкостную пленку газ, образуя раствор, диффундирует через нее й, следовательно, процесс абсорбции сводится к диффузии газа через газовую пленку и диффузии раствора через жидкостную пленду. - [c.533]

Числовые значения коэффициентов диффузии зависят от рода диффундирующего вещества и среды, в которой протекает диффузия, а также от температуры и, в меньшей степени, от давления и концентрации. Согласно кинетической теории коэффициент диффузии для идеальных газов пропорционален вязкости, обратно пропорционален корню квадратному из молекулярного веса и пропорционален Для реальных газов эти соотношения точно не соблюдаются. Числовые значения коэффициентов диффузии для них выражаются величинами 0,1—1 см /сек. Коэффициенты диффузии растворов в 10 —10 раз меньше, чем газов, и выражаются величиной порядка 1 см 1сутки они обратно пропорциональны вязкости растворителя. [c.450]

Определение нитроциклогексана. Анализируемую сточную воду наливают через воронку I (см. рис. 118), которая, как и капиллярная трубка ртутного капельного электрода 2, закреплена в нробке сосуда. Поворотом стеклянного крана раствор выливают в коническхю колбу. Через впаянную трубку 3 вводят инертный газ для удаления кислорода из раствора. Изогнутая боковая трубка 4 служит для соединения анализируемого раствора с раствором каломельного электрода 5 через электролитический ключ 6, заполненный 1N КС1, Для уменьшения диффузии растворов в электролитический ключ введены пробки 7 из плотно свернутой фильтровальной бумаги ключ помещается в емкости 8 с тем же раствором, что и внутри ключа. На время измерения ключ, обмытый дистиллированной водой, используется для соединения растворов. [c.378]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология