Фазовые равновесия в химической технологии - Уэйлес С.
ISBN 5—03—001106—4
Скачать (прямая ссылка):
б) Найдите отношение 7/7°° для соли как функцию температуры, используя метод экстраполяции к нулевой концентрации, описанный Левисом и Рэнделлом (1961).
4.16. Параметры уравнения ван Лаара для смесей этанол + вода имеют следующие значения: А = 0,7292, В = 0,4104. Аппроксимируйте осмотическое давление как функцию мольной доли этанола в растворе.
4.17. Найдите избыточные энтальпии всех эквимоляр-ных двухкомпонентных и эквимолярной тройной смесей при 300 К, используя приведенные ниже параметры уравнения Вильсона (кал/моль).
U C7,j uj,
Метанол + хлороформ 12 1703,68 -373,30
Метанол + этилацетат 13 985,69 -200,36
Хлороформ + этилацетат 23 -367,50 -92,50
4.18. Вещество А следует выделить из раствора в веществе В путем диффузии через полупроницаемую мембрану. Чистота слоя растворителя С, находящегося по одну сторону мембраны, поддерживается посредством протока. По другую сторону мембраны Р% = 5,7 атм, Хао = 0,9, уао = уьо = 1,25. Применив уравнение ван Лаара, найдите концентрацию ха, при которой скорость массопередачи через мембрану составит 10% исходной величины.
4.19. Ниже приведены данные о парциальных давлениях (мм рт. ст.) толуола и уксусной кислоты при 69,94 °С (International Critical Tables, Volume III, pp. 217, 223 и 288). Для решения этой задачи допустим, что парциальное давление каждого компонента тождественно его фугитивности.
M N2 Pi Рг
(толуол) (уксусная (толуол) (уксусная
кислота) кислота)
0,0000 1,0000 0 136
0,1250 0,8750 54,8 120,5
0,2310 0,7690 84,8 110,8
0,3121 0,6879 101,9 103,0
0,4019 0,5981 117,8 95,7
0,4860 0,5140 130,7 88,2
0,5349 0,4651 137,6 83,7
0,5912 0,4088 145,2 78,2
0,6620 0,3380 155,7 69,3
0,7597 0,2403 167,3 57,8
0,8289 0,1711 176,2 46,5
0,9058 0,0942 186,1 30,5
0,9565 0,0435 193,5 17,2
1,0000 0,0000 ?02 0
а) Постройте кривую зависимости /у от М. Покажите (штриховой линией) на графике зависимость, описываемую законом Рауля.
б) Постройте кривую зависимости /г от N2. Покажите (штриховыми линиями) на графике зависимости, описываемые законами Рауля и Генри.
в) Найдите константу закона Генри для уксусной кислоты в растворах толуола путем экстраполяции зависимости /г/N2 от N2 до бесконечного разбавления.
г) Рассчитайте активности и коэффициенты активности уксусной кислоты, исходя из величин Уг, найденных из закона Генри. Постройте графики зависимости этих величин от N2.
д) Рассчитайте активности и коэффициенты активности уксусной кислоты, исходя из величин /г' найденных
Коэффициенты активности 245
из закона Генри. Нанесите эти данные на график, построенный согласно требованиям п. «г».
е) Рассчитайте активности и коэффициенты активности толуола, являющегося растворителем в этих растворах.
4.20. Активность компонента двухкомпонентной смеси определяется по уравнению 1пу1 = сг/(1 + Ьх\/х2)г. Составьте уравнение для определения избыточной энергии Гиббса, используя уравнение (4.22).
4.21. Данные о равновесии были получены в рециркуляционном перегонном аппарате для системы тетрахло-рид углерода + хлороформ при 40 °С. Известны состав, давление пара, полное давление, вторые вириаль-ные коэффициенты и молярные объемы жидкости. Определите коэффициенты активности и избыточную энергию Гиббса. хг = 0,5242, у2 = 0,6456, Яр* = 28,443 кПа, />|а' = 48,064, Р = 40,242, Вп = - 1465 мл/моль, В22 = - 1040, = 0, У\ = 99 мл/моль, У{ = 82.
4.22. Ниже указаны температуры кипения системы этанол + бензол при 750 мм рт. ст. Путем экстраполяции графиков «кажущихся коэффициентов активности»
у* = (Р-Х,Р,?)/Х2Р^
определите коэффициенты активности при бесконечном разбавлении. Сравните графики кажущихся коэффициентов активности с графиками коэффициентов активности, рассчитанных по уравнению ван Лаара, исходя из этих же уТ и 72°.
Т psat psat
0,0 79,7 804 750
0,04 75,2 671 648
0,11 70,8 560 562
0,28 68,3 507 518
0,43 67,8 497 509
0,61 68,3 507 518
0,80 70,1 545 549
0,89 72,4 598 592
0,94 74,4 650 632
1,00 78,1 750 711
4.23. Полное давление смеси СбН6(7) и ССЬР-ССШг (2) при 25 °С и Х\ — 0,26 равно 291,9 мм рт. ст.
Компонент У\ мл/моль Р5а'
1 89 95,2
2 120 333,1
а) Найдите разность параметров растворимости 5, - 52.
б) Определите состав пара.
4.24. Формулы для определения влияния температуры на параметры растворимости, приведенные в работе [333], включают коэффициент термического расширения
а. Эти формулы имеют следующий вид:
dlnSD/dT = -1,25а,
dlndP/dT= -0,5 а,
din SH/dT= -(0,00122 + 0,5а).
Для этанола при температуре 298,2 К 5d = 7,7, др = = 4,3, 6н = 9,5 и а = 0,0011. Определите параметр растворимости при 75 °С.
4.25. Определите коэффициенты активности при бесконечном разбавлении по уравнению Вильсона и с использованием параметров растворимости Гоя для нескольких смесей из числа приведенных в табл. Д.8.
4.26. Ниже приведены данные о равновесии и давлении пара смеси метилацетат + метанол при 5907 мм рт. ст.
X У т°с РЧ Р$
0,294 0,336 123,5 4 951,9 5 145,4
0,471 0,471 123,2 4 917,8 5 103,6
0,736 0,678 125,6 5 195,2 5 445,4
