Федеральное агентство по образованию

Московский  государственный  университет

инженерной  экологии 

Кафедра ОФХ

Домашние  задания

ПО  коллоидной  ХИМИИ

 
 

  Физико-химические  расчеты по термодинамике  фазовых равновесий 

Вариант №21 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: Чубукова И.А.

группа  Н-43

Проверил: Мишустин А.И. 
 
 
 
 
 
 
 

Москва 2011 

Часть I. Однокомпонентные системы. Расчет теплоты испарения вещества и определение его температуры кипения по данным о давлении насыщенного пара при различных температурах 

Содержание  части 1  

1. Построение  графика 1 зависимости давления насыщенного пара заданного вещества от температуры по данным табл.1 тетради для домашних заданий.
2. Построение графика 2 зависимости логарифма давления насыщенного пара заданного вещества от обратной абсолютной температуры.
3. Определение с помощью этих графиков мольной теплоты испарения заданного вещества.
4. Определение с помощью этих графиков температуры кипения заданного вещества при заданном давлении.

 

Исходные  данные 

Вещество –  н-октан

Давление Р=1атм

Табл.1

 

1. Построение  графика 1 зависимости давления насыщенного пара заданного вещества от температуры по данным табл.1 (график построен в программах “Mathcad” и “Paint”)

 

Пересчёт  величин в единицы СИ

Т = t+273, ^o K 

P = p*133.3, Па 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

График 1

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Построение  графика 2 зависимости логарифма  давления насыщенного пара заданного  вещества от обратной абсолютной температуры

 
 
 
 

  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

График 2

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Определение с помощью графика 2 мольной теплоты  испарения заданного вещества.

 

tgα=ΔН_исп/R; 

tg α= a/b=(10.856-6.47)/(0.00356-0.00266)=4883

ΔН_исп= tg α*R=4883.3*8.31=40.58 кДж/моль 

4. Определение с помощью графика 1 температуры кипения заданного вещества при заданном давлении.

Заданное давление – 1атм=1.013Е+5 Па

 На оси  ординат находим заданное давление, проводим горизонтальную линию  до пересечения с кривой, опускаем  перпендикуляр на ось абсцисс.  Температуру кипения н-октана при давлении 1атм составляет 399 ^оК. 

Часть 2. Двухкомпонентные системы. Определение состава жидкопаровой смеси, температур начала и конца кипения жидкой смеси данного состава 

Содержание  части 2  

1. Построение  фазовой диаграммы температура─состав двойной смеси.
2. Определение температур начала и конца кипения жидкой смеси заданного состава.
3. Определение состава первых порций пара в начале кипения.
4. Определение состава жидкой и паровой фаз данной смеси при заданной температуре Т₀ и определение соотношения количеств этих фаз по правилу рычага.
5. Ответ на вопрос: можно ли для смеси заданного состава получить, путем дистилляции, чистый второй компонент и если нет, то почему?

 
 

Исходные  данные:

Cмесь – вода-пиридин

Состав  смеси (X1)=0.9

t=95^oC 

 

1. Построение  фазовой диаграммы температура─состав двойной смеси (график построен в программах “Mathcad”, “Paint”)

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

График 3  
 
 
 

2. Определение температур начала и конца кипения жидкой смеси заданного состава (см. график 3)

 

T_н=94.38 ^оС

Т_к=98.34 ^оС 

3. Определение состава первых порций пара в начале кипения.

Состав первых порций пара определяется по абсциссе точки пересечения горизонтальной

прямой, соответствующей  температуре начала кипения заданной смеси Т_н, с кривой пара.

 У =77.5 

4. Определение состава жидкой и паровой фаз  данной смеси при заданной температуре  Т₀ и определение соотношения количеств этих фаз по правилу рычага.

 

Соотношение количеств паровой и жидкой фаз:

     n_п/n_ж=ВС/АВ 

           ВС/АВ=(94.5-90)/(90-77.5)=0.36

     

           Cостав жидкой фазы Х(То)=94.5

           Состав паровой фазы У(То)= 77.5 

5. Из смеси  данного состава можно выделить чистый второй компонент (пиридин).