Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Лебедев И.В. -> "Кристаллизация из растворов в химической промышленности" -> 11

Кристаллизация из растворов в химической промышленности - Лебедев И.В.

Лебедев И.В., Эльцуфен М.И., Коган В.В. Кристаллизация из растворов в химической промышленности — М.: Химия , 1986. — 304 c.
Скачать (прямая ссылка): kristalizaciyaizrastvorov1968.djvu
Предыдущая << 1 .. 5 6 7 8 9 10 < 11 > 12 13 14 15 16 17 .. 123 >> Следующая

В технических расчетах наиболее часто содержание растворенного вещества относят к единице массы растворителя, так как при растворении, а также при изогидрической кристаллизации количество растворителя остается постоянным.
Различные способы выражения концентраций веществ в растворе, а также их взаимный пересчет можно найти в специальной литературе [36—38], поэтому ниже приводятся лишь наиболее часто встречающиеся выражения концентраций и их пересчет из одного вида в другой.
Если в растворе содержится А масс. % соли и требуется выразить концентрацию
1) в граммах соли на 100 г растворителя (В).
2) в молях соли на 1000 г растворителя (т),
- 3) в молях соли на 1000 моль растворителя (п), ч
4) в килограммах соли на 1 м3 раствора (С),
5) в молях соли на 1 л раствора (Ст),
то для пересчета могут быть использованы следующие соотношения:
А
1) В
100 —Л А
• 100;
2) т — ^(100 —Л) творенной соли, г/моль); АМ0
В
1000= 10 -до (где М — масса 1 моль рас-
^ п' Af (100 — А) растворителя, г/моль)
А
м0
¦ 1000 = 10 В (где М0 — масса 1 моль
4) = (где р — плотность раствора, кг/м3)\
5) Ст= ~м~ЩР/ (где Р/ — плотность раствора, кг/л).
В практике встречаются и другие способы выражения концентраций вещества в растворе, например: в мольных долях, грамм-эквивалентах (г-экв) вещества на 1 л раствора и т. д.
Для проведения большого числа однотипных пересчетов концентраций целесообразно пользоваться графическим методом. В качестве иллюстрации на рис. 22 приведен график для пересчета концентрации NH4N03 в растворе. Для более сложных йересчетов могут быть использованы специальные номограммы [36, 39].
Растворение твердых тел в жидкостях всегда сопровождается тепловым эффектом: чаще всего поглощением тепла, реже — его выделением. Количество тепла, поглощаемого (или выделяемого) при растворении единицы массы вещества (1 моль или
1 кмоль), называется теплотой растворения. Ее величина и знак зависят от природы растворителя и растворяемой соли, температуры, при которой производится растворение, а также от Начальной и конечной концентрации раствора, т. е. от того,
Рнс. 22. График для пересчета концентрации NH4N03.
"50 ВО 70 S0 90 100
Концентрация NH4N03, масс.%
производится ли растворение в чистом растворителе или же в растворе определенной концентрации.
В справочной литературе [40, 41] в качестве теплоты растворения Qpac. обычно принимается изменение энтальпии —Л#рас. при растворении единицы массы вещества (1 моль) при стандартной (25°С) или нормальной температуре (18° С) в большом количестве растворителя (обычно 300 моль и более), т. е. для случая, когда дальнейшее разбавление раствора уже практически не влияет на величину Д#рас..
Таким образом
Qpac. = Qaас. ~Ь Qраз.
где QHac. — теплота образования насыщенного раствора при растворении в чистом растворителе;
Qp33—теплота разбавления насыщенного раствора до состояния, при котором дальнейшее прибавление растворителя уже не оказывает влияния на ее величину.
С другой стороны, теплоту растворения Qpac. можно представить в виде двух слагаемых [42, 43]:
Qpac. = Qi ~Ь Q2
где Qj — теплота разрушения кристаллической решетки;
Q2—теплота взаимодействия растворяемого вещества с растворителем, называемая теплотой сольватации (или теплотой гидратации, если растворителем является вода).
Для твердых тел Qi<0, так как на разрушение кристаллической решетки приходится затрачивать тепло. Теплота же сольватации (гидратации) всегда положительная, т е. С?2>0. Таким образом, суммарный тепловой эффект Qpac. будет зависеть от соотношения величин Q{ и Q2.
Для большинства солей величина Qi преобладает над величиной Q2 [47], и их растворение в воде сопровождается поглощением тепла, а следовательно, самоохлаждением раствора. К таким солям относятся не склонные к гидратации вещества, отличающиеся прочной кристаллической решеткой, а также кристаллогидраты. У некоторых из этих солей растворение сопровождается таким большим поглощением тепла, что их используют в лабораторной практике для получения холодильных смесей, например, из воды или снега с NaN03, NH4N03, СаС12 • 6Н20 и др.
Для солей, склонных к гидратации или к образованию кристаллогидратов, ??2>Qi, т. е. растворение сопровождается выделением тепла.
Ниже приведены теплоты растворения некоторых солей и их кристаллогидратов при образовании разбавленных растворов:
Соль
NaN03 NH4NO3 Z11SO4 ZnS04 • Н20 ZnS04 ¦6Н20 ZnS04•7Н20
Q
^рас.
кдж*/моль
—2221 —26,48 +76,68 +41,87 — 3,52 -17,72
Соль
MgS04
MgS04
MgS04
MgS04
MgS04
MgS04
H,0
7H,0
®pac.
кдж/моль
+85,06 —55,73 —46,30 —17,77 — 0,42 —16,13
* 1 кдж = 0,239 ккал.
Из приведенных данных видно, что с увеличением числа молекул кристаллогидратной воды в растворяемой соли теплота растворения уменьшается и становится даже отрицательной. Заметим попутно, что теплота гидратации может быть рассчитана как разность между теплотой растворения безводной соли и теплотой растворения соответствующего кристаллогидрата.
Процесс кристаллизации вещества из раствора, являющийся в некотором смысле обратным процессу растворения, также сопровождается тепловым эффектом, но обратным по знаку тепловому эффекту при растворении. Количество тепла, выделяемого (или поглощаемого) при кристаллизации единицы массы вещества (1 моль), называется теплотой кристаллизации.
Предыдущая << 1 .. 5 6 7 8 9 10 < 11 > 12 13 14 15 16 17 .. 123 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed