Фазовые равновесия в химической технологии - Уэйлес С.
ISBN 5—03—001106—4
Скачать (прямая ссылка):
5.5 Постройте фазовую диаграмму системы НЕ + КЕ исходя из следующих данных [762].
а. Температура фазового перехода а-КНЕг в /3-КНР2 равна 195 °С.
б. а-КИБг, /З-КНЕз и жидкий НР находятся в равновесии при 195 °С, если общее содержание НР равно 53,82 мол. %.
в. Соединения имеют следующие точки плавления: КЕ 880 °С, 0-КЕ • НЕ 239 °С, КГ • 2НР 71,7 °С, 2КЕ • 5НЕ 64,3 °С, КР • ЗНЕ 65,8 °С, • 4НР 72,0 °С, НР -83,7 °С.
г. Эвтектические температуры и содержание НР (мол. %) соответственно равны: -97 °С при 93,11%, 63,6 °С при 77,1%, 62,4 °С при 72,7%, 61,8 °С при 69,69%, 68,3 °С при 64,9%, 229,5 °С при 48,6%.
Опишите, что будет происходить при постепенном добавлении КЕ при 65 °С в жидкий НЕ до образования смесей с преимущественным содержанием КЕ
5.6. Постройте диаграмму состояния системы ССЦ(А) +¦ диоксан-1,4(В) по следующим температурам плавления [772]:
0,000 0,035 0,049 0,060 0,090
тсс) -22,7 -24,0 -24,6 -24,2 -23,0
*в 0,312 0,331 0,349 0,370 0,411
Т(°С) -18,4 -18,3 -18,3 -18,4 -18,8
0,645 0,713 0,755 0,802 0,846
тсо -7,3 -3,7 -1,6 +0,9 + 3,4
*в 0,109 0,141 0,205 0,250 0,284
тсс) -22,4 -21,2 -19,2 -18,6 -18,4
*в 0,472 0,489 0,514 0,556 0,604
тсс) -19,8 -20,0 -17,6 — 13,1 -9,9
*в 0,912 0,967 1,000
тсс) +7,0 + 10,1 + 11,8
Определите химический состав и температуры плавления всех эвтектик и всех химических соединений.
5.7. На диаграмме, полученной Плато [763] представлена система СаСЬ + CaF2. При 737 °С происходит распад интермолекулярного соединения (1:1). Определите составляющие для каждой области. Опишите изменения, происходящие при медленном нагревании системы с 50—55 % СаС12.
Фазовое равновесие 299
7400
СаС12
5.8. Смеси ацетамид + уксусная кислота (х — мольная доля уксусной кислоты) характеризуются следующими температурами замерзания, Т, °С (100 х): 80,2 (0), 72,5 (11,5), 63,0 (20,9), 51,9 (30,0), 35,6 (40,2), 8,0 (51,5), -0,2 (51,9), -0,5 (53,6), -0,6 (55,8), - 1,8 (57,9), -2,6 (60,3), -3,9 (62,5), -9,2 (68,2), - 11,7 (69,9), -11,1 (70,0), 0,0 (78,9), 8,9 (89,0), 16,6 (100,0) [764]. При каких условиях возможно равновесие трех фаз в указанном температурном интервале?
5.10. На приведенной ниже диаграмме показано равновесие пар—жидкость—жидкость в двухкомпонентной системе.
а. Определите точку кипения смеси, содержащей
25 масс. °7о А.
б. Если смесь части а дистиллируют при температу-
5.9. На приведенной ниже диаграмме показаны области равновесия смесей компонентов А и В.
а. Идентифицируйте фазы, присутствующие в каждой области.
б. Начертите кривые охлаждения для композиций а, b и с.
в. Определите максимальную массу чистого компонента В, которую можно получить кристаллизацией 100 кг расплава с начальным составом 90 масс. % В.
Концентрация В, масс.доли
ре, превышающей 40 °С, каким будет состав остатка?
в. Каким будет состав дистиллята?
г. Если дистиллят части в дистиллируют повторно, какими будут начальная точка кипения и состав смеси?
300 Глава 5
5.11. Хадсон [773] провел исследование фазового равновесия в системе никотин + вода в жидкой области и получил следующие данные.
Никотин, Температура появ- Температура, при
масс. % ления второй фазы, которой система
°С вновь становится
гомогенной, °С
6,8 94 95
7,8 89 155
10 75 —
14,8 65 200
32,2 61 210
49,0 64 205
66,8 72 190
80,2 87 170
82,0 129 130
Постройте фазовую диаграмму состав—температура для этой системы. Обозначьте все зоны и определите состав (составы) каждой (всех) фазы (фаз), находящейся в равновесном состоянии при следующих условиях:
Содержание никотина, масс. °7о Т, °С
а 20 45
б 20 120
в 20 220
г 90 120
5.12. Для системы о-динитробензол + л-динитробен-зол получены следующие данные [765]:
Динитробензол, мол. <% Температура плавления, °С
100 173,5
90 167,7
80 161,2
70 154,5
60 146,1
50 136,6
40 125,2
30 111,7
20 104,0
10 110,6
0 116,9
Постройте диаграмму температура—состав для системы и определите по ней эвтектическую температуру и состав эвтектики.
Определите максимальное количество (°1о) я-динитро-бензола, которое можно получить кристаллизацией из двухкомпонентной смеси, содержащей первоначально 95, 75 и 45°7о иара-изомера.
5.13. Определите число компонентов в каждой из следующих систем.
а. NH4Cl(c), NH4+(a<7), СГ (aq), Н20(//'<7), НгО +(aq), nzO(g), NH3(g), ОН~ (aq), NH4OH(a<7).
б. NH4Cl(c), ЫНз(^), HCl(g), в которой парциальное давление NH3 всегда равно парциальному давлению HCl, как в том случае, если весь газ образуется в результате сублимации NH4Cl(c).
в. NH4Cl(c), NH3(g), HCl(g), в которой парциальное давление NH3 не обязательно равно парциальному давлению HCl.
г. CH3COONH4(c), СН3СОО~(а<7), NH4+(ag), НзО + (а<7), NH3(a<7), ОН '(aq), CH3COOH(og), Н20(Л'<7), H20(g), учитывая возможность гидролиза,
д. NaCl(c), KBr(c), К + (aq), Na + (aq), СГ (ад), Вт~ (ад), Н20(//<7), H20(g).
е. NaCl(c), КС1(с), Na + (a?), СГ (aq), H20(liq), HiO(g).
ж. СаС12 • 6Н20(с), Са2 + (а<7), C\~(aq), H20(liq),
H2ote).
з. СаСОз(с), СаО(с), C02(g), в которой СаО и С02 образуются в результате разложения СаС03(с) [766].
