ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Метод равновесной перегонки из "Ректификация разбавленных растворов" Метод состоит в установлении равновесия между наром и жидкостью и аналитическом онределении состава равновесных фаз у и X. Коэффициент разделения вычисляют но уравнению (1-1) или (1-2) последнее для разбавленных растворов принимает вид (1-11). Необходимо, чтобы различие равновесных составов нара и жидкости было велико но сравнению с возможной ошибкой анализа. Поэтому использование данного метода возможно только в тех случаях, когда величина а достаточно велика и анализ фаз может быть проведен с удовлетворительной точностью. [c.15] Простейший способ осуществления метода однократного контакта—отгонка от большого объема исходной смеси небольшой порции дистиллата. Если коэффициент разделения а не слишком велик, а количество дистиллата мало по сравнению с количеством исходной смеси, можно считать состав жидкости в кубе постоянным и равным составу исходной смеси Хд. Тогда а = у/х , где у — состав дистиллата, принимаемый равным составу равновесного нара. Чтобы состав пара отвечал условию равновесия, необходимо вести испарение (перегонку) достаточно медленно , перемешивать весь объем жидкости, а также и исключить частичную конденсацию пара до выхода его из куба. Такой метод может быть использован и для определения а под высоким давлением [9]. Недостаток его — потребность в большом объеме исходной смеси. [c.15] Широкое применение получил так называемый циркуляционный метод, или метод равновесного куба , детально описанный в книге [7] и других руководствах. Из многочисленных конструкций приборов можно рекомендовать равновесный куб Бушмакина [10], изображенный на рис. 1-1. Требующийся объем смеси 40—100 мл, время для установления равновесия 30—60 мин. Примеры использования прибора этого типа для определения коэффициента разделения разбавленных растворов можно найти в работах [И, 12]. [c.15] Описанный в настоящем параграфе метод основан на функциональной связи между коэффициентом разделения и изменением состава и количества перегоняемой смеси, определяемой уравнениями равновесия и материального баланса. [c.16] Если измерить количество и состав смеси в кубе до и после перегонки, то, пользуясь вышеприведенными уравнениями, можно вычислить коэффициент разделения а. [c.16] Описываемый метод рекомендуется для определения малых коэффициентов разделения, поскольку, увеличивая степень сжатпя GJGn, можно добиться достаточно большого (для получения требуемой точности) изменения состава жидкости. [c.16] Простая техника измерения актив ности растворов описана в статье [14]. [c.17] Эта методика позволяет измерять активность растворов, содержащих изотопы с мягким р-излучением (углерод-14, сера-35, хлор-36), без перевода активного соединения в твердое состояние. Объем анализируемой пробы, необходимой для составляет 1—3 мл. [c.17] Используются торцевые счетчики МСТ-17 или СИ-2Б и стандартный радиометрический прибор, например радиометр ПСТ-100 или ПС-20. [c.17] Пробу помещают в кювету с тонким дном из слюды или полимерной пленки толщиной 2—4 мг/см. Кювету с пробой жидкости помещают непосредственно над торцевым счетчиком, расположенньш вертикально окошком кверху (рис. 1-2). Для снижения атмосферного фона счетчик с подставкой и измерительной кюветой помещают в свинцовую защиту — домик . По окончании измерений пробу сливают, кювету несколько раз промывают растворителем и высушивают, после чего кювета становится пригодной для повторного использования увеличение фона при этом не наблюдается. Фон измеряют с той же кюветой, содержащей чистый растворитель (без активного компонента). [c.17] Кроме того, перемешивание способствует устранению нерегрева жидкости, т. е. спокойному испарению. [c.19] Число оборотов мешалки выбирают экспериментально с учетом п. 2 и 3, для чего проводят предварительные опыты с различной интенсивностью перемешивания. Критерием приемлемости режима перемешивания принимают независимость наблюдаемого значения а от числа оборотов мешалки (рис. 1-4). В описываемом ниже приборе число оборотов мешалки, отвечающее этому условию, лежит в интервале 80—120 об/мин. [c.19] Описание установки и техники эксперимента для определения методом равновесной перегонки коэффициентов разделения растворов сжиженных газов при температурах 80—90 К приведено в работе [20]. Данный метод применялся также для определения а растворов, имеющих температуру плавления выше 100 °С, т. е. при высоких температурах [21]. [c.21] Разработан также прибор для определения коэффициентов разделения под давлением выше атмосферного [22], в принципе аналогичный описанному стеклянному прибору. Куб такого прибора изготовлен из нержавеющей стали и снабжен электромагнитной вращающейся мешалкой с герметичным приводом. [c.21] Изменение состава пара по ходу равновесной перегонки. [c.22] В соответствии с уравнением (1-49) или (1-50), экспериментальные данные в координатах In К— п ф при а = onst должны образовывать прямую линию, угол наклона которой равен а—1 илн (1/а)—1, а отрезок, отсекаемый иа оси ордипат, равен In а нлп in (1/а). [c.22] Для определения а по варианту метода равновесной перегонки с анализом и взвешиванием фракций пригоден прибор, показанный на рис. Г-5. [c.22] В процессе простой перегонки состав жидкости в кубе непре-рывно меняется. Экспериментально определив изменение содержания интересуюш,его нас компонента в кубовой жидкости по ходу перегонки, т. е. при изменении ф, можно построить зависимость 1п Ж или пК от 1нф, которая в обш,ем случае будет изображаться кривой линией, выходящей из начала координат. Согласно уравнениям (1-53) и (1-54), величина а—1, или, соответственно, (1/ос)—1, равна производной и может быть найдена графическим дифференцированием по экспериментальной кривой. Если в исследуемом интервале концентраций коэффициент разделения остается постоянным, зависимость 1п или 1п от 1н ф будет изображаться прямой линией с тангенсом угла наклона, равным а—1 для растворов более летучего или (1/а) — 1 для растворов менее летучего компонентов. Таким образом, если экспериментальные данные равновесной перегонки образуют прямую линию в координатах InuT—1пф, то это служит доказательством постоянства а, а тангенс угла наклона прямой дает численное значение а. [c.23] При определении коэффициентов разделения равновесной перегонки дифференцированным методом может быть использован прибор, показанный на рис. 1-5. По ходу перегонки периодически производят измерение количества и состава дистиллата. Зная начальное количество и состав раствора, а также количество и состав дистиллата, по материальному балансу нетрудно найти необходимые для расчета х,- и С (т. е. Z и ф). [c.23] Вернуться к основной статье