Диаграмма, давление состав вещества

I. Х ана зависимость составов жидкой фазы и находящегося с ней в равнс весии пара от температуры для двухкомпонентной жидкой системы А — В при постоянном давлении. Молярный состав жидкой фазы X и насыщенного пара у выражен в процентах вещества А. По иривед нным данным 1) постройте график зависимости состава пара ог состава жидкой фазы при постоянном давлении 2) постройте диаграмму кипения системы А — В 3) определите температуру кипения системы с молярным содержанием а% вещества А каков состав первого пузырька пара над этой системой при какой температуре закончится кипение системы каков состав последней капли жидкой фазы 4) определите сос1ав пара, находящегося в равновесии с жидкой фазой, кипящей при температуре Tt 5) при помощи какого эксперимента можно установить состав жидкой бинарной системы, если она начинает кипеть при температуре Ti при наличии диаграммы кипения системы 6) какой компонент и в каком количестве может быть выделен из системы, состоящей из Ь кг вещества А и с кг вещества В 7) какого компонента и какое количество надо добавить к указанной в п. 6 смеси, чтобы получилась азеотропная система 8) какое количество вещества А будет в парах и в жидкой фазе, если 2 кг смеси с молярным содержанием а% вещества А нагреть до температуры 71 9) определите вариантность системы в азеотропной точке. [c.287]

Физико-химический анализ основан на изучении зависимости между химическим составом и какими-либо физическими свойствами системы (плотность, вязкость, растворимость, температура плавления, температура кипения и др.) с применением геометрического метода изображения полученных результатов. Найденные опытным путем данные для нескольких состоянии системы наносятся в виде точек на диаграмму состав—свойство , на оси абсцисс которой откладывается состав системы, на оси ординат — свойство. Сплошные линии, проведенные через эти точки, отображают зависимость свойства от состава системы н позволяют устанавливать соотношение любого произвольно взятого состава системы с исследуемым свойством. Плавный ход сплошных линий соответствует постепенному увеличению или уменьшению исследуемого фактора (состава, температуры, давления и т. п.), не влекущему за собой изменения качественного состава системы. Резкие перегибы и пересечения линий указывают на превращения и химические взаимодействия веществ. Анализ линий и геометрических фигур на диаграмме состав—свойство позволяет судить о характере химических процессов, протекающих в системе, а также устанавливать состав жидкой и твердой фаз, не прибегая к разделению системы на составные части. [c.272]

Если кривая общего давления пара имеет максимум (на диаграмме кип —состав ему соответствует минимум температуры кипения), ТО сначала преимущественно будет отгоняться азеотропная смесь, а в остатке накопится то вещество, которое имелось в данной смеси в избытке по сравнению с азеотроп-ным составом. [c.214]

Имеется немало примеров того, что параметры фазового равновесия жидкость — пар для смесей играют важную роль при расчетах теплообмена. В то время как точка кипения для чистых компонентов при данном давлении фиксирована, для смеси такая ситуация не сохраняется. Диапазон температур, в котором имеет место кипение (или конденсация) при заданном давлении, зависит от состава смеси. На рис. 3 представлена диаграмма температура — давление типичной смеси легких углеводородов. Состав системы в целом, фазовое равновесие которой представлено на рис. 3, является постоянным. Составы паровой и жидкой фаз будут меняться от точки к точке. При анализе рис. 3 сразу видно различие в свойствах смеси и чистого вещества. Критическая температура чистого компонента определяется как температура, выше которой в веществе исчезает различие между жидкостью и паром. Очевидно, что такое определение неприменимо к исследуемой смеси. Здесь существует диапазон температур выше критической температуры, в котором жидкость некоторого состава может существовать одновременно и в равновесии с паром. Для чистого компонента критическое давление [c.166]

