ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Термодинамика растворимости вещества в сжатых газах из "Фазовые равновесия в растворах при высоких давлениях Издание 2" Применение предельного уравнения (111.21) в области конечных концентраций может, однако, привести к весьма существенным ошибкам. [c.107] В случае газовых растворое значения А в уравнении (111.20) для растворимости вещества в газе, к сожалению, неизвестны. При взаимной перемене индексов фаз это уравнение передает растворимость чистого газа в жидкости. Для раствора азота в бензоле коэффициент А равен 45 ООО см атм при 25°, и ошибка при вычислении разности объемов и Г — иг составит, при применении уравнения (111.21) вместо уравнения (111.20), 7,6% при мольной доле растворенного азота, равной 0,05. [c.107] До последнего времени вычисление объемов по зависимости растворимости от давления редко проводилось на практике однако вычисление теплоты растворения по температурной зависимости раство римости весьма распространено. [c.107] Если растворимость, например твердого вещества в жидкости, мала, то на практике для вычисления теплоты растворения вещества в его насыщенном растворе обычно пользуются предельным уравнением (III.23). При больших значениях коэффициента А применение предельного уравнения (III.23) в области даже малых концентраций может привести к очень крупным ошибкам. [c.108] Ввиду того, что значения коэффициента А для растворов жидкостей (твердых тел) в сжатых газах неизвестны, приходится положить в основу термодинамического анализа явлений растворимости предельное уравнение (III.21) вместо более точного уравнения (III.20). Анализ окажется тем более правильным, чем меньше растворимость вещества в газе. [c.108] Уравнение (II 1.21) показывает, что зависимость растворимости вещества в газе от давления полностью определена зависимостью от давления мольного объема чистого вещества в конденсированном состоянии, а также парциального мольного объема вещества в его бесконечно разбавленном газовом растворе. [c.108] Кривая растворимости вещества в газе (в данном случае кривая 1п N2 — Р) начинается при давлении, равном упругости насыщенного пара исследуемого вещества. При этом давлении мольная доля вещества в его газовом растворе равна единице. [c.108] При малых значениях упругости насыщенного пара вещества растворимость его становится малой уже при низких общих давлениях. При этих же давлениях и 2, т. е. парциальный мольный объем вещества в его бесконечно разбавленном газовом растворе, гораздо больше из — мольного объема вещества в конденсированной фазе. По порядку величии 02 приближается к мольному объему идеального газа. Поэтому производная 51п Л г/(5Р должна быть отрицательной величиной (большой по абсолютному значению), так что кривая lnN2 Р должна вначале быстро падать с увеличением давления. [c.108] Среди ряда факторов, определяющих давление, при котором растворимость вещества в сжатом газе становится минимальной, большую роль играет величина мольного объема вещества в конденсированном состоянии. Чем больше эта величина, тем больше оснований ожидать, что минимум растворимости вещества в газе будет сдвинут в сторону низких давлений. Так, например, вследствие большой величины мольного объема четыреххлористого углерода (100,2 см при 50° и 1 атм) миниму.м растворимости этого вещества в азоте при 50° отвечает давлению всего лишь 100 атм (см. рис. 30). [c.109] Природа газа также влияет на положение минимума растворимости. Так, минимум растворимости четыреххлористого углерода в сжатом водороде при 50° наступает только при 300 атм (см. рис. 31). [c.109] При растворении в газе вещества, обладающего большим мольным объемом (в конденсированном состоянии), минимум растворимости, как уже указывалось, приходится на сравнительно низкие дав,ления. При этих давлениях основную роль в газовой фазе играют силы притяжения, стремящиеся уменьшить объем газовой фазы. Естественно, что повышение давления тоже вызывает уменьшение объема. Поэтому за минимумом растворимости при дальнейшем возрастании давления, вследствие обеих этих причин, действующих в одном направлении, нужно ожидать продолжающегося уменьшения парциального мольного объема вещества в его бесконечно разбавленном газовом растворе. Парциальный мольный объем может стать значительно меньше мольного объема вещества в конденсированном состоянии. [c.110] При своем медленном увеличении с повышением давления парциальный мольный объем вещества в его бесконечно разбавленном газовом растворе может снова стать больше мольного объема вещества в конденсированном состоянии. Тогда при V-2, — v на кривой in N г — Р появится максимум растворимости, обнаруженный Д. С. Циклисом для растворимости жидкой двуокиси серы в сжатом азоте (см. рис. 28). [c.111] Однако при дальнейшем увеличении давления плотность газового раствора приближается к плотности жидкого раствора. Те сведения, какие мы имеем о зависимости парциального мольного объема вещества в его жидком растворе, показывают, что парциальный мольный объем уменьшается при возрастании давления (см. рис. 24, 25). Если подобная зависимость осуществляется и для газового раствора при высоких давлениях, то на кривой 1п — Р появится вторая точка перегиба, после которой эта кривая станет выпуклой к оси давлений. [c.111] Уменьшение ьг при увеличении давления, вплоть до значений, гораздо меньших, чем v , прохоадение через минимум и увеличение v-2 при дальнейшем повышении давления подтверждаются экспериментальными данными 3 для растворов бензола в азоте, водороде и метане при 25° и 50° и давлениях до 500 атм. [c.111] Парциальный мольный объем растворенного в газе вещества является показателем тех изменений, какие происходят в газовом растворе при возрастании давления от очень низких его значений до очень высоких. [c.111] Явление растворимости веществ в сжатых газах приобретает большое практическое значение в связи с применением высоких давлений в химической и нефтяной промышленности. Так, можно осуществлять растворение в сжатых газах жидкостей, например нефти 35, для увеличения степени ее извлечения из месторождений можно производить перегонку мало летучих веществ, раз-гонку близко кипящих жидкостей, разделение постоянно кипящих (азеотропных) смесей и т. д. [c.112] Растворимость даже мало летучих при обычных условиях веществ в сжатых газах, например смазочных масел заставляет значительно серьезнее, чем ранее, оценить трудности очистки газов от вредных примесей. Выяснились причины загрязнения сжатых газов смазочным маслом — к механическому увлечению смазочного масла из компрессора прибавилась еще растворимость его в газе при высоких давлениях. [c.112] Явление растворимости веществ в сжатых газах представляет и крупный теоретический интерес. Влияние давления на поведение растворов лучше всего изучать на газовых растворах, в которых при повышении давления происходит непрерывный переход от смеси почти идеальных газов к растворам, приближающимся по своим свойствам к жидким растворам. [c.112] Вернуться к основной статье