Свойства газов и жидкостей - Рид Р.
Скачать (прямая ссылка):
Таким образом, «та глава качественно отчичастся от других глав кнаш. Она не,чает конкретных рекомендаций, кяк определять г* иди иные свойства, и представляет о Л >ii только впедемие в руководство по применению некоторых (далеко не всех) средств и методов, которые мог\т быть полезными дтн Разработки тарной стратегии расчет?, конкретных параметров фаювет о равновесии при проск тпрова-пш технологических процессов.
R.2. ОСНОВНЫЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ РАВНОВЕСИЯ ПАР — ЖИДКОСТЬ *>
Рассмотрим жидкую смеет., коюраи при температуре V и давлении Р цам>-дтся в равновесии со смесью парен при чех же температуре и давлении. Иитерс сующие пас величины — это температура, давление н составы оПеих фаз Если заданы некоторый из этих величии, то задача Cijc:*jht к расчете остальных
'* Для более детального раесхкп^ння вопроса ем. пащммер, 1ГЛ1, |66j п 181 [.
26G
ДЛ Я каждого компонента I СМССН условие термпдииамичеики! и римшпшш тается выражением
fY--ti <8-2 П
III - Фугитипи-хть индекс V — означает пар, индекс L — жидкость
Фу нд jjieiiTальдои ч.ца'кн является установление спяэи этих фу1 итиви,гтсЯ . составами смесей, носчот.ку при разработке чроцессоп химической технолоиш нторгсуются именно такими состава\ и В последующем 1ЬЛ1>*ении уы будем нре сбрсап. влиянием поверхности* сил. грапитацией, электрическими или магшгг* I имя силами, а также другими специальными условиями, которые редко ,|Ч«.ют 41 пи в химической промышленности
Фу гетивлость компонента в смеси зависит от температ; ры, чаиления и состана oiecii В принципе, M*ir\ 1 использоваться любые единицы шмеренин состава. 1см 1с меиее для паровой фазы состав почти всегда выражают в мольных долях ;/ Дл» связи /J с температурой, давлением и мольной долей удобно ввести коэффн-
L IF1IT ф\1ИТИВШКМИ Ф,-
Р
(8.2.2)
когорый может бить рэтчктап ич данных P—V—T—y, обычно описываемых \ равнением гиг тяшя (см раздел 5 Ч). Для смеси идеальных газов Ф,- _ 1
Величина Ф/ зависит от температуры и давления, я r unoroxoMi онентнои смеси еще и от всех мол1лы\ дачей паровой фазы, а пе только от i/,-. Коэффициент ф;ГЦТИВ1ЮСП1 по определению нормализуется таким образом, что в то время кг к Р -v О, значение Ф, +-1 для всех i. 11иэтом\* при низких давлениях хорошим н] ммижепием является Ф| = 1 Но вот какое дааченис считать за «низкое», это wue зависит от состава и температуры смеси. Для тнннмной смеси неполярных (пли слаб»» полярных) вещгетв при температуре, близкой к нормальной точке кипения наименее летучего компонента (или выше нее), «низким» считается давление меньше нескольких атиисфер Однако для сместо, содержащих сильно аогнцииру-ю цую кярбоксильну ю кисло rv, например Для смеси уксусная кислота — вода чри 25 J«., коэффициенты фугиптиости могуг сущлтиенно отличаться от единицы ipii давлениях, мио|Ч> меньших чем 1 атм г>" Для смесей, содержа них один комно u I т с очень ниткой летучестью и другой с высокой, например зекаи — метан при 23 ‘С, коэффнцисн 1 фугитнвности легкого компонента может быть близким к единице при давлениих вплоть до 10 или 20 атм, тогда как при тон же давлении коэффициент фугнтцвиости тяжелого компонента будет мпого больше единицы Под , с бмый анализ этого вопроса дан в гл Б работы [С61
Коэффициент фугишенисш компонента i в жидкой фазе соотносится с соста-(¦i\i этой фазы через коэффициент активности у,- В принципе, ноже1 быть исполь-ювапа любая гикала состава. В1.«тр той или иной из них — 3t> вопрос удобства
- 1лм некоторых водных растворов применяют едшицы моляльности (число молей р?ств.|ряемого вещества на 1000 г воды) и уолярности (число молен растворпе-voro вещесгва па I Л раствора): дли растворов полимеров полезной единицей измерения состава является объемная доля, о чем вкратце сообщается в разделе 8 14. 1еч не меиее для типичных растворов, содержащие неэлектролиты нормальной '¦олетллярной массы (включая воду), наиболее удобной мерой концентрации явится мольная доля х Коэффициент активности Vi связан с а, н с фуч итимюстмо
• ‘¦чпонента в стаптартпон состоянии /" соотношением
у, - — -= - (8 2 3)
I и а — активности компонента i Стандартная фущгнвность f° — это фугитив-1икть комиоиевга / нрь температуре Iиетемы, т е смсси, и пои некоторых произ-
1 Полезная корреляция для коэффициентов футтнвноттн при низких да-» mil я\ для смсч'ей. валючающнх карбоксильные кислоты, дана Дж_ Хейденом " 1м. О’Конпечом UaJ. tug Chem. Prncns Des. Пак, 14 3, 1975).
2ti7
вольно выбранных давлении и согтазе. Выбор лявлеьия и состава с~андар№<лъ состояния обусловлен только соображениям» удобства, однако важно иметь в вид\, что численные значении и не имеют смысла до тех пор, пока ясно не опредс
Несмотря но наличие 1е которых в.ькных исключении, к< лффкциенты яь -ц,( ikjCtii для большинства тимипых растворов неэлектролитов рассч| тызаются i г стандартного сисгояния, в котором для каждого компонента ? величина j° ест* фугитивчме п. чцс. гои жидкости * при даиленли и температу ре системы, т е произвольно выбранным давлением являет».н общее давление Р, а цроизво.п.по выбранный с iLTac — это ij — I Часто стандартную футитивтхпн отн*-'?ят к гипогетнче скоиу очЛиянию, тсскольку вполне может случиться, что компонент t оизическ i lie может существовать как чистая жидкость при дцелении и температуре системы К счясгмо* дли многих обычных смесей можно раегчитшь стандартную фугнтнв носи., применяя не очень далекую экстраполяцию но давлению, и, так как сьо ств.ч жидкой фазы, удаленной от критической области, не очень чувствительны к давлению (крэме как при высоких давлениях), такие экстраполяции не bhoc>ii особой неопределенней: ш Для некоторых смесей, сеобенпо зля содержащих сверх-крптические компснекты бывают необходимы &кс-граполяДин по теипературе, и в тех случаях, когда экстраполяции провидя гея, могут возникать большие нсоирс деленной и К этой проблеме мы еще вернемся в разделе 8.12.
