Фазовое равновесие растворимость газа в жидкости

Процесс абсорбции идет до состояния равновесия, характеризуемого равновесным распределением растворимого газа между инертным газом (носителем) и жидкостью и выражаемого законом Генри. Константу фазового равновесия т выражают в зависимости от принятых единиц концентрации. Если рР (в мм рт. ст.) — равновесная концентрация газа, выраженная через парциальное давление, а лс (в кмоль на 1 кмоль смеси) — [c.337]

Большой вклад в изучение фазовых равновесий при высоких давлениях сделали Кричевский и его школа [30—32]. В [30, первая ссылка], ставшей классической, подробно рассмотрены теоретические вопросы критических явлений, растворимости газов в жидкостях под давлением, растворимости жидкостей в сжатых газах. Теоретические результаты широко иллюстрируются экспериментальными данными. [c.68]

При абсорбции летучим поглотителем (абсорбентом) фазовое равновесие систем газ—жидкость удобно представлять в треугольной диаграмме (см. рис. 11.17, б, г). Расчет размеров аппарата выполним с помощью треугольной диаграммы для общего случая абсорбции летучим поглотителем и при некоторой растворимости газа-носителя в абсорбенте (см. рис. [c.951]

К уравнениям (ХП1, 10) и (ХП1, 14) мы вернемся в следующем параграфе. Пока же рассмотрим новый случай фазового равновесия растворимость газа в жидкости . Для простоты анализа будем считать жидкость нелетучей. При последнем допущении газовую фазу можно считать чистым (однокомпонентным) газом. [c.347]

Растворимость твердых веществ в сжатых газах также может быть определена статическими и динамическими методами. По существу эти методы не отличаются от методов исследования фазовых равновесий в системах жидкость—газ. [c.306]

Выше были приведены простейшие и наиболее широко известные соотношения, описывающие растворимость газов и распределение вещества в системе жидкость — газ. Естественно, что существующие сегодня методы приближенного расчета констант фазового равновесия этим не ограничиваются. Существует целый ряд более сложных методов расчета этих констант в системе жидкость — газ, которые не являются, однако, универсальными и пригодны лишь для определенных систем и в определенных условиях. Подробный разбор этих методов и рекомендации по их использованию даны Адлером и Палаццо [56, 57], а также Ридом и Шервудом [58]. [c.99]

Растворимость газов в жидкостях. При взаимодействии какого-либо газа с жидкостью возникает система, состоящая из двух компонентов и двух фаз—жидкой и газообразной. Такая система имеет по правилу фаз две степени свободы (С=2, Р = 2 и = 2+2—2=2), т. е. так же, как и двухкомпонентные жидкие смеси, система будет двухвариантной. Из трех основных параметров, определяющих фазовое равновесие давление температура и концентрация, принимаем температуру постоянной и тогда получаем однозначную зависимость растворимости газа в жидкости от давления. [c.478]

Именно к системам газ — жидкость относится первая эмпирическая закономерность фазовых равновесий— так называемый закон Генри, установленный еще в начале XIX века, задолго до создания химической термодинамики. В своей первоначальной формулировке закон Генри констатировал прямо пропорциональную зависимость растворимости газов в жидкостях от давления р (при постоянной температуре) [c.18]

Вопрос о фазовых равновесиях в растворах при высоких давлениях (равновесие газ — жидкость, критические явления в растворах и явление ограниченной взаимной растворимости газов) детально рассматривается в монографии И, Р. Кричев-ского [1], проблеме химического равновесия при высоких давлениях уделено значительное внимание в учебнике химической термодинамики М. X. Карапетьянца [2], а также в книге Л. А. Введенского [3]. [c.10]

Со времени экспериментального обнаружения равновесия газ — газ прошло около 30 лет. Уже умолкли критики, которые считали, что это не фазовый переход первого рода . Их убедили опыты по визуальному наблюдению мениска между двумя газовыми фазами, а также измерения поверхностного натяжения между ними. Однако до сего времени идет спор о том, можно ли называть это явление взаимной растворимостью газов, или равновесием газ — газ Не есть ли это равновесие жидкость — жидкость или даже жидкость — газ [c.132]

Синтетические методы. В основу синтетических методов положен принцип, предложенный В. Ф. Алексеевым. Согласно этому принципу составляют смесь из двух компонентов (жидкость и газ или твердое вещество и жидкость), количество которых точно известно. Помещают смесь в замкнутый объем и, изменяя температуру, отмечают момент, когда система становится однофазной. Количественный состав этой фазы, ее объем, а также температура и давление известны, следовательно, экспериментатор, не анализируя самой фазы, может получить исчерпывающие сведения о фазовом и объемном поведении системы. Экспериментальные и теоретические исследования, проведенные в последние годы, показали, что для понимания термодинамики фазовых равновесий необходимо кроме данных о растворимости иметь сведения об объемном поведении растворов под давлением. [c.280]

Числовые значения коэффициентов Генри зависят от свойств газа и температуры с повышением температуры числовое значение увеличивается и растворимость газа в жидкостях уменьшается. Соответственно, с повышением температуры числовое значение коэффициента фазового равновесия увеличивается. Числовые значения коэффициента Генри для некоторых газов в водных растворах при различных температурах приведены в табл. 25. [c.591]

Вопрос о фазовых равновесиях в растворах при высоких давлениях (равновесие газ — жидкость, критические явления в растворах и явление ограниченной взаимной растворимости [c.10]

Равновесия газ—жидкость, критические явления в растворах и ограниченная взаимная растворимость газов детально рассматриваются в монографии И. Р. Кричевского Фазовые равновесия в растворах при высоких давлениях (Госхимиздат, 1952), проблеме химического равновесия при высоких давлениях уделено значительное внимание в учебнике химической термодинамики М. X. Карапетьянца (Госхимиздат, 1949) и в книге А. А. Введенского Термодинамические расчеты нефтехимических процессов (Гостоптехиздат, 1960). [c.14]

При давлениях, обусловливающих значительные отклонения поведения подвижной фазы от идеальности, использование вириального уравнения состояния (1.3), а следовательно и соотношений (1.6), (1.8), (1.9), (1.11), становится нецелесообразным. Строгая теория, описывающая фазовые равновесия в хроматографической системе при высоких давлениях элюента, в литературе отсутствует. Нестрогий, но весьма общий подход для оценки растворяющей способности неидеальных элюентов, позволяющий оценить роль неподвижной и подвижной фаз в процессе распределения сорбата, предложил Гиддингс с сотр. 114—16]. Сущность его заключается в предположении, что растворяющая способность сжатых газов может быть оценена аналогично растворяющей способности жидкостей с помощью параметра растворимости Гильдебранда O, соответствующим образом модифицированного для этой цели. [c.16]

Экспериментальному определению растворимости элюента в неподвижной жидкости посвящено, к сожалению, очень небольшое число работ [9, 22]. Оценка величины растворимости по литературным источникам приводится в работе [23]. Там же оценены возможности и ограничения газохроматографического метода при исследовании растворимости элюента в неподвижной жидкости. Определение констант фазового равновесия в гетерогенной системе жидкость—газ при высоких давлениях с помощью газовой хроматографии выполнено в работах [24, 25], где проводился учет увеличения количества неподвижной жидкости за счет растворенного газа-носителя, который мог быть многокомпонентной смесью. Аналогичный учет при определении также и термодинамических характеристик сорбции проведен авторами работы [23]. [c.23]

Принцип Ле-Шателье охватывает и фазовые равновесия. Если растворение твердого тела (или газа) в жидкости сопровождается уменьшением объема, то растворимость будет возрастать с увеличением давления. Это имеет большое значение для многих химических реакций, в частности для реакций, протекающих между жидким веществом и растворенным в нем газом. [c.9]

Давление больше всего влияет на свойства газовой фазы. С повышением давления расстояния между молекулами уменьшаются и возрастает роль межмолекулярного взаимодействия. Чем выше давление, тем больше роль этого фактора. При высоких давлениях газ по своим свойствам приближается к жидкости, а условия фазового равновесия в системах с газовой фазой становятся сходны1ш с условиями равновесия в системах, состоящих из конденсированных фаз. Это проявляется в большом числе явлений, исследованных экспериментально при высоких давлениях. К их числу относятся ограниченная взаимная растворимость газов, впервые обнаруженная [c.274]

С помощью газовой хроматографии возможно определение коэффициентов распределения газ — жидкость или газ — твердое тело при малых концентрациях и конечных концентрациях, термодинамических функций сорбата (свободная энергия, энтальпия и энтропия) и, кроме того, следующих физико-химических характеристик констант устойчивости комплексов, коэффициентов активности, растворимости в системах газ — жидкость и жидкость — жидкость, характеристик специфического взаимодействия (водородной связи, комплексов с переносом заряда), структуры летучих и нелетучих соединений, давления пара веществ и их температуры кипения, вириальных коэффициентов, коэффициентов сжимаемости газов, поверхности твердых тел, пористости, размера частиц, кислотности, коэффициентов диффузии в газовой и жидкой фазах, констант скорости гомогенных и гетерогенных реакций, констант равновесия, молекулярных масс веществ, температур фазовых переходов, диэлектрической проницаемости и дипольного момента [c.186]

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]

Азот имеет неприемлемо высокие (слабое испарение жидкости), а сероводород неприемлемо низкие (сильная растворимость газа в жидкости) величины констант фазового равновесия. Поскольку использование диоксида углерода в качестве нагнетаемого в пласт агента сопряжено с необходимостью осуществления дорогостоящих мероприятий по защите оборудования от коррозии, то в общем случае более предпочтительно, очевидно, воздействие с использованием метана. По территории Вуктыльского промысла проложен ряд газопроводов, по которым тюменский природный газ (98,9 % метана) подается на Печорскую ГРЭС и в промысловую газлифтную систему.Это обстоятельство подчеркивает целесообразность выбора метана в качестве нагнетаемого агента в условиях Вуктыльского промысла. [c.28]

В лаборатории физико-химических исследований Государственного научно-исследовательского и проектного института азотной промышленности и,продуктов органического синтеза (ГИАП) (И. Р. Кричевский, с 1946 г.) изучаются свойства систем при высоких давлениях —фазовые равновесия, сжимаемость газов и их смесей, критические явления (П. Е. Большаков, Г. Д. Ефремова, Н. Е. Хазанова, Д. С. Циклис,. Ю. В. Цеханская). Ряд работ осуществлен Я- А. Казарновским и А. Г. Лейбущ. Е. Р. Шендерей исследует растворимость газов в жидкостях. Фазовые равновесия изучаются во Всесоюзном нефтегазовом институте (А. Ю. Намиот). [c.12]

Как следует из изложенного выше, определение коэффициентов распределения может быть выполнено с помощью Ум, который вычисляется из данных хроматографического эксперимента, проводимого при небольших перепадах давления в колонке. Однако если растворимость элюента в неподвижной жидкости незначительно увеличивает количество последней, то имеется другая весьма удобная возможность изучать фазовые равновесия в газо-хроматотрафйческих экспериментах. А именно, в этом случае чрезвычайно легко выполнять относительные определения констант фазовых равновесий и связанных с ними величин. Действительно, независимо от режима работы колонки. Г = Тхг/к = = ГС, где С — постоянная величина. Следовательно, Гх/Га = = ГаС/ГаС = Г1/Г2. Переход к абсолютным значениям может быть осуществлен, если известна величина Г какого-либо вещества. Зависимость Г от давления элюента в колонке изучалась в работах [9, 83]. [c.40]

Наиболее характерные трехфазные системы пар - жидкость - жидкость получаются в смесях углеводородов с водой. Расчет фазовых равновесий в этих смесях имеет большое практическое значение в технологии добычи и переработки газа и нефти, особенно содержащих хорошо растворимые в воде комиоиепты (сернистые, двуокись углерода). [c.106]

Эти данные необходимы для расчета термодинамических свойств, таких как коэффициента фазового равновесия, энтальпии, эптропии, плотности, растворимости газов и твердых веществ в жидкостях и фугитивности наров. Они включают [c.138]

Обычно моделирующая система включает различные методы расчета термодинамических свойств, таких как коэффициента фазового равновесия, энтальпии, эптропии, плотио-сти, растворимости газов и твердых веществ в жидкостях и фугитивности наров. Данные методы включают в себя [c.140]

Системы газ— жидкость. Если над жидкостью находится растворимый в ней газ, индивидуальный или в смеси с другими нерастворимыми газами, то в равновесном состоянии такой системы между концентрациями растворимого газа в обеих фазах устанавливается определенное соотношение. Последнее носит название константы фазового равновесия и выражается отношением концентрации растворимого газа в газовой фазе к его концентрации в равновесной жидкой фазе. При этом концентрации могут быть выражены в единицах любой размерности. Если последние одинаковы для обеих фаз, то константа равновесия безразмерна в противном случае она имеет соответствующую размерность. В дальнейшем мы будем оперировать главным образом газовыми смесями, содержащими наряду с растворимыми компонентами А также и нерастворимые В (будем называть их и н е р-т о м). При этом удобно пользоваться относительными концентрациями V (кмоль Л/кмоль В) или Y (кг А кт В) в газовой фазе и X (кмоль Л/кмоль жидкости) или X (кг Л/кг жидкости). Константы равновесия, следовательно, будут т = УIX и m = УIX. [c.425]

