Фазовые равновесия в химической технологии - Уэйлес С.
ISBN 5—03—001106—4
Скачать (прямая ссылка):
71,9 97,20 96,1 0,9425 0,1153
76,5 98,75 92,0 — _
81,6 99,30 88,4 — —
100,0 100,00 83,4 — —
Коэффициенты активности 247
Гептан + фурфурол (Р = 760 мм рт. ст.)
X У t Р Уі У2
10 78,4 114,0 760 5,262 1,019
20 86,8 102,3 3,960 1,082
30 88,6 98,7 2,939 1,201
40 89,1 98,3 2,236 1,393
50 88,8 98,7 1,762 1,690
60 88,5 99,2 1,445 2,158
70 88,4 99,2 1,235 2,897
80 89,2 98,9 1,100 4,103
90 92,1 98,4 1,024 6,152
Метилэтилкетон + циклогексан (Р = 760 мм рт. ст.'
X У t Р Уі У2
6;0 16,4 77,0 760 2,9678 0,9947
13,1 25,3 74,7 2,2586 1,0326
17,5 29,9 73,7 2,0644 1,0532
24,7 35,6 72,6 1,8055 1,0976
36,9 42,0 71,8 1,4640 1,2101
48,0 46,5 71,5 1,2585 1,3675
64,5 57,4 72,1 1,1334 1,5647
73,6 63,4 73,0 1,0650 1,7568
80,4 69,8 74,0 1,0387 1,8919
87,6 77,7 75,3 1,0173 2,1202
Метанол 4 дихлорэтан (t = 40 °С)
X У t Р У l У2
0 0,0 40 150,0 _ 1,000
10 47,9 265,4 4,800 1,024
20 56,9 303,5 3,261 1,093
30 59,2 319,9 2,380 1,239
40 60,3 325,0 1,848 1,435
50 60,5 326,8 1,493 1,720
60 61,4 327,9 1,278 2,110
70 64,0 327,4 1,130 2,619
80 69,7 320,4 1,053 3,241
90 81,0 301,7 1,012 4,020
100 100,0 265,0 1,000 —
4.36. Рассмотрите i :месь н- •гексан + диэтилкетон, ха-
рактеристики которой даны в задаче 4.50. Используя только один из коэффициентов активности при бесконечном разбавлении, найдите за один прием с\г однопа-раметрического уравнения иМС^иАС и соответственно Гц и Т2ь отвечающие каждому из этих уТ. Величины внутренней энергии испарения рассчитывают исходя из скрытых энтальпий испарения по уравнению Питцера (см. пример 4.7а), что дает
Аи\аР = 6161 кал/моль, дмуар = 7222 кал/моль.
4.37. Коэффициенты активности при бесконечном разбавлении системы ацетон (1) + хлороформ (2) при 1 атм равны 0,37 и 0,46 соответственно. При Х\ = 0,345 и 64,5 °С образуется азеотропная смесь. Определите коэффициенты активности при Xi, равном 0,25, 0,50 и 0,75, исходя из обеих групп данных при помощи а) уравнения Маргулеса, б) уравнения Вильсона, в) уравнения NRTL при ац = 0,30.
4.38. Согласно данным, приведенным в табл. Д. 10, параметры уравнения ван Лаара системы метилацетат (1) + метанол (2) имеют следующие значения: А = = 0,4262 и В = 0,4394 [Бушмакин, Киш Журн. прикл. хим., 30, 200 (1957)]. Определите азеотропный состав при давлении 1 атм и сравните его с полученным в примере 4.16 на основании других экспериментальных данных. Параметры даны для давления 1 атм.
4.39. Коэффициенты активности компонентов некоторых двухкомпонентных смесей определяют при помощи следующих уравнений:
КПпу! = аХ2, РЛпуг = ах\.
где а — функция только давления. Получите выражения для изменения функции Гиббса и энтальпии при смешении чистых компонентов при постоянных температуре и давлении.
В процессе смешения, которое ведется при постоянной скорости подачи потока, эквимолярная смесь с а — 418 Дж/моль, разделяется на чистые компоненты путем дистилляции. Впуск и выпуск осуществляются при 20 °С и 1 атм. Единственным источником энергии является термостат, в котором поддерживается постоянная температура 100 °С. Рассчитайте, какое количество теплоты (на моль дистиллируемой смеси) следует отвести охлаждающей водой при 20 °С, если энергия используется с максимальной эффективностью (Denbigh).
4.40. При атмосферном давлении этилацетат и этиловый спирт образуют азеотропную смесь, содержащую 53,9 мол. этилацетата, с температурой кипения 71,8 °С.
Определите а) величины констант А и В в эмпирических уравнениях ван Лаара:
и б) состав азеотропной смеси и соответствующее полное давление при кипении при температуре 56,3 °С, если Л и В не меняются.
Давление пара (мм рт. ст.) чистых жидкостей:
71,8 °С 56,3 °С
Этанол 587 298
Этилацетат 636 360
248 Глава 4
4.41. Проверьте возможность существования экстремумов на кривых коэффициентов активности, построенных по а) уравнению ван Лаара и б) уравнению Вильсона.
4.42. Рассмотрите величины параметров уравнения Вильсона, обусловливающих появление экстремумов на графиках зависимости \\\ух от ху. Рассмотрите тот особый случай, для которого Л12 = 0, и найдите величины. Лц, определяющие появление экстремумов в интервале значений Х\ от 0,1 до 0,9.
4.43. Избыточные энергии Гиббса смесей метан +
пропан описываются уравнением
п GE = (1 - х)х Z аЛ\ - 2х)'' i =0
Gex, Дж/моль
Т, К а0 a. i а2
90 756,8 277,4 19,8
95 755,1 287,0 40,0
100 759,6 297,7 45,8
105 766,8 308,7 43,5
ПО 774,2 318,9 54,0
где х — мольная доля пропана (Selected Data on Nonelectrolyte Mixtures, 1973).
а) Найдите соответствующие уравнения для коэффициентов активности; б) проверьте справедливость допущения того, что Tiny, = const.
4.44. Для смеси с 71° = 3 и 72° = 2 постройте графики уравнения Вильсона и уравнения Маргулеса. Параметры уравнения Вильсона: Л12 = 0,3465, л21 = 0,9612.
4.45. Для интеграла j*'ln(71/72)^X1, применяемого для оценки термодинамической согласованности, найдите только ту величину, которая превышает 71/72 = 1. Используйте для этого а) симметричное уравнение, для которого Gex/RT = AxiXi, б) уравнения ван Лаара.
