Равновесие между жидкостью и паром Книга 1 - Коган В.Б.
Скачать (прямая ссылка):
Как уже указывалось, количество загружаемой смеси выбирается в зависимости от количества отбираемой пробы.
В цитированной работе Смирновой и Mo-рачевского отбирался 1 мл конденсата пара при загрузке 200 мл смеси. Ясно, что при таких условиях состав загруженной смеси в результате отбора пробы пара практически не изменялся.
Как и обычный прибор Бушмакина, описанный прибор пригоден для исследования равновесия при атмосферном давлении и под вакуумом. Основной недостаток зтого прибора в том, что не измеряется температура кипения смеси. Этот недостаток устранен в приборах, изображенных на рис. 15 и 16. Оба прибора основаны на использовании принципа однократного испарения. Прибор, изображенный на рис. 15 [24], представляет собой видоизменение одной из распространенных конструкций эбулиометров. Пар, получающийся прп кипении залитой в прибор жидкости известного состава, по центральной трубке 1, в которую вставлен термометр, и наклонной трубке 2, впаянной вровень с наклонной перегородкой 3, поступает в обратный холодильник. Из послед-
28
исследования равновесия между паром и
расслаивающимся раствором (пояснения в тексте). aero конденсат по капельнице 4 стекает в приемник 5 объемом 5—10 мл, к которому снизу припаивается двухходовой кран 6. Вначале кран устанавливается в такое положение, чтобы конденсат пара по трубке 7 возвращался в куб. Когда прибор полностью прогреется, кран переключается и в приемник поступает проба. После накопления требуемого количества ее поворотом крана 6 проба сливается. Затем кран возвращается в положение, при котором жидкость возвращается в прибор. Во избежание погрешностей, вызываемых частичной конденсацией пара, верхняя часть прибора снабжается тепловой изоляцией и электрообогревом для компенсации потерь тепла в окружающую среду.
На рис. 15 показан прибор с выносным кипятильником, обеспечивающим достаточное перемешивание жидкости при небольшом различии плотностей жидких фаз. При необходимости для перемешивания может быть применена магнитная мешалка.
При оценке количества жидкости, загружаемой в прибор, необходимо иметь в виду, что изменение ее состава происходит не только за счет отбора пробы, но и за счет задержки конденсата пара в трубке 7. Чтобы уменьшить погрешность, трубку 7 следует делать небольшого диаметра (2—3 мм).
На рис. 16 показан прибор, впервые описанный в работе [25]. В нем сочетаются принципы, на которых основаны эбулио-метр Свентославского и прибор для исследования равновесия между жидкостью и паром, предложенный Джилеспи. Куб прибора 1 представляет собой плоскодонную колбу, снабженную магнитной мешалкой 2 и наружным электрообогревом 3. Чтобы жидкость в кубе равномернее кипела, на его внутреннюю поверхность напаяны частички толченого стекла. Вверху колба соединяется с подъемной трубкой 4, по которой поднимается паро-жидкостная смесь, поступающая в сепаратор 5. Последний устроен так же, как в приборе Джилеспи. Паро-жидкостная смесь орошает карман для термометра 6 и разделяется на жидкую фазу, стекающую но трубке 7 в куб, и паровую фазу, которая по трубке 8 направляется в конденсатор. Конденсат пара стекает по трубке, к которой припаян двухходовой кран 9. После загрузки в куб смеси известного состава и включения подогрева и подачи воды в конденсатор кран 9 устанавливается в такое положение, чтобы конденсат пара, проходя через капельницу 10, по трубке 11 возвра-
Рис. 16. Прибор для исследования равновесия между паром и двумя жидкими фазами (пояснения в тексте).
29 щался в куб. Чтобы свести к минимуму задержку конденсата пара в приборе и вызываемое этим изменение состава жидкости, трубка 11 делается маленького диаметра (2—3 мм). Когда прибор прогреется и равновесие установится, кран 9 поворачивается в такое положение, чтобы весь стекающий из холодильника конденсат по отводу 12 отбирался в охлаждаемый приемник конденсата (на рисунке не показан). После отбора пробы кран 9 поворачивается в прежнее положепие. Интенсивность кипения контролируется по числу капель конденсата с помощью капельницы 10. Подъемная трубка 4 и сепаратор 5 покрываются слоем изоляции. При работе с высококипящими веществами сепаратор следует еще снабдить компенсационным электрообогревом.
Отдельные части прибора должны быть расположены таким образом, чтобы при работе прибора жидкость не задерживалась в капельнице. Для этого детали, расположенные в верхней части прибора, должны быть размещены возможно более компактно — трубка 8 должна иметь небольшой наклон, а расстояние между краном и капельницей должно быть минимальным. Кроме того, трубка 4 должна быть достаточной высоты. Рекомендуется делать эту трубку диаметром 4—6 мм и высотой 30—50 см. Объем куба выбирается в пределах 100—300 мл в зависимости от количества отбираемой пробы пара.
Дальнейший прогресс техпики исследования равновесия между жидкостью и паром в системах, образованных компонентами с ограниченной взаимной растворимостью, связан с применением для анализа смесей газо-жидкостпой хроматографии или других методов анализа, для которых требуется незначительная проба. В связи с незначительным количеством смеси, нужной для анализа, появляется возможность непосредственно анализировать паровую фазу. Приборы для исследования равновесия между жидкостью и паром, основанные па использовании газожидкостной хроматографии для определения состава смесей, описаны ниже. Они в равной мере применимы для систем с одной или двумя жидкими фазами. В последнем случае важно обеспечить хорошее перемешивание жидких фаз для достижения равновесия между ними и паром. Эти методы позволяют резко сократить расход веществ и затрату времени на исследование по сравнению с другими методами.
