Студопедия — Равновесие в системах пар-жидкость
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Равновесие в системах пар-жидкость






 

Парциальное давление пара каждого компонента для идеальных жидких смесей зависит от температуры и пропорционально мольной доли данного компонента в жидкости (закон Рауля):

рнкк = Рнкк * х (1)

рвкк = Рвкк * (1 – х) (2)

где рнкк и рвкк - парциальные давления низкокипящего и высококипящего компонентов, Па;

Рнкк и Рвкк - упругость, или давление насыщенных паров над чистыми компонентами, Па;

х - содержание низкокипящего компонента в жидкости, мольн. доли.

Общее давление пара над жидкостью равно сумме парциальных давлений (закон Дальтона):

Р = рнкк + рвкк = Рнкк * х + Рвкк * (1 – х) (3)

Решая это уравнение относительно х, получаем:

х = (Р – Рвкк)/(Рнкк – Рвкк) (4)

Парциальное давление компонента можно получить по закону Дальтона:

рнкк = Р*ункк или Рнкк*х = Р*ункк (5)

где ункк - содержание низкокипящего компонента в парах, мольн. доли.

При совместном решении уравнений (1) и (5) можно получить равновесный состав пара:

ункк = рнкк /Р = Рнкк *х/(Рнкк * х + Рвкк * (1 – х)) = α*х/(1+(α – 1)*х, (6)

где α – относительная летучесть НКК.

При решении приведенных уравнений строятся следующие графики:

а) изобара равновесных составов, называемая кривой равновесия, определяющая равновесные составы пара и жидкости при постоянном давлении (рисунок 2);

б) изобары температур кипения и конденсации, определяющие температуру кипения жидкости и температуру конденсации паров заданного состава (рисунок 3).

Для построения этих графиков необходимо задаться рядом темпе­ратур, лежащих между температурами кипения чистого бензола (80,1°С) и чистого о-ксилола (144,4°С).

Давление паров отдельных компонентов при заданных температу­рах находится по уравнению Антуана

lg P = A – B/(C + t), (7)

где Р – давление паров над чистым компонентом при какой-то температуре, мм рт.ст.;

t – температура, 0С;

А, В, С – эмпирические константы.

Таблица 1 – Значения констант А, В, С

 

Соединение А В С
Бензол 6,91    
О-ксилол 7,0    

 

Рисунок 2 – Диаграмма равновесия составов пар-жидкость

 

Рисунок 3 – Изобары компонентов

При температуре 80,1 0С давление паров бензола равняется 760 мм рт.ст.

Давление паров о-ксилола при температуре 80,1 0С по формуле (7):

lg Pо-к = 7 + 1475/(214 + 80,1) = 1,978. Pо-к = 95 мм рт.ст.

При температуре 90 0С давление паров бензола равняется

lg Pбен = 6,91 + 1214/(221 + 90) = 3,0083. Pбен = 1020 мм рт.ст.

lg Pо-к = 7 + 1475/(214 + 90) = 1,138. Pо-к = 137,4 мм рт.ст.

 

Давления паров бензола и о-ксилола при других температурах в указанном интервале находятся аналогично и данные заносятся в таблицу 2.

Таблица 2 – Расчет равновесия смеси бензол – о-ксилол

t, 0C Рнкк, мм рт.ст. Рвкк, мм рт.ст. х (формула 4),мольн.доли у (формула 5),мольн.доли
80,1   96,54    
  876,35 116,65 0,847 0,977
    140,61 0,708 0,946
  1170,11 168,48 0,591 0,909
  1342,98 200,7 0,49 0,865
  1534,88 237,78 0,403 0,813
  1747,13 280,24 0,327 0,752
  1981,09 328,64 0,261 0,68
  2238,12 383,56 0,203 0,6
  2519,59 445,62 0,152 0,51
  2826,9 515,48 0,106 0,393
  3161,46 593,8 0,065 0,269
  3524,68 681,29 0,0277 0,128
144,4 3869,13      

 

По упругости паров компонентов при различных температурах находятся равновесные составы: жидкости формула (4) и пара формула (6), причем общее давление берётся Р = 760 мм рт.ст.

Определяем состав смеси, дистиллята и кубового остатка в мольных долях по низкокипящему компоненту по уравнению

х = хнккнкк/(хнккнкк + (1 - хнкк)/Мвкк) (8)

Пересчитаем по формуле (8) в мольные доли:

1)исходное питание хF = 0,45/78/(0,45/78 + (1 – 0,45/106) = 0,527;

2)дистиллят хР = 0,918/78/(0,918/78 + (1 – 0,918/106) = 0,95;

3)кубовый остаток xW = 0,0175/78/(0,0175/78 + (1 – 0,0175/106) = 0,021.

На основании расчетных данных строятся изобары равновесия х – у (см. рисунок 2) и изобары температуры кипения и конденсации (см. рисунок 3).

 







Дата добавления: 2015-08-17; просмотров: 798. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Картограммы и картодиаграммы Картограммы и картодиаграммы применяются для изображения географической характеристики изучаемых явлений...

Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...

Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Этапы трансляции и их характеристика Трансляция (от лат. translatio — перевод) — процесс синтеза белка из аминокислот на матрице информационной (матричной) РНК (иРНК...

Условия, необходимые для появления жизни История жизни и история Земли неотделимы друг от друга, так как именно в процессах развития нашей планеты как космического тела закладывались определенные физические и химические условия, необходимые для появления и развития жизни...

Метод архитекторов Этот метод является наиболее часто используемым и может применяться в трех модификациях: способ с двумя точками схода, способ с одной точкой схода, способ вертикальной плоскости и опущенного плана...

Травматическая окклюзия и ее клинические признаки При пародонтите и парадонтозе резистентность тканей пародонта падает...

Подкожное введение сывороток по методу Безредки. С целью предупреждения развития анафилактического шока и других аллергических реак­ций при введении иммунных сывороток используют метод Безредки для определения реакции больного на введение сыворотки...

Принципы и методы управления в таможенных органах Под принципами управления понимаются идеи, правила, основные положения и нормы поведения, которыми руководствуются общие, частные и организационно-технологические принципы...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.012 сек.) русская версия | украинская версия