Диаграммы фазового равновесия систем бинарных

Фазовые превращения в бинарной системе могут быть представлены трехмерной диаграммой, координатами которой являются температура, давление и мольная доля. На рис. 4.1 показана подобная диаграмма для бинарной системы в области, где существуют только пар и единственная жидкая фаза. Полная диаграмма для бинарной системы будет включать область равновесия между твердыми и жидкими фазами, а также, возможно, область частичного смешивания двух жидкостей. Правая сторона диаграммы на рис. 4.1 — это просто график зависимости давления пара от температуры для толуола, а левая сторона — такой же график для бензола. Верхняя искривленная поверхность внутри параллелепипеда показывает общее давление пара как функцию температуры и мольной доли толуола в жидкости она обозначена буквой I. Нижняя искривленная поверхность, на которую нанесены пунктирные линии и большая часть которой скрыта, изображает состав пара, равновесного с жидкостью, и обозначается буквой и. Пунктирные линии являются кривыми давления пара для растворов, в которых мольная доля толуола равна 0,2, 0,4, 0,6 и 0,8. При условиях, соответствующих точкам выше поверхности I, существует только жидкая фаза, а в точках ниже поверхности V — только пар при условиях, соответствующих точкам в области между этими поверхностями, пар и жидкость сосуществуют. [c.107]

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]

Рассмотрим более подробно свойства фазовых диафамм жидких бинарных растворов, которые могут неограниченно смешиваться в любых мольных соотношениях. В качестве примера на рис. 11.2 приведена диаграмма температура — состав системы толуол — бензол при фиксированном давлении. Кривые фазового равновесия построены по формулам (11.15) в предположении идеальности системы. Эти кривые очень близки к экспериментальным. Видно, что обе кривые образуют фигуру, называемую линзой ( сигарой или рыбкой ). [c.187]

Равновесие жидкость—пар в бинарной системе кислород— аргон. Точная диаграмма равновесия тройной системы кислород—аргон—азот может быть построена только при наличии надежных данных по фазовым равновесиям трех бинарных систем кислород—азот, кислород—аргон и аргон—азот. Из этих трех систем наиболее подробно была изучена система кислород— азот, и данные по равновесию ее фаз имеются в ряде работ [36 38 57]. Поскольку летучесть кислорода значительно [c.14]

Возможность образования в системах различных типов бинарных и тройных азеотропов порождает большое разнообразие типов диаграмм фазовых равновесий в тройных системах. [c.325]

На фазовое равновесие двухкомпонентных (бинарных) систем могут оказывать влияние три параметра температура, давление и концентрация. Однако при кристаллизации из растворов основной интерес представляют жидкая и твердая фазы данной системы. Поскольку давление незначительно влияет на равновесие между жидкой и твердой фазами, фазовые превращения могут быть представлены на диаграмме температура — концентрация. [c.351]

Рис. 3.5. Диаграмма фазового равновесия бинарной системы с верхней критической температурой смешения

Рис. 63. Диаграмма фазового равновесия бинарной смесн в системе жидкость—пар

Структура диаграммы фазового равновесия жидкость-пар ддя системы вода—муравьиная кислота—уксусная кислота представлена на рис. 4.16. В этой системе имеется один бинарный отрицательный азеотроп и один тройной седловой азеотроп, все концентрационное пространство делится на четыре области ректификации. [c.192]

Рис. 4.2. Диаграмма фазового равновесия бинарной системы, не образующей твердых растворов

Согласно правилу фаз, двухкомпонентная фаза имеет три степени свободы. Особенность критической фазы состоит в том, что на параметры ее состояния накладываются ограничения, выраженные условиями (1У-421) и (1У-422). Следовательно, число степеней свободы критической фазы уменьшается по сравнению с произвольной бинарной смесью на два и равно единице. Таким образом, критическая фаза моновариантна. Поэтому на диаграмме фазового равновесия критические состояния бинарной системы изображаются кривой. Уравнение критической кривой можно получить, если принять во внимание, что частная производная химического потенциала ком- [c.280]

Необходимо учитывать, что если в каждом из типов диаграмм изменить направление дистилляционных линий на обратное, то мы получим сочетания иных азеотропов. В частности, для системы 2 типа возможны сочетания бинарного и тройного азеотропов с максимумом и минимумом температур кипения. В качестве примера на рис. 142 приведены две системы, относящиеся к типу 3 и отличающиеся противоположным ходом дистилляционных линий. Аналогичные антиподы наблюдаются у всех типов диаграмм, за исключением типа 1, 9 и 10, а. Всего для тройных гомогенных смесей возможны 16 типов диаграмм фазового равновесия. Из правила азеотропии, в частности, следует, что смесей, у которых отсутствуют двойные, но имеются тройные азеотропы, в природе не существует. [c.198]

Замена м-пропанола н-бутанолом вызывает бифуркацию вершины, отвечаюшей спирту (Со), с образованием бинарного азеотропа (С1) на стороне спирт — эфир. Структура диаграммы фазового равновесия жидкость— пар системы н-пентанол-1 — вода — н-бутилацетат образуется в результате выхода тройного азеотропа (К ) на сторону вода — эфир с образованием особой точки типа неустойчивый узел (№, ) и превращения седловинной точки на стороне спирт — эфир в особую точку типа седло (Со), соответствующей эфиру. [c.108]

Для определения структуры диаграммы ПЖР необходимы данные по фазовому равновесию в бинарных системах, составляющих четырехкомпонентную смесь. Отсутствующая в литературе информация по ПЖР в бинарной системе этанол — фенол была определена экспериментальным путем (табл. 1). Эта система является гомогенной, зеотропной и характеризуется большой относительной летучестью. [c.124]

Рис. 14.1.1.1. Диаграммы фазового равновесия бинарных смесей веществ в системе жидкость— твердое а) система, не образующая растворов в твердом состоянии

Диаграммы фазового равновесия рассматриваемых тройных систем имеют вид, представленный на рис. 1-13, а. Здесь точки А, В и С соответствуют температурам плавления индивидуальных компонентов. На боковых гранях призмы нанесены кривые начала кристаллизации АЕ В, ВЕ С и СЕ А трех бинарных систем с соответствующими точками двойных эвтектик Е , Е и Е . Так как прибавление третьего компонента к бинарной системе понижает температуры начала кристаллизации, то в тройной системе кроме двойных эвтектических точек появляется одна тройная эвтектическая точка Е. [c.34]

Николаев, Яковлев и Дядин в своем докладе обсудили вопросы, связанные с фазовым равновесием в бинарных и тройных системах, включающих воду, фосфорорганический экстрагент и минеральную кислоту. Приведены фазовые диаграммы для ряда систем. [c.179]

Рассмотрим теперь бинарную систему, в которой отсутствует химическое взаимодействие компонентов, но последние неограниченно растворяются друг в друге как в расплаве, так и в твердом состоянии. Диаграмма состояния такой системы (рис. 5.26) состоит из трех фазовых полей — высокотемпературное поле / соответствует однофазному раствору С=. ..), низкотемпературное поле III — твердому раствору С =...), а промежуточное поле II — равновесию . .. +. .. (С =. ..), [c.280]

Таким образом, для термодинамического расчета диаграмм состояния бинарных систем кроме параметров стабильности компонентов (АЯ ) необходимо каким-либо другим независимым методом определить активность данного компонента д растворе при его известной концентрации. Полученные на основании этих данных значения параметра взаимодействия — энергии смешения — достаточны для построения линий фазовых равновесий в системах, поведение которых отличается от идеального. Одним из наиболее [c.347]

Анализ условий равновесия в бинарных и многокомпонентных системах удобно проводить с помощью фазовых диаграмм в координатах концентрация - температура. Для чистых веществ такие зависимости приводятся в справочной литературе. [c.293]

При рассмотрении фазовых равновесий в системах данного типа мы будем прежде всего исходить из того, как ведет себя в том или ином случае твердая фаза. На рис. 5.21 показаны основные типы бинарных диаграмм. [c.264]

О трехмерных диаграммах фазовых равновесий в бинарных системах с летучими компонентами в координатах давление — объем —состав см. Е. Jane ke [599], 37, 1931, 585—588. [c.561]

Анализ экспериментальных данных по фазовому равновесию в бинарных системах метаиола с углеводородами показал, что смеси метаиола с углеводородами от пропана до н-декана являются азеотропными растворами. В качестве примера иа рис. 3.2 приведеиа фазовая диаграмма для системы метапол -н-пеитаи. Из рисунка следует, что разделение смесей углеводородов с метанолом простой ректификацией осуществить невозможно. [c.110]

Итоги нашего исследования приведены на рис. 4—6. При построении диаграмм использованы экспериментальные данные фазовых равновесий в бинарных системах N1—О и Мп—О [5, 6]. Все проекции равновесной фазовой диаграммы отражены на этих рисунках без учета возможной нестехиомет-рии по кислороду оксидных твердых фаз. Хотя наличие такой нестехиометрии и установлено в работах [1, 5, 7], количественных результатов для построения диаграммы явно недостаточно. В связи с этим линии на рис. 6, соответствующие твердым растворам со стехиометрией МеО, Мбз04 и МегОз (где Ме = Мп, N1), на самом деле обозначают области гомогенности соответствующих растворов по кислороду и имеют не бесконечно малую, а конечную, но неизвестную нам толщину. Следует отметить, что на всех диаграммах (рис. 1—6) для всех без исключения областей подразумевается присутствие равновесной этим областям газовой фазы. На рис. 6 мы не приводим положение области 15, которая представлена на рис. 2, 3. Отражение ее на рис. 6 потребовало бы либо непомерного увеличения этого рисунка, либо непомерного уменьшения масштаба областей, показанных на нем. [c.72]

Отрицательные значения энергии Гиббса для реакций (6, 7) свидетельствуют об установлении равновесия оксида хрома СггОз как с хроматом, так и с дихроматом стронция. Равновесия ЗгСгаО —СггОз и 5гСг04—ЗгСг204 устанавливаются из-за отсутствия других возможных вариантов. Таким образом, диаграмма фазовых равновесий тройной оксидной системы 5гО— СггОз—СгОз в субсолидусной области включает четыре бинарных сечения и пять тройных вторичных систем (рис. 4). [c.91]

Задача разделения смеси муравьиная кислота — уксусная кислота — вода возникает при разделении продуктов окисления прямо пнного бспзппа и очистке кислых сточных вод производства синтетических жирных кислот. Структура диаграммы фазового равновесия смеси муравьиная кислота — уксусная кислота— вода показана на рис. УП-3,а. Система имеет один бинарный азеотроп муравьиная кислота — вода, один тройной седловой азеотроп и четыре области ректификации. Для разделения рассматриваемой смеси на чистые компоненты был предложен новый способ, основанный на перераспределении полей концентраций между областями ректификации путем варьирования давления, не требующий введения посторонних разделяющих агентов [181]. При этом узел разделения представляет собой единый трехколонный ректификационный комплекс с рециклом (рис. УИ-3,б). Фигуративная точка сырья / о располагается в области ректификации /. В первой колонне в качестве верхнего продукта при атмосферном давлении выделяют воду, являющуюся неустойчивым узлом области ректификации. Точка кубового продукта при давлении 267 ГПа попадает в область ректификации IV. Поэтому кубовый продукт первой колонны можно разделить во второй колонне при давлении 267 ГПа на муравьиную кислоту (неустойчивый узел) и кубовый продукт 2- Последний в свою очередь разделяется в третьей колонне при атмосферном давлении на уксусную кислоту (устойчивый узел области ректификации I) и дистиллят Оз, который в качестве рецикла возвращается в первую колонну. [c.287]

Частная система окись кальция — монокальциевый алюминат — четырехкальциевый алюмоферрит была исследована Мак-Мерди s. Монокальциевый алюминат, трехкальциевый алюминат и пятикальциевый трехалюминат растворяют до 2 5% окиси железа, а четырехкальциевый алюмоферрит 3—5% других алюминатов кальция. Диаграмма фазового. равновесия (фиг. 8012) иллюстрирует реакции, происходящие в расплаве. Сечение монокальциевый алюминат — четырехкальциевый алюмоферрит не является бинарной частной системой, так как монокальциевый алюминат поглощает окись железа в количестве, соответствующем отношению СаО РеаОз, которое меньше 4 1, и расплав обога- [c.786]

Структуру диаграммы фазового равновесия в трехкомпонеитной системе изучали экспресс-структурным методом [8], в котором опреде-ля.ти тип особой точки, соответствующей бинарному азеотропу, по отношению к трехкомпонентной системе. Обнаруженное понижение темие-ратуры кипения в окрестности бинарного азеотропа указывает на то, что рассматриваемая особая точка является устойчивым узлом в тре.к-компонентиой системе. В соответствии с правилом азеотропии тройной азеотроп отсутствует, и диаграмма относится к классу I типу 1а. [c.98]

Фазовые равновесия в бинарных системах, в которых первым компонентом является нематический жидкий кристалл, а вторым — немезоморфное вещество, изучались в работах [1—7]. Обычно исследованию подвергался участок диаграммы состояния, примыкающий к ординате НЖК, в интервале температур, соответствующем переходу N—I. Типичный вид такого участка для систем, образованных Ы-(4-метоксибензилиден)-4 -н-пропиланилином с н-гептаном, бензолом и тетрахлорме-таном [1], показан на рис. 5.1. Обращает на себя внимание резкое снижение температуры перехода N—1 по мере роста концентрации второго компонента, что связано с малой энтальпией данного перехода (обычно не более 0,4—1,3 кДж/.моль). [c.115]

Как видно из рис. 91—103, для всех изученных бинарных жидких систем наблюдается значительный изотопный сдвиг диаграмм фазового равновесия. Для смесей органического вещества с DgO по сравнению со смесями с Н2О кривые взаимной растворимости ограничивают более хиирокие области состава и температур, в которых смешиваемость ограниченна. Следовательно, при любой температуре внутри области ограниченной смешиваемости растворимость и растворяющая способность у тяжелой воды мень-Die, чем у обычной. Этот изотопный эффект составляет от нескольких процентов до нескольких десятков процентов в зависимости от природы второго компонента и температуры (табл. I—XI Приложения к этой книге). Б системах с D O верхняя критическая температура растворения выше, чем в соответствующих системах с HgO, на величину от 2 до 22° (см. табл. 150), а в системах с нижней критической температурой растворения замена [c.273]

С целью разработки технологии разделения водных смесей ацетона, толуо 11а и бутилацетата исследованы фазовые равновесия жидкость — жидкость при температурах кипегщя для системы ацетон —вода — бутилацетат (И) и жидкостьпар нри 760 мм для систем ацетон — толуол —бутилацетат (I) и (И). Проведен термодинами-ко-топологический анализ структур диаграмм фазового равновесия исследованных систем. Проведено математическое моделирование на ЭЦВМ Одра-1204 фазового равновесия жидкость—жидкость — пар в бинарных и тройных подсистемах по уравнению К НТЕ. [c.122]

Проведем анализ существующих данных для тройных систем жидкость — пар на основе предложенной классификации. Каждой фазовой диаграмме по классификации Ю. В. Гурико-ва 1] (за исключением диаграмм, не вошедших в нашу классификацию) соответствует один или несколько наших типов систем. Поэтому мы на начальном этапе отнесли системы к типам по классификации [Г]. Для этого достаточно данных о наличии или отсутствии тройного и бинарных азеотропов, а также о температурах кипения (давлении пара) в особых точках диаграммы фазового равновесия. К 1969 г. были опубликованы данные об азеотропных свойствах около 1100 тройных систем. Более чем для 800 систем имеются также данные о наличии или отсутствии азеотропов и для всех бинарных систем, принадлежащих тройным. Распределение систем по типам классификации [1] приведено ниже. [c.88]

На рис. 174—175 даны диаграммы фазового равновесия для системы gHg—С2Н4— jHa там же приведены кривые равновесия бинарных систем, образуемых теми же компонентами. [c.260]

На основании материального баланса определяются составы кубовой жидкости и дистиллата. Из точек на диагонали диаграммы 91, а и 91,6, отвечающих составу кубовой жидкости, проводится рабочая линия с углом наклона, определяемым соотношением расходов жидкости и пара на тарелке, расположенной над кубом. Затем путем графического построения определяются концентрации уксусной кислоты и воды. Концентрация этилацетата 01пределяется по разности. На ближайших к кубу тарелках концентрация этилацетата в рассматриваемом примере мала, поэтому конценГрации уксусной кислоты и воды определяются ступенчатым построением между рабочей линией и кривой равновесия для бинарной системы уксусная кислота— вода. Начиная с тятой тарелки, содержание этилацетата достигает величины, при которой он существенно влияет на условия фазового равновесия. Соответственно с этим изменяется характер построения. Как видно из рис. 91, концентрация уксусной кислоты по высоте колонны все время убывает. Концентрация же воды до восьмой тарелки возрастает, а затем резко падает, приближаясь к величине, отвечающей составу азеотропа этилацетат—вода. На вышележащих тарелках относительное содержание воды и этилацетата сохраняется таким же как в азеотропе, образуемом этими веществами. [c.236]

Как и в бинарных системах расплав — твердая фаза, трехкомпонентные равновесия подобного типа целесообразно рассматривать при р = onst, так как влияние его на температуру плавления и состав сосуществующих фаз сказывается лишь при очень сильных изменениях этого параметра. На практике (см. разд. V. 7) приходится встречаться с весьма разнообразными типами фазовых равновесий между жидкостью и твердым телом. В зависимости от природы составляющих их веществ, в таких системах могут быть эвтектические смеси, образовываться одно или несколько стойких или нестойких соединений, компоненты могут полностью или частично смешиваться в твердом состоянии, расслаиваться в жидком. Если учесть, что каждая тройная система включает в себя три бинарных, отличающихся друг от друга по видам зависимостей температур плавления от состава, то нетрудно представить себе как многообразны фазовые диаграммы трехкомпонентных систем. [c.328]

Если двойные фазы Яд относятся ко второй области стабильности (что возможно, когда В-компонент — металл УП1 группы), характер фазовых равновесий более сложный вследствие того, что фазы Лавеса не являются единственными соединениями в бинарных системах 2г — (Ее, Со, N1, 1г). Но и в этом случае сечение 2гМеа — 2гМе"2 должно быть квазибинарным, по крайней мере в твердом состоянии, и делить диаграмму состояния на две части, фазовые равновесия в которых можно рассматривать независимо друг от друга. К сожалению, эта группа тройных систем почти не исследовалась. Сюда же относятся системы, в которых изоморфные бинарные фазы Лавеса имеют структуру (цирконий с металлами УП группы 2г—Ме —Ки, 2г—Ки—Оз). [c.170]

Основные применения модели UNIFA , как уже отмечалось, связаны с предсказанием фазовых равновесий жидкость—пар. Для систем, где известны групповые параметры, модель позволяет находить коэффициенты активности компонентов в бинарных и многокомпонентных системах и далее, основываясь только на зависимости Т—р- для чистых жидкостей, проводить априорный расчет фазовых равновесий. Погрешности в расчете коэффициентов активности компонентов по модели UNIFA не превышают нескольких процентов. Большое число рассчитанных по этой модели фазовых диаграмм жидкость—пар приведено в книге Фреден-слунда и сотр. [91 и в работах других исследователей [306—312]. [c.254]

Для графического изображения условий фазового равновесия трехкомпонентной системы пользуются диаграммой в плоскости равностороннего треугольника (рис. IX-6), вершины которого соответствуют индивидуальным компонентам (А, В, С), стороны — их бинарным смесям (А - - В, А + С, В + С), а точки внутри треугольника — тройным смесям. Легко видеть, что сумма перпендикуляров, опущенных из любой точки на стороны треугольника, равна его высоте (ОК + 0L + ОМ = AAj). Так как деления сто- [c.433]

Фазовые диаграммы бинарных систем с паровой, жидкой и твердой фазами могут быть трех видов. Для системы метанол-I-вода при 1 атм (рис. 5.13) соотношение фаз пар—жидкость почти идеальное, но замерзание осложнено образованием твердого моногидрата. Взаимная растворимость пропана и воды ограничена, поэтому две жидкие фазы присутствуют в большинстве композиционных полей диаграммы на рис. 5.14. Для этой системы характерны три твердые фазы — лед, пропан и гидрат или клатрат с 7,5 молями воды на 1 моль углеводорода. Для системы аммиаквода (рис. 5.15) характерны четыре твердые фазы — лед, аммиак, полу-гидрат и моногидрат. На этой диаграмме показаны равновесия пар—жидкость, но из-за выбранного масштаба диаграммы отсутствуют равновесия пар—твердая фаза, которые возможны при низких давлениях. [c.261]

Подробные данные о равновесиях в системах жидкость—жидкость опубликованы в семитомном справочнике Стефена и др. [128], более чем 2000 бинарных систем представлены на 321 диаграмме в книге Лан-дольта-Бернштейна [73]. На этих диаграммах рассматривается фазовое равновесие систем, в которых одно и то же вещество смешивается более чем с дюжиной растворителей, обычно химически родственных, при самых различных температурах — вплоть до зоны кристаллизации. Изучение этих данных, несомненно, полезно, но из-за отсутствия необходимых корреляций и теоретических предпосылок может привести к неверным выводам. Большие обстоятельные коллекции данных по равновесию жидкость—жидкость приведены в табличной и графической форме в работе [125]. Параметры уравнений NRTL и UNIQUA даются для каждой температуры, но не коррелируются с изменением последней, в некоторых случаях изменения аппроксимируются линейно. В книге [20] дана библиография работ, посвященных изучению равновесия жидкость—жидкость. [c.264]