Диаграмма температура — состав для неограниченно смешивающихся жидкостей. Одним из способов разделения смеси жидкости на составные части является перегонка. Перегонка основывается на том, что состав пара над жидкой смесью при температуре ее кипения, как правило, неоди наков с составом взятой смеси. Соотношения между составами разновесных жидкостей и пара и влияние добавления того или другого из компонентов на общее давление пара устанавливает первый закон Д. П. Коновалова (1881) над двойной жидкой системой пар по сравнению с находящейся с ним в равновесии жидкостью относительно богаче тем ком-нентом, прибавление которого к системе повышает общее давление пара, т. е. понижает температуру кипения смеси при данном давлении. На диаграмме температура кипения — состав смеси (рис. 26) нижняя кривая отвечает составу кипящей жидкости, верхняя — составу пара над кипящей смесью. Рассмотрим состав, отвечающий точке Е. Температура кипения его t. Состав пара при температуре характеризуется точкой Р. Спроектировав точки Е п Р на ось состава, можно убедиться в том, что в парах находится легколетучего компонента В больше (точка С , чем в жидкой смеси (точка Сх). Соответственно высококипящего компонента А больше в жидкой фазе. При повышении содержания данного вещества в жидкой смеси увеличивается его содержание в парах. Если полученный пар (точка Р) сконденсировать в жидкость и снова нагреть до кипения (точка О), то образуется пар, еще более богатый компонентом В (точка Сз). В результате многократного повторения таких операций можно обогатить пар легкокипящей жидкостью. В остатке будет накапливаться высококипящая малолетучая жидкость. [c.107]

Классическим примером азеотропной смеси углеводородов с минимальной температурой кипения являются циклогексан и бензол [14]. Эти вещества, кипящие соответственно при 80,8 и 80,1°, образуют азеотропную смесь, кипящую при 77,7°. Кривая давления пара этой смеси подобна кривой показанной на рис. 13. На рис. 14 показана х — г/-диаграмма для этой смеси. Состав азеотропной смеси соответствует точке пересечения кривой у = х) и прямой, образующей с осями координат угол в 45° (у = х). Если производить фракционную перегонку смеси бензола с циклогексаном, содержащей 20%о мол. циклогексана, то первым погоном будет [c.120]

Рис. 4. Диаграмма давление — состав фазового равновесия жидкость — газ для системы двуокись углерода (растворитель) — азот (растворенное вещество) при 15 °С [7].

Рис. 6. Диаграмма давление — состав фазового равновесия жидкость—газ для системы этан (растворитель)—пропан (растворенное вещество)

При изложении данной главы и в последующем будут использованы фазовые диаграммы давление—состав при постоянной температуре и давление—температура. Фазовые диаграммы требуют специального навыка для их чтения. Полезно напомнить, что кривые на диаграммах давление-состав двойных систем изображают изменение с давлением состава находящихся в равновесии фаз при данной температуре. Составы двух фаз, находящихся в равновесии при данном давлении, получают, соединяя точки кривых горизонтальными прямыми, соответствующими заданным давлениям. Кривые на р-Т диаграммах соответствуют состояниям, при которых давления меняются с температурой. Для чистого (однокомпонентного) вещества это состояния, в которых в равновесии находятся две фазы, например, жидкая и газовая (зависимость давления пара от температуры). Для двойных систем это состояния, в которых в равновесии находятся три фазы (например, твердая, жидкая и газовая) или две жидкие фазы и одна газовая и т. п. Для двойной системы критические точки жидкость—газ лежат на критической кривой. Все кривые на фазовых диаграммах температура-давление соответствуют состояниям, имеющим одну степень свободы. Состояния, которые для данной системы имеют нулевую степень свободы, изображаются точкой. Так, для чистого вещества нулевую степень свободы имеет критическая точка и состояния трехфазного равновесия (тройные точки). В двойной системе точками изображаются состояния, где в равновесии находится четыре фазы (квадрупольные точки) и где две фазы в критическом состоянии находятся в равновесии с третьей (некритической) фазой (ко- [c.6]

Для фазового равновесия, показанного на рис. 10, температура конечной критической точки ниже критической точки чистого неводного вещества. Диаграмма давление — состав для состояния конечной критической точки изображена для этого случая на рис. 14. [c.17]

