Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Лебедев И.В. -> "Кристаллизация из растворов в химической промышленности" -> 12

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 .. 6 7 8 9 10 11 < 12 > 13 14 15 16 17 18 .. 123 >> Следующая

В практических расчетах теплоту кристаллизации QKp. обычно принимают равной по величине теплоте растворения, но обратной ей по знаку, т. е.
(?кр. = '— Qpac. нлн А// кр, = Д//рас_
Приведенные равенства, естественно, не вполне справедливы, однако ими пользуются за неимением других, а также потому, что погрешность расчетов при этом сравнительно невелика.
В действительности, теплота кристаллизации будет численно равна теплоте растворения только в том случае, когда вещество растворяется в почти насыщенном растворе и при той температуре, при которой о последующем проводится процесс кристаллизации. Если даже поправкой на температуру можно пренебречь, то теплоту разбавления следует обязательно учитывать. Поэтому для точных расчетов теплота кристаллизации Должна определяться из соотношения
Д^кр. в Д^рас. + А^раз.
где АЯраз. — теплота разбавления.
Вследствие несжимаемости жидкостей растворимость практически не зависит от давления. Это справедливо для давлений, равных десяткам и сотням атмосфер. Повышение давления до Десятков тысяч атмосфер оказывает уже существенное влияние На растворимость.
Ниже приведена растворимость х (мольные доли) NH4NO3 в воде при различных давлениях Р (Гн/м2) [44]:
Р * 0,0301 0,1 0,4 0,8 1,2
х 0/376 0,616 0,473 0,345 0,254
• I гнганьютон на квадратный метр {Гн/м2) = 10® м/л* slO 000 атм.
Значения растворимости различных веществ определяются опытным путем и приводятся в соответствующих справочниках [40, 45, 46] и специальной литературе [6, 17] в виде таблиц или графиков, выражающих зависимость растворимости от температуры.
Растворимость различных солей отличается как по абсолютному значению, так и по характеру зависимости ее от температуры. Ниже приведены значения растворимости (в г/100 г Н20) некоторых солей при 20°С:
В случае образования идеальных растворов зависимость растворимости С от температуры Т может быть определена из известного термодинамического уравнения:
где/? — газовая постоянная;
\Н— изменение энтальпии при растворении 1 моль вещества
Если в первом приближении принять, что величина АН не зависит от температуры, то после интегрирования уравнения (2) получаем:
где К — постоянная интегрирования.
Зная величину А Я и растворимость С при одной температуре, из уравнения (3) можно определить постоянную интегрирования К. Это уравнение затем может быть использовано для расчета растворимости данного вещества при любых других температурах.
Как уже указывалось, для большинства веществ растворение сопровождается охлаждением раствора (АЯ положительно), поэтому с повышением температуры растворимость этих веществ 40 увеличивается,- что подтверждается также уравнением (3). Ха-
Соль
Растворимость Соль
Растворимость
AgN03
(NH4)2SO,
NaCl
222,0 КСЮ3
75.4 Ag2SO,
36,0 PbCrO,
7,4 0,79 4,3- 10" e
d In С ДH
~dT RT*
(2)
в насыщенном растворе.
(3)
Рис. 23. Кривые растворимости в воде KN03 (/), Ba(NOa)2 (2) и NaCl (3).
рактер изменения растворимости с температурой в системе координат In С----y изобразится прямой линией.
Растворимость в реальных растворах существенно отличается от растворимости в идеальных растворах, и ее приходится определять опытным путем. Влияние температуры на растворимость различных веществ различно. Так, в интервале от О до 100° С растворимость KN03 в воде увеличивается в 18,5 раз, Ba(N03)2 — в 4,3 раза, a NaCl — всего лишь на 10% (рис. 23).
Как видно из приведенного рисунка, растворимость солей изображается в прямоугольной системе координат концентрация (С) —температура (t) обычно в виде кривой, называемой кривой растворимости.
Выше отмечалось, что значения растворимости являются опытными величинами. Для веществ, не образующих кристаллогидратов, можно вычислить растворимость при любой температуре, если известна растворимость данного вещества при любых двух температурах.
В этом случае пользуются правилом однозначности физикохимических функций, предложенным К. Ф. Павловым [48]. Это правило для растворимости может быть сформулировано следующим образом: отношение разности температур (t — ?), соответствующих двум различным молярным растворимостям данного вещества, к разности температур (0 — 0') при тех же молярных растворимостях стандартного вещества есть величина постоянная, т. е.
Приведенное выше соотношение представляет собой аналитическое выражение правила Дюринга, являющегося частным случаем линейной зависимости различных свойств двух веществ.
В качестве стандартного вещества можно принять соль, для которой известна растворимость в широком интервале температур,
Температура, °С
причем диапазон изменения ее концентраций включает возможное изменение концентраций определяемого вещества. Зная величины растворимости данного вещества при двух различных температурах, можно вычислить значение постоянной К. После этого из соотношения
может быть найдена температура 0, при которой молярная растворимость стандартного вещества равна молярной растворимости данного вещества при искомой температуре t.
В качестве примера определим растворимость AgN03 в воде при 25° С, если известно, что растворимость AgNOa при f= 15° С равна 10,75 моль на 1000 г воды, при i'—0°С составляет 6,65 моль на 1000 г воды.
Предыдущая << 1 .. 6 7 8 9 10 11 < 12 > 13 14 15 16 17 18 .. 123 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed