Свойства газов и жидкостей - Рид Р.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Далее, для воды, опять пользуемся табл. 8.17. Теперь индекс 1 относится к воде, а 2 — к этанолу. Имеем:
а = 0,617; є= С=0; 0 =-0,280; N2 = 2 Ig уоо = 0,617 — 0,280/2 = 0,477 у™ (вода) = 3,0.
Эти расчетные результаты хорошо согласуются с экспериментальными данными Джонса и др. [43].
Азеотропные данные. Многие бинарные системы являются азеотропными, т. е. такими, у которых состав жидкой смеси одинаков с составом равновесного пара. Если известны азеотропные условия (температура, давление, состав), то коэффициенты активности находятся легко. Эти коэффициенты могут быть затем использованы для расчета двух параметров по какому-либо произвольно выбранному из табл. 8.3 выражению для избыточной энергии Гиббса. Обширные данные по азеотропным смесям собраны в [41 ].
Для бинарного азеотропа X1= yt я X2= у2. Уравнение (8.4.1) при Ft = 1 принимает вид:
Vi =р^- и у2 = -^— (8.10.27)
rVP1 VP2
Зная общее давление P и давления паров чистых компонентов PvPl и Pvp2, можно определить у1 и Y2- Используя эти значения коэффициентов активности и состав азеотропа X1 и х2, можно определить параметры А и В совместным решением двух уравнений вида
RT In Yi = h (х2> At В) (8.10.28)
RT In Y2 = h (*i> A9 В) (8.10.29)
для которых должно соблюдаться условие X1= 1 —х2. Функции Z1 и /2 представляют собой термодинамически совместимые уравнения, форма которых зависит от выбора выражения для избыточной энергии Гиббса. Совместное решение уравнений (8.10.28) и (8.10.29), в принципе, несложно, хотя необходимые алгебраические преобразования могут потребовать некоторого труда, особенно если Z1 и /2 имеют сложную форму.
Пример 8.7. Проиллюстрируем сказанное выше небольшим примером, похожим на приведенный Трейбалом в работе [89], для системы этилацетат (1) — этанол (2). Эта система образует азеотроп при 60 мм рт. ст., 71,8°С и X2 = = 0,462.
Решение. Для заданных условий исп »льзуем уравнение (8.10.27): Y1 = 760/631 = 1,204; Y2 = 760/581 = 1,307
где 631 и 581 — значения давлений паров чистых компонентов, выраженные в мм рт. ст., при температуре 71,8 °С.
301
ТАБЛИЦА 8.17. Константы корреляции коэффициентов активности при бесконечном разбавлении для гомологических рядов растворимых веществ и растворителей [65]
Растворимое (1) Растворитель (2) Температура, 0C а є I е Уравнение
Углеводороды нормального строения
Кислоты Вода 25 — 1,00 0,622 0,490 0 (а)
50 —0,80 0,590 0,290 0 (а)
100 —0,620 0,517 0,140 0 (а)
Первичные спирты Вода 25 —0,995 0,622 0,558 0 (а)
60 —0,755 0,583 0,460 0 (а)
100 —0,420 0,517 0,230 0 (а)
Вторичные спирты Вода 25 — 1,220 0,622 0,170 0 (*)
60 — 1,023 0,583 0,252 0 (Ь)
100 —0,870 0.517 0,400 0 (Ь)
Третичные спирты Вода 25 — 1,740 0,622 0,170 (с)
60 — 1,477 0,583 0,252 (с)
100 — 1,291 0,517 0,400 (с)
Спирты, общий случай Вода 25 —0,525 0,622 0,475 0 (d)
60 —0,33 0,583 0,39 0 (d)
100 —0,15 0,517 0,34 0 (d)
Аллиловые спирты Вода 25 — 1,180 0,622 0,558 0 (а)
60 —0,029 0,583 0,460 0 (а)
100 —0,650 0,517 0,230 0 (а)
Альдегиды Вода 25 —0,780 0,622 0,320 0 (а)
60 —0,400 0,583 0,210 0 (а)
100 —0,03 0,517 0 0 (а)
Алкеновые альдегиды Вода 25 —0,720 0,622 0,320 0 (а)
60 —0,540 0,583 0,210 0 (а)
100 —0,298 0,517 0 ... 0 (а)
Кетоны
Вода
Вода 25
60
100
Вода 25
60
100
Вода 20
Вода 25
60
100
Вода 25
60
100
Вода 20
Вода 20
Вода 20
Вода 16
Вода 25
Парафины 25
60
100
Парафины 25
60
100
Другие pacmeoj
Спирты нормаль- 25 ного строения 60
100
Ацетали
Простые эфиры Нитрилы
Алкеновые нитрилы
Сложные эфиры Форматы
Моноалкилхлориды Парафины
Алкилпроизводные бензола Спирты
Кетоны
1,475 -1,040 -0,621 0,622 0,583 0,517 0,500 0,330 0,200
-2,556 -2,184 -1,780 0,622 0,583 0,517 0,486 0,451 0,426
-0,770 0,640 0,195
-0,587 -0,368 -0,095 0,622 0,583 0,517 0,760 0,413 0
-0,520 -0,323 -0,074 0,622 0,583 0,517 0,760 0,413 0
-0,930 0,640 0,260
-0,585 0,640 0,260
1,265 0,640 0,073
0,688 0,642 0
3,554 0,622 —0,466
1,960 1,460 1,070 0 0 0 0,475 0,390 0,340
0,0877 0,016 -0,067 0 0 0 0,757 0,680 0,605
оииые вещества
0,760 0 0
0,680 0 0
0,617 0 0
0 Cb)
0 (b)
0 (Ь)
(е)
(е)
(е)
0 (в)
0 (а)
0 (а)
0 (а)
0 (а)
0 (а)
0 (а)
0 (Ь)
0 (а)
0 (а)
0 (а)
(/)
—0,00049 (d)
—0,00057 (d)
—0,00061 (d)
—0,00049 (Ь)
—0,00057 (Ь)
—0,00061 (Ь)
—0,630 (а)
—0,440 (а)
—0,280 (а)
Продолжение
Растворимое (1) Растворитель (2) Температура, °С а є I 0 Уравнение
Вода Вторичные спирты 80 1,208 0 0 —0,690 (с)
Вода Кетоны нормального строения 25 60 100 1,857 1,493 1,231 0 0 0 0 0 0 —1,019 —0,73 —0,557 {C) (с) (с)
Кетоны Спирты нормального строения 25 60 100 —0,088 —0,035 —0,035 0,176 0,138 0,112 0,50 0,33 0,20 —0,00049 —0,00057 —0,00061 —0,630 —0,440 —0,280 ig) (g) (S)
Альдегиды Спирты нормального строения 25 60 —0,701 —0,239 0,176 0,138 0,320 0,210 ,/—0,00049 '—0,00057 —0,630 —0,440 (й) СО
Сложные эфиры Спирты нормального строения 25 60 100 0,212 0,055 0 0,176 0,138 0,112 0,260 0,240 0,220 —0,00049 —0,00057 —0,00061 —0,630 —0,440 —0,280 (S) {g) {§)