Расходы тепла на проведение однократных процессов испарения и конденсации однородных в жидкой фазе при точке кипения растворов частично растворимых веществ удобнее всего определять по тепловым фазовым диаграммам. Пусть исходная жидкая система состава а и веса L, находящаяся при некоторой температуре tf , более низкой, чем ее точка кипения под заданным внешним давлением, нагревается до температуры t однократного испарения и равновесно разделяется на две фазы— паровую и жидкую. Пусть вес паровой фазы О, состав у и теплосодержание Q, вес жидкой фазы g. состав х и теплосодержание д. Если начальное теплосодержание сырья составляло Q , и на его нагрев от о до t было затрачено У калорий тепла, то можно написать следующие уравнения теплового баланса процесса и материального баланса по общему весу потоков и по весу содержащегося в них компонента w [c.62]

Чем больше разность между парциальными давлениями чистых веществ (или между температурами кипения), тем большими должны быть отклонения, и появляется большая вероятность образования экстремума на Т -X- или Р-ж-графиках. Минимум характерен для веществ, способных к диссоциации, максимум — для веществ, способных к ассоциации. Минимуму на диаграмме давление - состав будет соответствовать максимум на диаграмме температура - состав и, наоборот, максимуму на диаграмме давление - состав будет отвечать минимум на диаграмме температура - состав. [c.200]

На рис. XIV, 4,а представлена схема диаграммы для системы, в которой двум равновесным жидким фазам отвечает общий пар промежуточного состава. Подобная зависимость наблюдается, если давления пара обоих компонентов приблизительно одинаковы. Чем больше разница между давлениями пара компонентов, тем богаче пары более летучим веществом. В результате возможны случаи, когда один из компонентов представлен в паре богаче, чем в каждом из растворов. Диаграмма давление пара—состав подобной системы показана на рис. XIV, 4,6. Она строится совершенно так же, как диаграмма, показанная на рис. XIV, 4,а. [c.402]

На рис. 10.3 изображена типичная диаграмма давление пара — состав для раствора, имеющего не слишком большие положительные отклонения от идеальности. Температура предполагается постоянной. Верхняя линия, представляющая зависимость давления насыщенного пара над раствором от состава жидкости, называется кривой жидкости. Нижняя линия отвечает зависимости этого же давления от состава пара и называется кривой пара. Состав фаз, как и раньше, характеризуем с помощью молярной доли вещества В. [c.190]

Вид диаграммы температура — состав определяется следующими соображениями. При данном давлении более летучий компонент будет обладать меньшей температурой кипения минимум на диаграмме Р — N отвечает максимуму на диаграмме I — N , наоборот, максимум на диаграмме Р — N отвечает минимуму на диаграмме I — N. Таким образом, точки аиб соответствуют температурам кипения (конденсации) чистых веществ. Нижние кривые характеризуют состав кипящей жидкости, верхние — состав насыщенного пара ниже первых из них — жидкая фаза, выше вторых — перегретый пар, а между ними — смеси кипящей жид- [c.103]

Однако когда, по данным изучения равновесной диаграммы, соединение является нестехиометрической фазой переменного состава, то, очевидно, соединение определенного состава получено быть не может. Например, так называемая закись железа, или минерал вюстит, представляющий собой фазу переменного состава на основе соединения ГеО (см. рис. 36, а), имеет область однородности 51,4—53,3 и 51,6—52,6 ат.% О соответственно при 1000 и 700° С [90, 234, 565]. Таким образом, при нормальном давлении однородное вещество, отвечающее формуле ГеО, получено быть не мон ет. То же самое относится и к сульфиду железа, имеющему переменный состав, причем максимум ликвидуса находится в области 51,6—52,2 ат.% 3 [90], и к фазам переменного состава в системах Р(1—Н, Т11—Н и V— Н[149]. [c.151]

На фиг. 20 приведены равновесные изобарные кривые кипения и конденсации для однородного в жидкой фазе азеотропа с минимумом точки кипения, представленные в системе координат температура—состав . Состав ус, общий для пара и жидкости в азеотропической точке, разделяет равновесную диаграмму на две части, напоминающие обычные изобары веществ, характеризующихся монотонным изменением летучих свойств. Как указывалось ранее, состав азеотропической точки не является постоянным и меняется с изменением давления и поэтому напрашивается мысль о таком изменении внешнего давления, при котором состав, отвечающий экстремальному значению температуры, передвинулся бы в область концентраций, отвечающих практически приемлемой чистоте одного из компонентов системы. Тем самым, совершенно недопустимое для процесса ректификации касание кривых равновесия пара и жидкости передвигается к конечной точке интервала концентраций, оставляя простор для ведения процесса практически во всем интервале существования системы. [c.137]

Рис. 5. Диаграммы давление — состав фазового равновесия жидкость-газ для системы шестифтористая сера (растворитель) — авуокись углерода (растворенное вещество) при 44,00 °С (а) [18]

Весовой статический метод (двухтемпературный вариант). Экспериментальные установки, используемые для весового метода, очень разнообразны основой любой из них служат точные аналитические весы, при помощи которых производится непрерывное взвешивание вещества, переходящего в пар (см. работу 2). Интерес представляет модифицированный вариант весового метода, позволяющий одновременно фиксировать температуру, давление н состав конденсированной фазы, т. е. осуществлять построение Р—Т—х- диаграмм. Схема установки представлена на рис. 22, а. В двухтемпературную печь 4 с двумя изотермическими зонами и t2 помещают вакуумиро-ванную и запаянную ампулу 3 таким образом, чтобы навеска летучего компонента 9 находилась в холодной зоне, а навеска нелетучего компонента II — в горячей . Место отпайки 10 находится в центральной части ампулы. К ампуле приварены кварцевые штоки 7, один из которых опирается на призму/, а другой при помощи подвеса 6 присоединяется к левому плечу коромысла аналитических весов 5. Для устранения конвекционных потоков и создания изотермических зон торцы печи закрываются жаростойкими пробками 2 с отверстиями для штоков. Контроль температуры в зонах осуществляется при помощи термопар 5. Температура необходима для создания требуемого давления пара летучего компонента, регулированием температуры 2 определяют точку трехфазного равновесия (рис. 22, б). Количество прореагировавшего с расплавом летучего вещества вычисляют по формуле, учитывающей момент сил, действующих в системе (рис. 22, в) [c.41]

Фиг. 4-4. Схематические диаграммы температура—состав для жидкой и паровой фаз биыарных смесей данного вещества, образующего азеотропную смесь с углеводородами ароматического, циклопарафинового и парафинового рядов, имеющих, при нормальных условиях, одинаковые точки кипения при данном давлении в чистом виде [ А Н ИИ П 6-78 ].

С помощью ряда физических методов показано, что галоге-новодороды, подобно галогепидам металлов типа кислот Льюиса, взаимодействуют как с я-, так и с я-донорами. Диаграммы температура замерзания — состав для смесей бромистого водорода с толуолом или 7И-ксилолом показывают существование комплексов состава 1 1 [19]. Равновесное давление паров газообразного хлористого водорода над разбавленными растворами ароматических веществ в н-гептане при —78,5Г понижается с повышением содержания ароматического соединения в среде, так как образуются донорно-акцепторные аддукты состава 1 1 [20]. Путем исследования диаграмм давление — состав вычислены константы равновесия образования ряда таких комплексов, [c.14]

В ряде практических случаев диаграммы взаимнорастворимых компонентов усложняются по сравнению с диаграммой, приведенной на рис. 18. Так, например, на диаграмме кипения азотной кислоты верхняя линия состава паров имеет максимум, а линия состава жидкости состоит из двух ветвей, сходящихся в максимуме. Азео-тропная смесь веществ, соответствующая температурному максимуму, имеет такой же состав паров, как и состав жидкости, а на диаграмме давление — состав эта точка отвечает минимуму это выражается вторым законом Коновалова, т. е. жидкость перегоняется без изменения состава. Такие диаграммы как бы сложены из двух диаграмм типа, рассмотренного на рис. 18. [c.79]

Типичные диаграммы давление-состав двуз компонентных сис. тем изображены на рис. 3.4, 3,6. Поскольку сумма молярных долей 1.и 2 го компонентов фазы равна 1, то на оси а1бсцисс откладывается мо-. лярная доля одного из двух компонентов. Под компонентом 1 будем подразумевать вещество с меньшей, чем у компонента 2, критической температурой (т.е. компонент 1 более летучий, чем компонент 2). [c.102]

Неограниченно растворимые жидкости, подчиняющиеся закону Рауля. Диаграммы состояния давление — состав и температура — состав. Первый закон Коновалова. Идеальные растворы (см. 5.6) образуются из веществ, молекулы которых сходны по полярности, строению и химическому составу (бензол — толуол, дибромэтилен — дибромпропилен и др.). [c.93]

Конденсация и испарение воздуха. Можно разделить жидкие смеси, используя различие температур кипения входящих в их состав веществ. Примем для упрощения, что воздух состоит только нз двух веществ кислорода и азота. Рассмотрим, что происходит при его конденсации и испарении, воспользовавшись диаграммой температур кипения азотокпслородных смесей под атмосферным давлением (рис. 98). На этой диаграмме кривая с надписью жидкость указывает температуры кипения смесей различного состава, а кривая с надписью газ —температуры конденсации газовых смесей. Например, точка / соответствует составу жидкого воздуха, содержащего 20,9% молярных кислорода. Состав газа, находящегося в равновесии с этой жидкостью, определится, если провести горизонталь из точки 1 до пересечения с кривой газ в точке газ содержит 93,8% азота и только 6,2% —кислорода. Точка 2 на кривой газ указывает температуру конденсации воздуха. Проведя горизонталь из этой точки до пересечения с кривой жидкость в точке 3, находим, что при конденсации воздуха образуется жидкость, содержащая 50,2% кислорода. Таким образом, при испарении жидкого воздуха газ обогащается азотом, так как он легче испаряется, чем кислород. При конденсации воздуха образуется жидкость, обогащенная кислородом, который легче сжижается, чем азот. (Определенные по диаграмме температуры и составы смесей относятся только к начальным моментам кипения жидкости и конденсации газа.) [c.116]

Графическое выражение зависимости между значениями переменных (температура, давление, концентрация), определяющих состояние системы, называется диаграммой состояния. Анализ диа-грам1мы СОСТОЯНИЯ позволяет определить число и химическую природу фаз, границы их существования, характер взаимодействия компонентов, наличие соединений, их состав и относительную устойчивость без выделения образующихся веществ в чистом виде и их анализа. Это отличает анализ диаграмм состояния от препаративного метода исследования. [c.59]

В соответствии с графическим методом Нуттинга и Хорслея [47] можно очень просто определить интервал давлений, в котором еще существует азеотроп. На рис. 227 показаны кривые давления насыщенных паров чистых исходных компонентов и азеотропа, нанесенные на диаграмму Кокса в координатах lg р — 1/(Г + 230). Вследствие прямолинейности зависимости такого рода для ее построения нужны только две точки. При давлениях вне интервала, ограниченного ординатами точек пересечения Р и Я прямой для азеотропа с прямыми для чистых веществ, азеотроп уже не существует. Если указанные прямые не пересекаются, то это означает, что азеотроп сохраняется при всех давлениях. Согласно методике Иоффе [48] достаточно знать состав азеотропа при какой-либо одной температуре (давлении), чтобы вычислить состав азеотропа при других температурах (давлениях) методами экстраполяции или интерполяции. Малесинский [49] предлагает зависимости, по которым можно рассчитывать температуры кипения тройных азеотропов. [c.307]

I. Дана зависимость составов жидкой фазы и находящегося с ней в равновесии пара от температуры для двухкомпонентной жидкой системы А — В при постоянном давлении. Молярный состав жидкой фазы X и насыщенного пара у выражен в процентах вещества А. По приведенным данным 1) постройте график зависимости состава пара от состава жидкой фазы при постоянном давлении 2) постройте диаграмму кипения системы А—В 3) определите температуру кипения систе- [c.224]

В трехкомпонен+ной системе переменными величинами являются давление, температура и две концентрации. Обычно исследование трехкомпонентных конденсированных систем ведут при постоянном давлении. Зависимость свойств системы от трех переменных можно изобразить в виде пространственной диаграммы, которая представляет собой трехгранную прямоугольную призму. Основанием призмы служит равносторонний треугольник, характеризующий состав тройной системы, а высотой — температура. Вершины равностороннего треугольника соответствуют чистым веществам А, В и С (рис. 46). Все точки, расположенные внутри треугольника, выражают составы трехкомпонентных систем. Процентное содержание каждого из компонентов в системе тем больше, чем ближе расположена данная точка к соответствующей вершине. [c.195]

Температуру кипения раствороп, состоящих из лвух летучих веществ, можно определить по диаграмме (рис. 9). В этом случае состав пара отличается от состава жидкости и характеризуется 1-м законом Коновалова (1881) насыщенный пар по сравнению с равновесным раствором относительно богаче тем компонентом, добавление которого к системе повышает полное давление пара. На рис, 9 [c.24]

Термический анализ. Правило фаз по уравнению (У.З) применяется при изучении диаграмм состояния систем, образованных практически нелетучими веществами (например, двумя металлами). При этом давление пара настолько мало, что им можно пренебречь и считать систему конденсированной. Это дает возможность перейти к плоскому изображению изучаемой зависим0ст1и в координатах температура — состав и получить диаграмму состав — свойство. [c.60]

Зависимость Робщ на рис. 3.9 представляет собой диаграмму состояния бинарный раствор — пар (газ). Ось АВ изображает состав бинарной системы в мольных долях, если его длина равна единице, или мольных процентах, если его длина принята за 100%. От точки А диаграммы откладываются значения мольной доли (или мольного процента) компонента В. В точке В мольная доля компонента В равна единице. Промежуточные составы характеризуются точками на отрезке АВ, при этом Л д + + Л в=1 (или 1007о). На осях ординат наносятся значения давления пара чистых веществ р л и р в. Верхняя прямая, соеди- [c.98]

Это обусловлено тем, что удельный объем веществ в жидком состоянии обычно больше удельного объема в твердом состоянии. Рассмотрим вопрос о влиянии давления на равновесие фаз в системе на примере диаграммы, изображенной на рис. 79 (pi > Ро)- Из диаграммы видно, что повышение давления в системе привело к увеличению температур начала кристаллизации расплавов чистых веществ А, В и эвтектики. Эвтектическая температура для расплава Е больше, чем для расплава Е. Изменяется и состав эвтектики. Эти положения вытекают из правила фаз Гиббса. Действительно, если в двухкомпонентной системе учитывать влияние давления, то инвариантная точка возникает лишь в том случае, если система будет четырехфазной. Если же в равновесии находятся только три фазы, то в этом случае система будет моновариантной и, следовательно, будет существовать зависимость соответствующих температур плавления и состава фаз от давления. [c.212]

В случае образования в двухкомпонентной системе трех сосуществующих друг с другом фаз, как было сказано выше, число степеней свободы равно 1 / = 2 — 3 + 2=1. Это значит, что при Т или р = onst число степеней свободы становится равным нулю. Так как влияние давления на состояние равновесия в конденсированных фазах незначительно, то обычно рассматривают диаграммы состояния таких систем при закрепленном (часто атмосферном) давлении. Тогда f=2 — 3+1 = 0, т. е. температура сосуществования фаз и их состав однозначно определяется давлением. Рассмотрим графическое изображение равновесия твердое тело — жидкость в координатах температура плавления — состав. В тех случаях, когда компоненты (А и В на рис. V. 32) не образуют твердых растворов, добавки другого вещества понижают температуру плавления первого [см. разд. V. 7.2, формулу (V. 234)]. Поэтому в результате прибавления В к А или А к В температуры плавления смесей понижаются до тех пор, пока обе кривые не встретятся в точке s. [c.307]

Обычно фазовые диаграммы отражают равновесное состояние систем, но если равновесие достигается медленно, можно пользоваться диаграммами, построенными по кинетическим данным (изохроны, полихроны). Некоторые системы могут находиться в метастабиль-ном состоянии, когда состав и свойства отдельных их частей отличаются от равновесных. При этом между собой метастабильные фазы находятся в состоянии истинного равновесия. Метастабильные состояния отличаются от лабильных, или неустойчивых, тем, что последние постепенно, в течение более или менее длительного времени, переходят в равновесные состояния без внешних воздействий. Ме-тастабильная же система переходит в равновесное состояние только в результате таких воздействий. Например, при внесении кристаллической затравки в пересыщенный раствор. Метастабильная фаза, сама по себе устойчивая, становится неустойчивой в присутствии другой (стабильной) фазы того же вещества. Более устойчивые формы обладают меньшим давлением пара и меньшей растворимостью (см. разд. 4.5.1). [c.128]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология