ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Крива рівноваги на трикутній діаграмі

Трикутна діаграма (рис.10.6.1) може бути використана для зображення рівноваги в потрійних системах координат рідина - речовини, що розподіляється - рідина. Аби отримати уявлення про рівновагу в потрійних системах, розглянемо процес додавання речовини М, що розподіляється, до гетерогенної суміші двох розчинників L і G. Нехай речовина М, що розглядається, необмежено розчиняється в обох розчинниках L і G, а самі розчинники L і G мають обмежену взаємну розчинність.

Рис. 10.6.1. Крива рівноваги на трикутній діаграмі.

 

З трикутної діаграми, яку представлено на рис.10.6.1, видно, що якщо М і L а також М і G утворюють однорідні двокомпонентні розчини, склад котрих характеризується точками на сторонах діаграм LМ і GM, то розчинним L і G утворюють однорідні розчини лише на невеликих ділянках LR і EG. Будь-яка суміш розчинників на ділянці RE розшаровується на два однорідних двокомпонентних насичених розчина R (насичений розчин G в L) і Е (насичений розчин L в G). Кількість насичених розчинів в кожному з двох шарів, що утворилися, залежить від положення точки N , яка виражає середній склад двофазної системи, і може бути визначена по правилу ричага з виразів (10.5.1) - (10.5.3).

При додаванні речовини М, що розподіляється, в суміш склaду N отримуємо потрійну суміш, склад котрої характеризується точкою N1, яка лежить на прямій змішyвання NM. Суміш складу N1 розшаровується на дві фази з рівноважними складами R1 (фаза розчинника L) і Е1 (фаза розчинника G) в кількісному співвідношенні E1N1:R1N1.

При додаванні в суміш наступних порцій М2, М3,... отримаємо ряд потрійних сумішей
складу N2, N3, .... котрі, як видно в попередньому випадку, розшаровуються на рівноважні
потрійні суміші складу R2 і Е2, R3 і Е3 і т.д. Як видно з діаграми, змінюються і вагові
співвідношення рівноважних розчинів до моменту, коли одна з фаз щезає (в нашому випадку при N5). При ще більшому розвeденні компонентом, що розподіляється, маємо лише однорідні потрійні розчини складу N6 і інші.

З'єднавши R1 і Е1, R2 і E2, ... лініями, отримаємо хорди рівноваги R1 E1, R2 Е2 які з'єднують на діаграмі рівноважні склади. Хорди рівноваги, зменшуючись, сходяться в точці К, яка зветься критичною.

З'єднавши точки, які відповідають рівноважним складам, плавною кривою RR1R2 ... К ... Е2Е1Е, отримаємо криву рівноваги , або так звану бінодальну криву, одна гілка RK котрої характеризує рівноважні склади фази розчинника L, а друга ЕК - рівноважні склади фази розчинника G.

Бінодальна крива на трикутній діаграмі обмежує площу, яка відповідає двофазним сумішам; площа діаграми поза кривою відповідає однофазним розчинам. Для процесу екстракції цікавість являє лише зона двофазних розчинів.

По трикутній діаграмі легко знайти коефіцієнт розподілення ψ для будь-якої пари рівноважних розчинів. Так як для двох розчинів R і Ε (рис. 10.6.2) коефіцієнт розподілення ψ дорівнює:

ψ = (концентрація М в фазі F)/( концентрація М в фазі R) (10.6.1)

причому величина ψ може бути більше одиниці (рис. 10.6.2,а), менше одиниці (рис. 10.6.2,б) або рівна одиниці (рис. 10.6.2,в).

ψ>1 ψ<1 ψ=1

 

Рис. 10.6.2. До розрахунку коефіцієнта розподілення.

 

Нахил хорди рівноваги визначається природою компонентів і складом фаз.

10.7.3находження хорд рівновагиі критичної точки

Як видно з рис. 10.7.1, на трикутній діаграмі нанесено, згідно експериментальними даним, невелике число хорд рівноваги. Але в розрахунковій практиці виникає необхідність побудови всередині гетерогенної області будь-яку хорду рівноваги. З цією метою на трикутну діаграму наносять так звану з'єднуючу лінію, як це виконано на рис. 10.7.1.

Для побудови з'єднуючої лінії використовують точки Е і R, Е1 і R1, Е2 і R2 на обох гілках ЕК і як бінодальної кривої ЕК, яка характеризує рівноважні склади.

Через точки Е, Е1, Е2 ... паралельно сторонам MG і ML діаграми проводять лінії побудови до їх перетину в точках С, С1, С2, .... як це показано на рис. 10.7.1. Проводячи через точки перетину плавну криву, знайдемо, з'єднуючу лінію СС1С2...К, котра перетинає лінію рівноваги в критичній точці змішання К.

 

 

Рис. 10.7.1. Інтерполяція хорд рівноваги.

 

Для характеристики будь-якої хорди рівноваги, яка проходить через точку R`, на правій гілці рівноважної кривої необхідно провести лінію побудови R`C`, паралельну стороні ML діаграми, до перетину зі з'єднуючою лінією в точці С` Потім з точки С` потрібно провести другу лінію побудови С`Е` паралельно стороні MG діаграми до перетину з лівою гілкою рівноважної кривої в точці Е'. З'єднавши R` і E` прямою лінією, отримаємо шукану хорду рівноваги R'E'. Знаходження хорд рівноваги з допомогою з'єднуючої лінії називається інтерполяцією хорд рівноваги.

Види трикутних діаграм

Крім типової діаграми рівноваги, яка приведена на рис. 10.8.1 зустрічаються також і інші види трикутних діаграм з двома зонами обмеженої розчинності (рис.10.8.1,а), причому ці дві зони можуть бути злитими в одну область обмеженої розчинності (рис. 10.8.1,б).

 

Рис. 10.8.1. Типи трикутних діаграм з двома (а,б) і трьома (в,г) областями обмеженої розчинності

[римськими цифрами позначені області з одною (І), двома (II) і трьома (III) рідкими фазами].

 

Можливі випадки, коли всі три компонента виявляють часткову взаємну розчинність (рис. 10.8.1,в), при чому ці три зони можуть бути з'єднані одна з одною, утворюючи систему, яку представлено на рис.10.8.1,г. На рис. 10.8.1 показано області однорідних розчинів (І), області з двома (II) і трьома (III) фазами.

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти