Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Рид Р.Г. -> "Свойства газов и жидкостей" -> 112

Свойства газов и жидкостей - Рид Р.Г.

Рид Р.Г., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей: Справочное пособие — Л.: Химия, 1982. — 592 c.
Скачать (прямая ссылка): svoystvgazijidkost1984.djvu
Предыдущая << 1 .. 106 107 108 109 110 111 < 112 > 113 114 115 116 117 118 .. 263 >> Следующая

279
К счастью, основное влияние температуры на равновесие пар—жидкость оказывается через давление паров чистых компонентов или, более точно, через фугитивности чистых компонентов в жидком состоянии [уравнение (8.3.1)]. Поэтому коэффициенты активности зависят как от температуры, так и от состава, и температурную зависимость коэффициентов активности можно считать слабо выраженной по сравнению с зависимостью давлений паров чистых жидкостей от температуры. Для типовой смеси подъем температуры на 10 °С приводит к возрастанию давлений паров чистых жидкостей в I1R—2 раза, а изменение коэффициентов активности составит скорей несколько процентов, т. е величину, которая часто меньше погрешности эксперимента. Таким образом, если не происходит сильного изменения температуры, часто при расчетах равновесия пар—жидкость можно пренебречь влиянием температуры на gE. Однако при расчетах равновесия жидкость—жидкость (т. е для случая, когда давления паров вообще не играют никакой роли) влияние температуры на gE, хотя и весьма малое, может серьезно повлиять на величину параметров равновесия. Изменения коэффициентов активности, даже небольшие, могут оказывать сильное влияние на равновесие жидкость—жидкость в многокомпонентных смесях (см. раздел 8.13).
8.8. БИНАРНОЕ РАВНОВЕСИЕ ПАР — ЖИДКОСТЬ: ПРИМЕРЫ
В качестве введения в изложение общих идей рассмотрим два довольно простых метода обработки и пересчета данных по равновесию пар — жидкость. Далее последует введение в описание более точных, но и математически более сложных процедур.
Пример 8.1. По результатам экспериментального исследования равновесия пэр—жидкость для бинарной системы метанол (1)—1,2-дихлорэтан (2) в пяти точках при температуре 50 °С рассчитать данные для диаграммы Р—у—х при 50 °С и предсказать данные для диаграммы P—у—х при 60 °С.
Экспериментальные данные при 50 °С [90]
100AT1 10OtZ1 Р, мм рт. ст. 100*! 10OiZ1 Р, мм рт. ст.
30 59,1 483,8 70 65,7 501,4
40 60,2 493,2 90 81,4 469,7
50 61,2 499,9
Решение. Для интерполяции, которая отвечала бы требованиям термодинамической совместимости, необходимо выбрать алгебраическое выражение для мольной избыточной энергии Гиббса. Для простоты возьмем уравнение Ван-Лаара (см. табл. 8.3). Для расчета хонстант Л' и В' в уравнении Ван-Лаара необходимо представить это уравнение в линейном виде 1J:
4X2 - D+ 0(2X1-I). (8.8.1)
gElRT
где А' = (D — С)"1; В' = (D + С)'1.
Константы DuC определяются из графика зависимости X1X2 (^RT)'1 от хл. Точка пересечения кривой с осью ординат при хл = 0 дает D — С, а при V1 = 1 соответственно D + С.
Мольная избыточная энергия Гиббса рассчитывается по уравнению
еЕ
ff =*iln Vi H-In T2 (8.8,2)
1) По табл. 8.3 A' = AlRT иВ' = BlRT.
280
ТАБЛИЦА 8.4. Экспериментальные значения коэффициентов активности, соответствующие линеаризованной зависимости Ван-Лаара, для системы метанол (1) — 1,2-дихлорэтан (2) при 50 °С
V2
Iе/RT
Vi
V2
X1X1
&E'RT
0,3 2,29 1,21 0,550 0,7 1,12 2,46 0,601
0,4 1,78 1,40 0,555 0,9 1,02 3,75 0,604
0,5 1,47 1,66 0,560
Для пяти имеющихся экспериментальных точек коьффициенты активности V1 и у2 определяются по уравнению (8.4.1) с Ft = 1 и данным о давлениях паров і чистых компонентов.
В табл. 8.4 приведены значения X1X-, {^/RT)'1, которые необходимы для определения констант Ван-Лаара. На рис. 8.1 показан график линеаризованною уравнения Ван-Лаара. Представленные результаты получены при использовании констант Антуана для давлений паров (см. приложение А).
По рис. 8.1 можно определить постоянные Ван-Лаара:
А' = 1,94; Bf =1,61; А'/В' = 1,20
Теперь можно рассчитать Yi и V2 для любой мольной доли: Yi= 1,94 ( 1 + 1,20?-)"2
In
In Y2 = 1,61
('+АГ
(8.8.3)
(8.8.4)
Используя уравнения (8.8.3) и (8.8.4) и данные о давлениях паров чистых компонентов, можно найти ylt у2 и полное давление Р. Здесь два неизвестных: уг (или у2) и Р. Для их определения необходимо решить совместно два уравнения фазового равновесия:
(8.8.5)
^2v2^VP2
(8.8.6)
Результаты расчета при 50 °С приведены в табл. 8.5
Рассчитывая равновесие пар — жидкость при 60 °С, допустим, что влияние температуры на коэффициенты активности соответствует приближению II в разделе 8.7:
In у і (60 0C) 273 + 50 In V/ (50 °С) ~ 273 + 60
(8.8.7)
Давления паров чистых компонентов при 60° с рассчитываются по уравнению Антуана. Два уравнения фазового равновесия [уравнения (8.8.5) и 8.8.6)] опять решаются совместно для полу- ^ чения у и P как функции х. Ре?уль-таты расчета для 60 °С представлены в табл. 8.5 и на рис. 8.2.
Рис. 8.1. Определение постоянных Ван-Лаара для системы метанол (1) — 1,2-ди-хлорметан (2) при 50 0C
281
ТАБЛИЦА 8.5. Расчетные значения параметров равновесия пар — жидкость в системе метанол (1) — 1,2-дихлорэтан (2) при 50 и 60 0C
H Vi V2 ЮО/у, Р, MM рт. ст. 10OAi/ АР, мм рт. CT
о о 50 °С 6O0C 5O0C I 6O0C 5O0C 6O0C 50 0C 60 0C 50 0C 60 0C 50 0C 60 0C
5 5,56 5,28 1,01 1,01 34,1 33,9 339,6 494,2
10 4,53 4,33 1,02 1,02 46,9 46,8 402,8 587,3 —0,9 0,4 —1,4 1,1
20 3,15 3,04 1,09 1,09 56,4 56,5 465,9 682,7 0,2 0,9 8,3 15,4
Предыдущая << 1 .. 106 107 108 109 110 111 < 112 > 113 114 115 116 117 118 .. 263 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed