Основы расчета нефтезаводских процессов и аппаратов - Эмирджанов Р.Т.
Скачать (прямая ссылка):
Единицей мощности в технической системе служит килограммометр в секунду (кГм/сек).
7. СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ СОСТАВА СИСТЕМЫ
(РАСТВОРОВ)
Свойства систем, состоящих из двух или более компонентов, зависят от свойств и содержаний отдельных компонентов, находящихся в этих системах, иначе говоря, от состава систем.
Состав системы может быть задан различными способоми,. например, путем указания абсолютных значений весов или объемов или же числа килограмм-молекул отдельных компонентов смеси.
Килограмм-молекулой или сокращенно килограмм-молем (Моль) какого-либо вещества называется количество килограммов этого вещества, численно равное его молекулярному весу. Так, количество вещества, равное одной килограмм-молекуле, составляет для еоды—18 кГ, для этана—30 кГ и т. д.
Ясно, что число килограмм-молекул (Лг) вещества определится, если вес (G) вещества в килограммах разделить на его молекулярный вес (M), т. е.
n = • . (I, 17)
M
14
Пченндно, что уравнение (1,17) можно переписать также в іуюіцих видах:
G=N-M (I, 18)
M
G
N
(I, 19>
Обозначим через G1, G2, G3, . . . ,Gn веса в килограммах, фрез yvt, iV2, /V3» * • • • Mi—числа килограмм-молей и через-b V% V%, . . . Vn-объемы в м3 отдельных компонентов, Ікчпилиющих какую-либо смесь.
()Гицие вес (G) и число килограмм-молей (Л/) смеси являются іддіпилньши свойствами (см. стр. 19), так как могут быть HftUAHiu суммированием весов или чисел молей отдельных Компонентов, составляющих смесь:
G^Gi+Gz+Gz+. . ,+Gn=S]Gi (1,20)
i = l
I = II
ЛГ=М+ЛЪ+#.+ . . .+Nn = V1ATi (1,21)
Во многих случаях для общего объема (V) смеси ока-шлиается возможным применение аналогичного уравнения:
i = n
V= K1+ Vz+ IZ3+ . • . + К„=2 У ¦ (1.22)
1
Однако во избежание недоразумений, уравнением (I, 22) и шч*ми другими выражениями (см., например, уравнение (I, 29), иытокающими из уравнения (I, 22) следует пользоваться с осторожностью, так как в ряде случаев уравнение (I, 22) либо йоисе неприменимо, либо приводит к значительным ошибкам. Дс'ю в том, что при смешении жидкостей друг с другом час-іи происходит то или иное изменение объема. Так, например, прибавление бензола к гексану или к бензину сопровождается дипольно заметным увеличением объема смеси сравнительно с гуммой объемов смешиваемых компонентов; наоборот, при і метении этанола с водой объем смеси меньше суммы объ-емпн смешиваемых компонентов. Сказанное в еще большей і н'нени относится к газам, так как здесь небольшое изменена давления приводит к изменению объема как отдельных Нпмпонентов, так и смеси.
(їчень удобно состав смеси характеризовать значениями'кон-цип раций ее компонентов.
Под концентрацией компонента в какой-либо смеси понижают количество этого компонента, приходящееся на единицу количества смеси. В зависимости от принятых единиц измерения, концентрация может быть выражена в Г[л, кГ/л%
.кГ\м\ ГікГ и т. д.
Концентрация, выраженная в граммах растворенного вещества на 1 мл раствора (Г/мл), называется титром раствора; концентрация, выраженная в грамм-эквивалентах растворенного вещества на 1 л растьора, называется нормальностью раствора.
Часто концентрацию компонента в смеси выражают в весовых, мольных и объемных долях или в процентах.
Весовая доля (а{) какого-либо компонента найдется как отношение веса данного компонента Gj к весу всей смеси О, так что
«1= Л ;а2==^ ; а,= ,...;«- ^ . (I, 23)
uuu и
Откуда, с учетом равенства (1,20), можем написать:
щ+а + . . . +ап=^ ^ + 9± + ^?- r ...+?.= (I, 24)
GGu G
— —— -----1
G
f.
тш, сокращенно.
1=П
2-
1
1, (1,25)
1-І
I
I
I
1\ е. сумма весовых долей всех компонентов рассматриваемой снеси равна единице.
' Мольная - доля а{ какого-либо компонента найдется как отношение числа килограмм-молей данного компонента M к Общему числу килограмм-молей всей смеси N9 т. е:
¦! ¦ ¦ «
«і= ~~; «г = — ;а = ~- ¦ • • :?= -~, (1,26)
NNN N
откуда с учетом равенства (1,21) получаем
; і 1
1, (1,27)
І-=1
т. е. сумма мольних долей всех компонентов рассматриваемой смеси равна единице.
і
16
Объемная концентрация <0\ какого-либо компонента (в долях единицы), равна отношению объема V\ данного компонента к объему V всей смеси, т. е.
•Ox=Y 'Vi=4 ',Щ=Ч ;' ' " Ч' (1'28)
откуда, с учетом уравнения (I, 22) получаем
1 = п
Vi =1 . (Г, 29)
1=1
Очевидно, когда весовые, мольные и объемные концентрации компонентов измеряются не в долях, а_ процентах, то численные значения концентраций окажутся увеличенными в 100 раз и могут быть подсчитаны но следущим выражениям:
.'01=100?-; (1,30)
и
«1=100?; (1,31)
V1 =100 —j- (1,32)
N
Ясно, что в этом случае сумма концентраций всех компонентов смеси будет равна не единице, а 100.
Значительным преимуществом весовых и мольных концентраций (перед объемными) является их независимость от температуры и давления.
О ___ _ . _*f _ __________ J»
8. ЗАВИСИМОСТЬ МЕЖДУ ВЕСОВОЙ, МОЛЬНОЙ И ОБЪЕМНОЙ
ДОЛЯМИ
Если имеем какую-либо многокомпонентную смесь, то на основании уравнения (1,18) для любого компонега и для всей смеси можем написать следующие уравнения:
