Исследование фазовых эффектов в бинарных азеотропных смесях

В случае энтропии частные фазовые эффекты определяются аналогично. Для жидкой фазы частный энтропийный фазовый эффект:

> 0 3.8

Частные энтропийные фазовые эффекты жидкой фазы показаны на

рисунке 3.2.

На рисунке 3.3 представлено изменение объема и концентрации в паровой фазе. В области до точки азеотропа имеем:

Vж-Vп < 0, x1-y1 < 0, > 0

< 0

Получаем частный объемный фазовый эффект для паровой фазы

< 0 3.9

После точки азеотропа

Vж-Vп < 0, x1-y1 > 0, < 0

< 0 3.10

Частный объемный фазовый эффект паровой фазы для бинарной азеотропной смеси с минимумом температуры кипения:

< 0 3.11

Аналогично для энтропии (рис. 3.4):

< 0 3.12

Частные энтропийные фазовые эффекты паровой фазы показаны на

рисунке 3.4.

В случае азеотропа с максимумом температуры кипения (рисунок 3.5 – 3.8) частные фазовые эффекты в случае азеотропного состава соответственно равны

и 3.13

Для систем с максимумом температуры кипения изотермо-изобары имеют минимум объема (энтропии), то есть, обращены в обеих фазах выпуклостью вниз. Для определения фазовых эффектов в жидкой фазе используются конноды, проекции которых дают ноды, ориентированные от жидкости к пару. Снова будем рассматривать две области до и после точки азеотропа. В области до точки азеотропа (рис. 3.5):

Vп-Vж > 0, y1-x1 < 0, < 0

> 0

В этом случае имеем частный объемный фазовый эффект

> 0 3.14

после точки азеотропа

Vп - Vж > 0, y1-x1 > 0, > 0

> 0 3.15

Таким образом, получаем частный объемный фазовый эффект в случае бинарной азеотропной смеси с максимумом температуры кипения

> 0 3.16

Аналогично в случае энтропии (рис. 3.7)

> 0 3.17

Теперь рассмотрим систему относительно паровой фазы (рис 3.6). В области до точки азеотропа получаем:

Vж-Vп < 0, x1-y1 > 0, < 0

< 0

< 0 3.18

В области после точки азеотропа

Vж-Vп < 0, x1-y1 < 0, > 0

< 0

< 0 3.19

Аналогично в случае энтропии (рис. 3.8):

< 0 3.20

3.2. Фазовые эффекты и уравнение Ван-дер-Ваальса для гетероазеотропных смесей.

На рисунках 3.10 – 3.13 редставлены диаграммы объем – состав фаз и энтропия – состав фаз гетероазеотропных бинарных смесей. В этих смесях в треугольнике расслоения наблюдается следующая закономерность

При этом уравнения Ван-дер-Ваальса выглядят следующим образом

3.21

3.22

3.23

Из этих трех уравнений два независимы. При постоянном давлении имеем:

3.24

3.25

или

3.26

3.27

Аналогичные уравнения можно получить для паровой фазы. В этом случае при Р = const

3.28

3.29

3.30

Следовательно, получаем

3.31

3.32

3.3. Уравнение Ван-дер-Ваальса в терминах общих и частных фазовых эффектов.

Используя общие и частные фаэовые эффекты можно представить уравнение Ван-дер-Ваальса в форме:

для жидкой фазы 3.33

3.34

для паровой фазы 3.35

3.36

В азеотропных точках 3.37

, , , 3.38

4. Заключение.

1. Определены частные фазовые эффекты для бинарных азеотропных смесей при постоянных давлении и температуре.

2. Определены общие и частные фазовые эффекты в азеотропной точке, а также слева и справа от азеотропного состава.

3. Представлено уравнение Ван-дер-Ваальса в терминах общих и частных фазовых эффектов.

Список использованной литературы:

1. Сторонкин А.В. Термодинамика гетерогенных систем. Изд. ЛГУ. 1967г.

ч.1и 2. 448с.

2. Серафимов Л.А., Фролкова А.К. Общие закономерности классификации бинарных жидких растворов в терминах избыточных термодинамических функций. АО Росвузнаука 1992г. 40с.

 Скачать реферат