Многокомпонентные системы. Фазовые равновесия. Цыренова С.Б - 28 стр.

UptoLike

Рубрика: 

3. Какие диаграммы используются для изображения
трехкомпонентных систем?
4. Изобразите диаграмму состояния трехкомпонентной
системы.
5. Как с помощью метода Гиббса определить состав
трехкомпонентной системы?
6. Как с помощью метода Розебума определить состав
трехкомпонентной системы?
7. В чем заключается правило рычага для
трехкомпонентной системы?
8. Как, используя правило рычага, рассчитать массу
раствора, насыщенного по отношению к обеим солям и
общую массу кристаллов KCl и NaCl (рис. 26)
9. Покажите трехмерную диаграмму растворимости 3-х
жидкостей с одной областью расслоения
10. Покажите плоскую диаграмму растворимости с одной
областью расслоения
11. Состав какой системы отражают точки в области 1
(рис.28)
12. Какому составу системы отвечает любая точка в области
II (рис 28)
13. Раскройте физический смысл коэффициента
распределения и показателя распределения.
5. Примеры решения задач
1. Плотность твердого фенола 1072 кг/м
3
, жидкого 1056
кг/м
3
, теплота его плавления 1,04410
5
Дж/кг, температура
замерзания 314,2 К. Вычислите dP/dT и температуру
плавления фенола при 5,06510
7
Па.
Ре ш е н и е : По уравнению Клапейрона - Клаузиуса
рассчитываем
dP/dT:
()
твж
пл
ТVT
H
dT
dP
= ;
твж
dd
V
11
=
,
КПа
dT
dP
/10373,2
10014,02,314
10044,1
7
3
5
=
=
,
ПаК
dР
dТ
/10214,4
8
=
.
Чтобы вычислить температуру плавления при заданном
внешнем давлении, принимаем, что dТ/dP в интервале
давлений 1,013210
5
- 5,06510
7
Па - величина постоянная,
равная 4,21410
-8
К/Па.
Тогда
=
2
1
2
1
8
10214.4
P
P
T
T
dPdT
Т
2
= 314,2+4,21410
-8
5,06510
7
= 316,33 К.
2. Вычислите среднюю теплоту испарения СН
4
в
интервале температур от 88,2 до 113 К, используя
следующие данные:
Т, К 88,2 92,2 98,2 104,2 112,2
Р10
-3
,
Па
8 13,31 26,62 52,24 101,3
Решение. Расчет можно провести двумя путями:
1) по уравнению (Х1.8) /9/
./62.8
108
10013,1
lg
2,882,112
2,882,112
314,83,2
3
5
молькДжН
исп
=
=
2) по уравнению ( Х1.7) /8/, из которого следует, что
зависимость lgP от 1/Т выражается прямой линией (рис.1).
Теплоту испарения можно определить по тангенсу угла
наклона прямой, который равен: tgα = -Н
исп
/2,3 R.
Вычисляем для приведенных данных lgP и 1/Т:
Т, К 88,2 92,2 98,2 104,2 112,2
Р10
-3
, Па
8 13,31 26,62 52,24 101,3
(1/T)10
3
11,37 10,89 10,21 9,62 8,94
lgP 3,903 4,124 4,425 4,726 4,972
Строим график lgP = f (1/T), из которого следует
3. Какие диаграммы используются для изображения                       dP        1,044 ⋅ 10 5
    трехкомпонентных систем?                                              =                  −3
                                                                                                = 2,373 ⋅ 10 7 Па / К ,
                                                                      dT 314,2 ⋅ 0,014 ⋅ 10
4. Изобразите диаграмму состояния трехкомпонентной
                                                                                dТ
    системы.                                                                        = 4,214 ⋅ 10 −8 К / Па .
5. Как с помощью метода Гиббса определить состав                                dР
    трехкомпонентной системы?                                Чтобы вычислить температуру плавления при заданном
6. Как с помощью метода Розебума определить состав           внешнем давлении, принимаем, что dТ/dP в интервале
    трехкомпонентной системы?                                давлений 1,0132⋅105 - 5,065⋅107 Па - величина постоянная,
7. В чем заключается правило рычага для                      равная 4,214⋅10-8 К/Па.
    трехкомпонентной системы?                                Тогда
                                                                                  T2                    P2
8. Как, используя правило рычага, рассчитать массу
                                                                                  ∫ dT = 4.214 ⋅10 ∫ dP
                                                                                                   −8
    раствора, насыщенного по отношению к обеим солям и
                                                                                  T1                    P1
    общую массу кристаллов KCl и NaCl (рис. 26)
9. Покажите трехмерную диаграмму растворимости 3-х                      Т2 = 314,2+4,214⋅10 ⋅5,065⋅107 = 316,33 К.
                                                                                            -8

    жидкостей с одной областью расслоения                       2. Вычислите среднюю теплоту испарения СН4 в
10. Покажите плоскую диаграмму растворимости с одной         интервале температур от 88,2 до 113 К, используя
    областью расслоения                                      следующие данные:
11. Состав какой системы отражают точки в области 1             Т, К             88,2        92,2      98,2     104,2   112,2
                                                                     -3
    (рис.28)                                                    Р⋅10 ,            8         13,31     26,62     52,24   101,3
                                                                Па
12. Какому составу системы отвечает любая точка в области    Р е ш е н и е . Расчет можно провести двумя путями:
    II (рис 28)                                              1) по уравнению (Х1.8) /9/
13. Раскройте физический смысл коэффициента                                         112,2 ⋅ 88,2 1,013 ⋅ 10 5
    распределения и показателя распределения.                 ∆Н исп = 2,3 ⋅ 8,314                lg          = 8.62кДж / моль.
                                                                                   112,2 − 88,2      8 ⋅ 10 3
                                                                2) по уравнению ( Х1.7) /8/, из которого следует, что
               5. Примеры решения задач                      зависимость lgP от 1/Т выражается прямой линией (рис.1).
                                                             Теплоту испарения можно определить по тангенсу угла
1.      Плотность твердого фенола 1072 кг/м3, жидкого 1056
                                                             наклона прямой, который равен: tgα = -∆Нисп/2,3 R.
кг/м3, теплота его плавления 1,044⋅105 Дж/кг, температура    Вычисляем для приведенных данных lgP и 1/Т:
замерзания 314,2 К. Вычислите dP/dT и температуру            Т, К                88,2        92,2      98,2     104,2     112,2
плавления фенола при 5,065⋅107 Па.                                -3
                                                             Р⋅10 , Па            8         13,31     26,62     52,24     101,3
    Ре ш е н и е : По уравнению Клапейрона - Клаузиуса       (1/T)10  3
                                                                                11,37       10,89     10,21      9,62      8,94
рассчитываем                                                 lgP                3,903       4,124     4,425     4,726     4,972
            dP       ∆H пл               1      1            Строим график lgP = f (1/T), из которого следует
    dP/dT:      =            ;     ∆V =     −     ,
           dT T (Vж − Т тв )            d ж d тв