Первой системой, которая была исследована с целью обнаружить равновесие газ — газ, была система аммиак — азот. Фазовые равновесия при температурах, меньших чем критическая температура аммиака, исследовали Вибе и Гедди . Они нашли, что при 75 °С на кривой растворимости азота в жидком аммиаке имеется максимум. При 90 °С они очертили петлю равновесия жидкость — газ и установили, что критическое давление при этой температуре достигает 600 ат. При 100 °С критическое давление было меньше 370 ат, а смеси, содержавшие менее 59 объемн. % аммиака, были гомогенны и уже не разделялись на жидкую и газовую фазы при давлениях в сотни атмосфер. [c.13]

Во многих методиках исследования фазовых равновесий и объемных соотношений в качестве запираюш,ей и передающей давление жидкости применяют ртуть. Хотя ртуть и обладает некоторыми ценными свойствами, применение ее во многих случаях нежелательно. Ртуть опасна для здоровья, а при высоких температурах ее выброс из аппаратов высокого давления приводит к мгновенному испарению и отравлению атмосферы. Кроме того, ртуть растворяется в сжатых газах . Исследования показали, что растворимость ртути в бутане, сжатом до 400 ат, и при температурах от 200 до 300 °С больше рассчитанной по давлению насыщенного пара при.мерно в 4 раза. Это обстоятельство необходимо учитывать при проведении точных измерений в условиях высоких температур и средних давлений, когда концентрация ртути в газовой фазе может быть значительной. [c.368]

Единственной поэтому представляется мысль превратить газ-носитель в более активного участника хроматографического процесса, с тем чтобы природа элюента и параметры его работы наряду с природой и параметрами работы неподвижной фазы стали факторами, воздействующими на удерживание, селективность, эффективность разделения, симметрию зон сорбатов и, в определенной степени, на чувствительность определения. Это достигается путем использования в качестве элюентов разнообразных полярных и неполярных газов и паров, повышенных давлений и высоких скоростей, отвечающих турбулентному режиму. Неидеаль-ность элюента, определяемая его природой и давлением, вызывает повышенную растворимость сорбата, сдвиг фазового равновесия в сторону увеличения концентраций вещества в газовой фазе (увеличение Сг и, следовательно, уменьшение Г и Г ), что приводит к уменьшению удерживания и изменению селективности (так как растворяющая способность неидеальной газовой фазы по-разному проявляется в отношении сорбатов различной химической природы). Если условия работы элюента превышают критические, то он становится сверхкритическим флюидом и, сохраняя подвижность, близкую к подвижности газа, становится прекрасной растворяющей средой как для летучих, так и для нелетучих веществ, позволяя тем самым расширить круг анализируемых объектов и включить в него, например, полициклические ароматические углеводороды и полимерные соединения [1]. Сдвиг фазового равновесия происходит также вследствие взаимодействия элюента с неподвижной фазой в результате адсорбции элюента адсорбентом или растворения в неподвижной жидкости. Удерживание сорбатов и селективность такой многокомпонентной сорбирующей среды может регулироваться путем изменения давления и изменения состава элюента (если он состоит из нескольких веществ). Взаимодействие молекул элюента с активными центрами твердого носителя дает возможность устранить влияние [c.7]

Из соотношения (1.1) видно, что при сохранении приблизительно постоянного перепада давления в колонках (а onst) повышение давления в ней изменяет удерживание сорбата за счет изменения коэффициента распределения Г и отношения xi/x (из-за растворимости элюента в неподвижной фазе). Величина xi/x изменяется, как правило, весьма незначительно, в то время как величина Г может изменяться с давлением в чрезвычайно широких пределах. Так как хроматографический процесс рассматривают как равновесный (исключение составляют режимы с большими значениями а, см. главу II), то коэффициент распределения Г является константой фазового равновесия сорбата в гетерогенной системе жидкость (твердое тело)—газ, т. е. истинным коэффициентом Генри, определяемым как [c.12]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология