Равновесие между жидкостью и паром Книга 1 - Коган В.Б.
Скачать (прямая ссылка):
Для измерения температур кипения чистых веществ пли смесей, компоненты которых мало различаются по температурам кипения, рекомендуются эбулиометры объемом 50—100 мл, а для смесей веществ с сильно различающимися температурами кипения (более 50°) — объемом 100—200 мл.
Эбулиометр Свентославского
Свентославский и группа исследователей, работающих под его руководством, много сделали для развития техники измерения температуры кипения смесей. На рис. 28 изображен один из наиболее распространенных типов эбулиометра Свентославского. Исследуемая жидкость наливается в круглодонную колбу 1 объемом 40—150 мл, которая вверху снабжена вертикальной трубкой 2. За счет кипения жидкости паро-жидкостная смесь поднимается по трубке и орошает карман для термометра 3, который для обеспечения более длительного контакта с жидкостью снабжен напаянной снаружи спиралью 4. Карман для термометра помещается внутрь цилиндра 5. Пространство между ним и карманом 3 (сепарационное пространство) служит для разделения жидкости и пара. Последний конденсируется в конденсаторе 6, присоединяемом к системе для регулирования и измерения давления. Конденсат пара стекает в счетчик капель 7, предназна-
44 ченный для контроля интенсивности кипения по числу капель. Два типа счетчиков капель показаны на рис. 29.
На рис. 29, а изображен счетчик капель, представляющий собой косо срезанную трубку, к нижнему концу которой припаян носик 1 нз стеклянной палочки диаметром 2 мм, предназначенный для образования на нем капель. В конструкции, показанной па рис. 29, б, капли образуются на стеклянном диске 2 диаметром 6— 8 мм, припаянном к нижнему концу трубки коротким стерженьком 3.
Жидкость, стекающая с термометрического кармана, и конденсат пара смешиваются в иереточной трубке 8 и возвращаются в колбу 1 (рис. 28). Последняя обогревается с помощью газовой горелки или злектроподогревателя. Для обеспечения правильных показаний термометра в карман 3 наливается небольшое количество высококнпящей жидкости (или ртути).
Для обеспечения правильных результатов необходимо, как и для описанного выше эбулпометра Уошборна, равпомерное орошение кармана для термометра паро-жндкостной смесью, достигаемое прежде всего за счет равномерного кипения жидкости. Для этого на внутренние стенки колбы напаивается мелкая стеклянная крошка, играющая роль центров парообразования.
Имеет также значение количество жидкости, находящейся в приборе. Обычно перед началом опыта жидкость заливают через открытый верхний конец конденсатора так, чтобы ее уровень немного не доходил до трубки 2. Когда жидкость в колбе закипит, понемногу добавляют жидкость, добиваясь стабильной работы трубки Коттреля 2. За счет гидравлического сопротивления, возникающего при движении паро-жидкостной смеси по трубке 2, уровень в переточпой трубке 8 повышается. С увеличением интенсивности кипения он может достичь термометрического кармапа. Следует добиваться, чтобы уровень жидкости был на 1—3 см ниже термометрического кармана. Иногда эбулиометр снабжается внизу краном для слива жидкости (на рис. 28 показан пунктиром). В этом случае количество жидкости в приборе можно отрегулировать, кроме описанного способа, еще следующим образом. В прибор вначале заливается несколько больше жидкости, чем нужно для нормальной работы, а затем, когда кипение стабилизуется, через нижний кран избыток жидкости сливается.
О 60 120 180 240 300мм
Рис. 28. Эбулиометр Свен-тославского (пояснения в тексте).
45 Существенное зиаченне имеет правильный выоор диаметра и высоты трубки Коттреля и взаимное расположение сеиарацион-ного пространства п колбы 1. Как и в эбулиометре "Уошборна диаметр трубки Коттреля выбирается так, чтобы в ней не происходило сепарации жидкости и пара. На основании практического опыта можно рекомендовать внутренний диаметр трубки в интервале 5—7 мм. Чем больше высота трубки 2, тем при определенном количестве образующегося пара больше подъемная сила, возникающая за счет разности плотностей паро-жидкостной смеси и жидкости, тем, следовательно, больше расстояние между
1'ис. 29. Счетчики ка цель (пояснения в тек сте).
Рис. 30. Видоизмененный эбулиометр
Свентославского, предложенный в работе Is"'].
выходом из трубки Коттреля и уровнем жидкости в переточной трубке 8. Чем больше это расстояние, тем легче предотвратить частичное заполнение сепарационного пространства жидкостью. По этим соображениям не следует применять термометрический карман и сенарационпое пространство большей высоты, чем это диктуется размерами и конструкцией применяемого термометра.
Как и эбулиометр Уошборна, эбулиометр Свентославского практически полностью исключает погрешность в измерении температуры кипения жидкости за счет ее перегрева. При определении температуры кипения чистых веществ точные результаты получаются при изменении интенсивности кипения в широких пределах. Интенсивность кипения сравнительно мало влияет также па результаты измерения температур кипения смесей веществ с близкими температурами кипения (разность температур кипения до 50е). Если же температуры компонентов смеси сильно различаются (разность температур более 50 ), сказывается обусловленное кипением изменение состава жидкости, орошающей
