ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методы исследования равновесия между жидкостью и паром при повышенных давлениях и низких температурах из "Равновесие между жидкостью и паром Книга 1" Для исследования равновесия при не очень высоких давлениях Отмер предложил [2 ] конструкцию циркуляционного прибора, изготовленного из нержавеющей стали (рис. 17). [c.31] Куб прибора представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд 1, снабженный вынос-НЫЛ1 кипятильником 2. По внутренней трубе 5, в которую вставлен термометр 4, пар поступает в конденсатор 5. Конденсат стекает в приемник 6, который нижней частью соединен с охлаждаемым гидравлическим затвором 7, предназначенным для поддержания постоянного уровня жидкости в приемнике конденсата. Для выравнивания давления в гидравлическом затворе и приемнике конденсата они соединяются трубкой . [c.31] Достоинства и недостатки обычного прибора Отмера характерны и для описанной конструкции прибора, предназначенного для работы под давлением. Дополнительное затруднение заключается в том, что с увеличением давления возрастает растворимость инертного газа в псследуемой смеси. Поэтому описанный прибор можно применять лишь при сравнительно небольших давлениях (до 15 атм.). [c.31] При отборе пробы паровой фазы давление в ампуле падает, что может явиться источником погрешностей. Влияние этого фактора тем больше, чем больше объем отбираемой пробы. Количество пробы зависит от методики анализа смесей. При прочих равных условиях объем отбираемой пробы уменьшается с повышением давления и соответственно с этим уменьшается возможная погрешность за счет отбора пробы. Поэтому такой метод исследования обычно применяется при высоких давлениях. Следует иметь в виду, что применяя методы анализа, требующие очень небольших проб, этот метод можно использовать и для исследования равновесия также прп средних и даже низких давлениях. [c.32] Важнейшим требованием к описанному методу исследования равновесия является идеальная герметичность прибора. Даже незначительные утечки газа недопустимы. Для достижения одинаковой температуры во всем криостате находящаяся в нем жпдкость должна перемешиваться. [c.32] Шток клапана 8 уплотняется с помощью сальника 9 и гайки 70 и перемещается при вращении в неподвижном диске 11, спабженном резьбой. [c.33] В прибор, предварительно откачанный под вакуумом, подается такое количество смеси, чтобы при вертикальном положении уровень жидкости находился приблизительно на середине высоты средней камеры. [c.33] Установка для исследования равновесия при низких температурах и давлениях, мало отличающихся от атмосферного, основанная на использовании метода однократного испарения, описана в работе [ ]. [c.34] Ничтожное количество смеси, требующееся для определения ее состава при использовании метода газовой хроматографии, простота и надежность этого метода анализа открывают новые возможности перед техникой экспериментального исследования равновесия между жидкостью и паром. По-видимому, впервые метод исследования, основанный па использовании газовой хроматографии, был предложен Л. С. Кофманом с сотрудниками [ ]. [c.36] Схема прибора изображена на рис. 22. Ампула 1 с присоединенным к ней ртутным манометром 2 и приспособлением для отбора пробы 3 погружают в термостат 4. Последний заполнен жидкостью, поступающей из ультратермостата. После загрузки жидкой смеси в ампулу из системы удаляется инертный газ (воздух). Для этого ампула погружается в сосуд Дьюара с жидким азотом, открываются краны -5 и и система эвакуируется с помощью вакуум-насоса. Д.ля удаления воздуха, растворенного в загруженной жидкости, ее постепенно размораживают при закрытом вентиле 5. При этом в манометре 2 создается перепад давления. Затем ампулу вновь погружают в сосуд Дьюара с жидким азотом. Если воздух удалей не полностью, то после охлаждения ампулы в манометре 2 сохранится перепад давления. Операцию эвакуирования повторяют до тех пор, пока ртуть в обоих коленах маиодхетра 2 не установится на одном уровне. Наибольшую трудность представляет удаление воздуха в тех случаях, когда при понижении температуры (вследствие уменьшения растворимости) образуется верхний слой, обладающий высоким давлением пара. В таких случаях необходимо пользоваться удлиненным манометром 2. [c.36] После удаления из системы инертного газа температура смеси, находящейся в ампуле, постепенно повышается. При этом через вентиль 7 подается инертный газ (азот или воздух) так, чтобы ртуть в обоих коленах манометра 2 находилась на одинаковом уровне. По достижении заданной температуры отбирается проба пара для хроматографического анализа, и с помощью присоединенного к системе основного манометра (на рис. 22 не показан) определяется давление пара. [c.37] При давлении пара, не превышающем 2—3 ата, рекомендуется пользоваться прибором цельнотянутым из стекла, однако допустимо применение и разъемных деталей. При давлениях до 6—7 ата буферная колба 8, гребенка 9 и игольчатые вентили 5—7 должны быть изготовлены из металла. Перемешивать жидкость лучше всего с помощью магнитной мешалки. [c.37] При давлениях больше 7 ата ампулу и все остальные детали рекомендуется изготовлять из металла. Исследуемый раствор следует вводить в ампулу из дозатора через штуцер, снабженный вентилем. Манометр 2 в этих случаях должен изготовляться из капиллярной стеклянной трубки и армироваться. [c.37] Важной деталью установки является приспособление для отбора пробы паровой фазы. При невысоких (до 3 ата) давлениях проба отбирается медицинским шприцем через пробку из самозатягиваю-щейся резины, например из бутилкаучука. Прп более высоких давлениях пробу следует отбирать специально герметизированным рассчитанным на высокое давление шприцем илн дозатором (емкостью 0.2—0.5 мл) с двумя вентилями, схема которого изображена на рис. 23. Игольчатый вентиль А соединен патрубком 1 с ампулой, а вентиль В с капиллярной трубкой С. Для отбора пробы вентиль А открывается. Затем вентиль А закрывается, и открыванием вентиля В проба редуцируется в трубку С, из которой отбирается через диафрагму О обычным шприцем. [c.37] Прибор (рис. 25) представляет собой небольшую коническую колбу 1 с краном 2, в пробке которого имеется углубление 3 объемом около 0.5 мл. [c.38] Для термодинамической проверки и обработки опытных данных о равновесии между жидкостью и паром необходимо знать давления паров чистых компонентов и смесей. Если при исследовании равновесия давление поддерживается постоянным, то задача сводится к правильному измерению температуры кипения смесей. Это предусматривается в современных конструкциях приборов для исследования равновесия. Если условия равновесия определяются при постоянной температуре, то требуется определить давление паров смесей при этой температуре. [c.41] Давление паров и температура кипения чистого вещества или смеси — взаимно связанные величины. Эта связь определяется физико-химическими свойствами исследуемой жидкости. Для установления этой связи можно использовать два метода 1) измерять температуру кипения при определенном давлении и 2) определять давление паров при заданной температуре. Первый метод получил название динамического, а второй статического. В принципе оба метода равноценны. Однако в методическом отношении и по технике экспериментальной работы эти методы сильно различаются. В каждом конкретном случае методика исследования выбирается с учетом этих различий и специфических свойств изучаемой систвхмы. [c.41] Если поместить термолгетр для измерения температуры кипения в паровую фазу, то появ.ляется возможность погрешности за счет частичной конденсации пара на термометре. Это обстоятельство не играет роли только при измерении температуры кипения чистых веществ. При измерении же температуры кипения смесей возможная погрешность тем больше, чем больше разница температур кипенпя чистых компонентов. [c.42] Вернуться к основной статье