Условия равновесного распределения компонента

Обратимся к выводу основных соотношений. Рассмотрим (/ + )-компонентную систему. Согласно условиям равновесного распределения компонента ( между сосуществующими раствором (фаза - I) и идеальным паром (фаза - 2) имеем [c.126]

Все явления в растворах, рассмотренные ранее в этом разделе, относились к равновесным состояниям каждой гомогенной фазы переменного состава (раствора) и к равновесиям раствора с другими фазами (пар, твердое вещество). Равновесие осуществляется при обязательном равенстве температур и давлений во всех частях всех фаз, составляющих систему, и при постоянстве состава во всех участках одной фазы. При наличии же разностей химических потенциалов компонентов между участками одной фазы или между разными фазами эти компоненты диффундируют в направлении падения своего химического потенциала до тех пор, пока различие в величинах химических потенциалов в разных частях системы не ликвидируется, т. е. пока не будет достигнут одинаковый состав во всех участках внутри каждой фазы и равновесное распределение компонентов между фазами. Необходимым условием для достижения такого равновесия является возможность свобод- [c.240]

Первые два соотношения в условиях (1Х.22) являются уравнениями термического и механического равновесия системы, а остальные характеризуют условия равновесного распределения каждого компонента по всей системе. Таким образом, при равновесном распределении компонента в закрытой системе его химический потенциал имеет одинаковое значение во всех фазах, составляющих данную систему. [c.204]

На результат П.с. влияют I) факторы, определяющие равновесное распределение компонентов между р-ром и поверхностным слоем,-поверхностная активность компонента, т-ра, концентрация р-ра, концентрац. зависимость коэф. активности 2) факторы, влияющие на скорость распределения компонентов между р-ром и поверхностным слоем в стационарных условиях,-размеры пузырьков, распределение их по размерам в р-ре, газосодержание р-ра, высота столба р-ра и пены, величина возврата части продукта, полученного разрушением пены. [c.453]

Ф, ЗОВОЕ РАВНОВЕСИЕ, сосуществование термодинамически равновесных фаз гетерогенной системы. Является одним из основных случаев термодинамического равновесия и включает в себя условия равенства т-ры всех частей системы (термич. равновесие), равенства давления во всем объеме системы (мех. равновесие) и равенство хим. потенциалов каждого компонента во всех фазах системы, что обеспечивает равновесное распределение компонентов между фазами. Число фаз ф, находящихся одновременно в равновесии, связано с [c.54]

В основе всех вариантов количественного парофазного анализа лежат термодинамические условия сосуществования фаз. Эти условия предписывают существование определенной взаимосвязи между концентра циями каждого из компонентов в различных фазах любых гетерогенных систем, находящихся в равновесии. В частности, условием равновесного распределения вещества между сосуществующими фазами является ра венство химических потенциалов каждого из / компо нентов в каждой из / равновесных фаз [c.15]

Чтобы количественно описать процесс фракционирования, необходимо написать условия равновесного распределения произвольного компонента со степенью полимеризации Z между раствором и выпадающим концентрированным гелем. Для этого нужно приравнять химические потенциалы этого компонента в растворе и в геле [3]. Однако выражение для химического потенциала, равно как и уравнение состояния раствора полимера, удовлетворительно согласуется с опытом только для достаточно разбавленных растворов. Поэтому количественной теории фракционирования не существует. Качественно термодинамика предсказывает, что при осаждении фракции полимера, для которой достигнуты критические условия осаждения, одновременно происходит осаждение и макромолекул меньшего молекулярного веса. Поэтому фракции, с которыми приходится иметь дело при осаждении полимера или при обратном процессе экстракции полимера из пленок, несовершенны. Чтобы добиться оптимального разделения полимеров разного молекулярного веса, следует стремиться к большому отношению объема раствора к объему осадка, так как термодинамика задает отношение концентраций примесей в обеих фазах, а суммарное количество осажденных примесей пропорционально объему осадка. Поэтому следует вести фракционирование путем осаждения из разбавленных растворов — при этом как раз и получаются большие отношения объемов жидкой фазы и геля. [c.118]

Следует также отметить возможность постановки стационар-його эксперимента, когда хроматографическая система пе промывается потоком растворителя. В этом случае происходит равновесное распределение компонентов между двумя фазами системы (сорбентом и свободным раствором) в условиях равновесного протекания реакции (условие IV.59). Такая ситуация хорошо описывается следующей системой алгебраических уравнений [c.181]

Равновесное распределение компонента между двумя жидкими растворами во многих случаях почти не зависит от концентрации. Это довольно легко понять при рассмотрении термодинамики растворов. Во всех случаях условие равновесия заключается в равенстве химических потенциалов компонентов в различных соприкасающихся фазах. Тогда, если растворы аир, содержащие компонент А, находятся в равновесии, [c.169]

В неоднородной системе с несмешивающимися электролитами граница сохраняется и при наличии равновесия. В этом случае интерес представляют как раз условия существования равновесий (разд. 5.3), Такие системы, как правило, селективны из-за различия действующих химических сил, равновесное распределение компонентов между обеими фазами неодинаково. При полной селективности отдельные компоненты могут существовать только в одной из фаз и не переходят во вторую. [c.86]

При данных условиях равновесное распределение третьего компонента мелоду двумя несмешивающимися жидкостями обычно отвечает [c.186]

При практическом проведении процесса поверхностного разделения основная причина — различие в поверхностной активности компонентов — может быть замаскирована наложением таких факторов, как скорость установления адсорбционного равновесия степень дренажа пены величина возврата. Поэтому представляется важным разделить факторы, влияющие на результат поверхностного разделения, на две группы. К факторам первой группы относятся те, что определяют равновесное распределение компонентов между раствором и поверхностным слоем, а к факторам второй группы — те, что влияют на скорость процесса распределения компонентов между раствором и поверхностным слоем в стационарных условиях. [c.98]

Уравнения (18) и (19) представляют собой условия термического и механического равновесия. Уравнения (20) характеризуют равновесное распределение компонентов при равновесии химические потенциалы компонентов во всех фазах одинаковы. [c.30]

Уравнения (ХП, 53) и (ХП, 54) представляют собой уже известное читателям уравнение термического равновесия и уравнение механического равновесия системы. Новые же уравнения (ХП, 55) — (ХП,57) характеризуют условия равновесного распределения каждого компонента по всей системе. При равновесном распределении компонента по всем частям закрытой системы его химический потенциал имеет постоянное значение (свое, конечно, для каждого компонента) во всех частях системы. [c.311]

Химический потенциал идеальных растворов. Термодинамическим условием равновесного распределения -го компонента между раствором и паром при данных температуре и общем давлении является равенство химического потенциала этого компонента в обеих фазах [c.174]

Для теоретической тарелки принимается, что время пребывания или, что то же самое, время контакта фаз достаточно велико по сравнению со временем, требуемым для достижения равновесия. При этом фазы перемешиваются идеально, а время пребывания элементов потока одинаковое. В реальных условиях неравномерность распределения элементов потока по времени пребывания обусловлена в первую очередь неравномерностью профиля скоростей турбулизацией потоков различием скоростей переноса отдельных компонентов градиентами температуры и давления. Поэтому при заданных конструктивных характеристиках аппарата время контакта фаз, определяемое гидродинамической структурой потоков, может оказаться недостаточным для того, чтобы привести потоки в равновесие. В связи с указанным время пребывания жидкости на тарелке является важнейшим параметром для характеристики завершенности процесса массопереноса и в общем случае в сложной функциональной зависимости от гидродинамики потоков, физико-химических свойств разделяемой смеси. Ясно, что при отклонении гидродинамических условий от идеальных обеспечение максимально возможного приближения к равновесному состоянию приводит к существенным дополнительным капитальным и эксплуатационным затратам. [c.86]

Отражение условий динамического равновесия на границе раздела фаз в данном случае сводится к учету равновесного распределения вещества между фазами с матрицей коэффициентов распределения М и равенству диффузионных потоков по каждому компоненту на границе раздела со стороны каждой из фаз. Как уже упоминалось (см. с. 152), топологически эти условия реализуются в виде комбинации Т-элемента и TD-элемента с матрицей коэффициентов передачи 1V1. Физическая схема ячейки и локальная форма связной диаграммы физико-химических процессов в ней показаны на рис. 2.20. Та же связная диаграмма, но в форме диаграммной сети, представлена на рис. 2.21. [c.164]

Учитывая незначительное изменение концентрации спирта на большинстве тарелок отгонной части эпюрационной колонны, можно предположить, что при таких условиях, во-первых, сохранится практически постоянное значение коэффициента испарения примесей на большинстве тарелок отгонной части колонны, во-вторых, разделяемую смесь можно рассматривать как бинарную, состоящую из спирто-водного раствора и примеси. В связи с малым содержанием примесей (не более 1% от количества этилового спирта) справедлив прямолинейный закон распределения компонентов в равновесных фазах, т. е. [c.320]

Добавлением органических компонентов к буферу можно еще лучше оптимизировать разделение. На рис. 81 показано разделение проб при идентичных условиях за исключением того, что в данном случае к буферу добавлен метанол. Эта добавка влияет на равновесное распределение пробы между буфером и мицеллой, при этом изменяется также ЭОП и растворимость пробы в буфере. [c.87]

Метод определения равновесных концентраций зависит от изучаемой системы. Наиболее просто в экспериментальном отношении определяются равновесные концентрации в системе жидкость — жидкость при изучении распределения компонента, являющегося при экстракции целевым продуктом, между исходным растворителем и экстрагентом. Для этого две жидкие фазы перемешивают в изотермических условиях 2—3 ч в сосуде с мешалкой или посредством встряхивания. Затем дают жидкости расслоиться (при той ре температуре) и определяют количество каждой фазы. После анализа обеих фаз рассчитывают концентрации компонентов. Проделав серию опытов с разными количествами извлекаемого вещества, опытные данные представляют в виде таблицы или графика. Наиболее простая зависимость между концентрацией распределяемого вещества в экстрагенте у и концентрацией его в исходном растворителе х получается в случае, когда исходный растворитель и экстрагент совершенно не растворимы друг в друге, а также не происходит ассоциации или диссоциации молекул распределяемого вещества и химического взаимодействия его с растворителями [c.282]

Понятие адсорбции многогранно. Говорят, например, что адсорбция компонента — это изменение его концентрации в поверхностном слое по сравнению с концентрацией в объеме. При этом может иметься в виду изменение во времени, т. е. процесс установления равновесной концентрации компонента в объемной фазе (растворе или газе), и, следовательно, за эталон сравнения принимается система, состояние которой первоначально было неравновесным, система с равномерным распределением компонентов в пространстве вплоть до разделяюшей поверхности или гипотетическая система. На практике за эталонное (исходное) состояние часто принимается состояние объемной фазы до ее соприкосновения с адсорбентом — твердым веществом с большой удельной поверхностью. Под изменением концентрации можно понимать и разницу концентраций компонента в поверхностном слое и в объеме фазы. По размерности эта величина (кмоль/м ) не соответствует адсорбции (кмоль/м"), но наглядно отражает суть адсорбции как величины, характеризующей гетерогенную систему, и поэтому полезна при качественном обсуждении явления. В технической литературе термином сорбат ( адсорбат ) обозначают ту часть компонента, которая перешла в адсорбированное состояние, а термином сорбтив — компонент, участвующий в процессе адсорбции (десорбции). Адсорбция может быть обратимой, т. е. сорбат при изменении условий может десорбироваться — переходить из поверхностного слоя в объемную фазу без каких-либо остаточных явлений. [c.551]

В данном разделе приведены изотермические данные по равновесным концентрациям различных органических и некоторых неорганических веществ в двух ограниченно смешивающихся жидкостях (изотермы экстракции). Нумерация слоев (I и II) не связана с их расположением в реальных условиях ( верхний и нижний слои). Слоем I считается слой, содержащий преимущественно тот компонент системы, который назван первым, слоем II — тот компонент, который назван вторым. Распределенный компонент всегда считается третьим. Его концентрация с выражена в моль/л (молярность раствора). Кроме равновесных концентраций распределенного компонента в слоях I и II, и соответственно, в таблицах приводится их отношение, называемое коэффициентом распределения (а). [c.621]

Коэффициенты активности компонентов тройных и более сложных смесей могут быть рассчитаны по данным о свойствах бинарных систем с помощью методов, описанных в гл. I. Расчетные методы определения условий равновесия в системах жидкость — жидкость дают, однако, приближенные результаты. Поэтому для практических целей обычно пользуются опытными данными, представленными в виде зависимостей коэффициентов относительного распределения компонентов Р от состава раствора. Разделение смеси компонентов 1 и к методом экстракции возможно, если р,й > 1. Высокая селективность обеспечивается при малой взаимной растворимости экстрагента и компонента, являющегося в исходной смеси растворителем, а также при большом различии коэффициентов активности распределяемых компонентов в равновесных фазах Эти положения являются основными критериями выбора [c.569]

Несмешивающиеся растворители, Если принять, что жидкости А Л в совершенно не смешиваются друг с другом или по крайней мере их взаимная растворимость в условиях проведения экстракции не изменяется при изменении концентрации распределяемого компонента С в фазах, расчеты могут быть упрощены Предположим, что в исходном растворе и рафинате после каждой ступени содержится А кг компонента А и что экстракт и экстрагент после каждой ступени содержат одинаковое количество компонента В. Тогда в системе координат у = Хсв Хвв (для растворов экстракта) и х=Хса/Хаа (для растворов рафината) можно провести кривую равновесного распределения, соответствующую температуре процесса экстракции, как показано на рис. 114. [c.240]

Для однокомпонентных систем решения выдаются в виде универсальных безразмерных графиков, позволяющих непосредственно, без использования ЭВМ, предсказывать равновесное распределение компонентов в статических условиях и все параметры динамического опыта. Такой же подход реализуется при расчете многокомпонентных задач, сводящихся к однокомпонентным сорбция микрокомпонентов на солевом фоне, очистка растворов по наименее сорбируемому иону. Для расчета многокомпонентных систем, не сводящихся к однокомпонентным, развит и доведен до практического использования так называемый послойный метод — последовательный расчет равновесий, устанавливающихся на каждом элементарном слое сорбента при пропускании через колонку порций анализируемого или очищаемого раствора. В связи с большим объемом вычислительной работы послойный метод также реализуют на ЭВМ. [c.9]

Первые два уравнения представляют собой уже известные условия термического и механического равновесия. Нижние уравнения характеризуют условия равновесного распределения каждого компонента по всей системе. Таким образом мы видим, что при равновесном распределении компонента по всем частям закрытой системы его химический потенциал имеет постоянное значение во всех частях системы. Теперь полньи набор условий равновесия имеет вид [c.37]

Оптимальные условия извлечения воды триэтиламином и селективность ТЭА при различном содержании солей можно найти с помощью данных о равновесном распределении компонентов в тройных системах (Na l, K l, N32804) в области температур 17—40 °С [247]. Показано, что при температуре экстракции около 20 °С, при которой бинодальная кривая наиболее чувствительна к изменению температуры, рост солесодержания в исходном растворе сопровождается заметным уменьшением концентрации воды в экстракте. Так, при изменении концентрации соли от 0,5 до 35 г/л содержание воды уменьшается от 29,3 до 11,3% (масс.). Более резко уменьшение растворимости воды проявляется при понижении температуры и становится незначительным при температуре сепарации. Важно отметить, что рост содержания соли приводит к закономерному уменьшению концентрации ТЭА в рассоле. Поэтому выбор температуры сепарации определяется лишь содержанием амина в рассоле и выделенной из экстракта воде, поступающих на очистку от растворенного экстрагента. [c.239]

Для того чтобы пробы промышленного происхождения, продукты реакции или коммерческие препараты поступали в распоряжение газохроматографи ческой лаборатории в неизмененном состоянии, необходимы определенные условия пробоотбо-ра, надежно исключающие изменения пробы до проведения ее анализа а) пробу следует отбирать из всего количества подлежащего анализу однородного продукта (она должна находиться в каком-либо одном агрегатном состоянии) б) выборочные пробы должны быть репрезентативны для всего количества анализируемого продукта отбирать их следует настолько часто, чтобы надежно регистрировались изменения в технологическом процессе или же различия в качестве коммерческих продуктов в) пробы следует отбирать с помощью соответствующих пробоотборных устройств и хранить до проведения анализа в подходящих сосудах г) сосуды для газовых проб должны быть герметичны, чтобы исключить диффузию из сосуда и в обратном направлении д) сосуды для газовых проб не должны быть смочены изнутри жидкостями, в которых растворяются компоненты пробы (с этой точки зрения особое внимание надо уделять затворным жидкостям, так как равновесное распределение компонентов между газовой и жидкой фазами во время отбора пробы всегда вносит грубую систематическую ошибку в результат анализа) е) необходимо следить за тем, чтобы во время пробоотбора на стенках сосудов не происходило конденсации менее летучих компонентов пробы (в образующейся жидкой пленке также устанавливаются равновесия с компонентами пробы, что в недопустимой степени изменяет соотношение концентраций в сосуде для газовых проб) ж) склянки для жидких проб должны герметично закрываться (для пластмассовых [c.8]

Рассмотрим двухфазные равновесные системы Л и в и четыре компонента. 11ва ПАВ, 1 и 2, могут находиться в растворе не только в виде мономеров, но также и в агрегированном состоянии растворители 3 и 4 абсолютно не смешиваются и инертны (возможность солюбилизации одного растворителя другим в процессе агрегации будет рассмотрена ниже и является предметом следующей работы). При определенных температуре и давлении состав фаз и границ раздела будет определяться следующими соотношениями 1) уравнением состояния раствора для каждого вещества в каждой фазе 2) условиями равновесного распределения между фазами 3) условиями равновесной адсорбции. на границе раздела фаз 4) условиями равновесия между агрегатами и мономерами [c.528]

Если же концентрация контрионов велика и они немедленно блокируют хотя бы один из ранее взаимодействовавших ионов, то молекула вещества окончательно оторвется от данной точки матрицы и возобновит свое диффузионное движение до тех пор, пока совпадение благоприятных условий не фиксирует ее в новой точке внутри гранулы или нока она не покинет пределы гранулы обменника и не будет унесена током элюента. Легко себе представить, что для каждого обменника, каждого значения pH элюента и концентрации соли будет устанавливаться свое динамическое равновесное распределение фиксированных и свободных молекул независимо для каждого сорта молекул, входящих в состав данного препарата (нри условии, что они не будут мешать друг другу, т. е, при условии большого избытка емкости обменника). Очевидно, что этим равновесием определяются и значения коэффициентов распределения К) между неподвижной и подвижной фазами для всех компонентов смеси веществ, а следовательно, и условия их хроматографического фракционирования. [c.260]

Экстракции летучих компонентов исследуемого образца газом (воздухом, азотом, гелием и др.) в статич. или динамич. условиях, т.е. дискретными порциями или непрерывным потоком экстрагента соответственно. В простейшем случае прямого статического П. а. исходную концентрацию t летучего компонента в исследуемом образце определяют по его концентрации в равновесной газовой фазе, коэф. распределения К = J q (Q-равновесная концентрация компонента в образце) и соотношению объемов газовой (Кс) и конденсир. (v ) фаз г = при этом С = q-(K + г). Даже когда значения К велики (до 1000), пределы обнаружения при П. а. ниже, чем при непосредств. анализе конденсир. фазы, а строгого соблюдения условия термодинамич. равновесия фаз в гетерог. системах с малыми значениями отношения К/(К + г) не требуется. Для повышения чувствительности анализа проводят предварит, концентрирование компонентов в газовон фазе с помощью газовой экстракции с криогенными или сорбционными ловушками летучих компонентов. Определение микропримесей в газах можно проводить методом П. а. после их концентрирования в жидкостях. [c.447]

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]

Количественное определение летучих веществ в летучих растворителях методом АРП с применением непрерывной газовой экстракции может быть выполнено двумя способами, уже рассмотренными выще для случая практически неиспаряющегося растворителя. Про-стейщий вариант — непосредственный анализ газа, когда объем газового пространства над жидкостью и отбираемая из него для анализа проба достаточно малы по сравнению с объемом раствора Уи и, разумеется, по сравнению с vo. При таких условиях концентрация определяемого компонента в газе Са связана с концентрацией равновесного (в данном случае исходного) раствора С1 законом распределения. [c.63]

Хроматография — совокупность методов и процессов разделения, анализа и физико-химических исследований смесей растворенных веществ, где используются разделяющая среда (неподвижная фаза) и какой-либо растворитель (подвижная фаза). Основана на различии в скоростях перемещения концентрационных зон исследуемых компонентов в потоке подвижной фазы относительно слоя неподвижной фазы. Обязательным и необходимым условием хроматографического разделения компонентов смесей является различие в равновесном и кинетическом распределениях этих компонентов между фазами, адсорбционная X. — вид хроматофафии, основанный на различной избирательной сорбируемости разделяемых веществ адсорбентом аффинная X. (биоаффинная X., биоспецифическая X., хроматография по сродству) — метод хроматографии, основанный на специфическом взаимодействии разделяемых биологически активных соединений с лигандами, ковалентно связанными с нерастворимыми носителями [c.343]

В действительности ири каждой температуре и при каждом давлении распределение компонентов смеси межну равновесными фазами (пар и жидкость) будет определяться условия.ми равновесия при однократном вспарении. [c.440]