1240

4)каким компонентом обогатится неразгонная (азеотропная)

смесь, перегоняемая при t > 50, если согласно правилу Вревского

при повышении температуры такая смесь обогащается компонен­ том, который обладает большей теплотой парообразования.

3.При помощи правила рычага находим, что Р « 340 мм (точ­ ка Ь).

4.Так как в условии примера теплоты парообразования не даны, для ответа на поставленный вопрос обращаемся к рис. 50;

из него следует, что при Г = 50 дихлорэтан является более летучим' компонентом, чем спирт; поэтому температура кипения спирта выше температуры кипения дихлорэтана. Из этого, в свою очередь, следует, что и теплота парообразования спирта выше теплоты па­ рообразования дихлорэтана [см. уравнение (V,4)]. Таким образом, точка К при повышении температуры должна смещаться вверх и

вправо, что подтверждается экспериментальными данными; однако очевидно, что азеотропная смесь будет лишь незначительно обо­ гащаться спиртом..

Задачи

Определить точность расчета при помощи указанных коэффи­ циентов для NCH^OCHJ, = 0,1882 и Nсн,(осн,), = 0,3588, если по

опытным данным парциальные давления компонентов над раство­ ром равны соответственно 287,7 и 307,3 мм. Давление пара чистого

3. Оценить точность расчета, если контрольные опыты дали сле­ дующий результат:

^CHjfOCH,),^-^ = 489,5

и

^лгсн,(осн,)^=о.б394 = 530,0 мм

3. При / = 15 давления насыщенного пара жидкого хлористого этила и жидкого диэтилового эфира равны соответственно 837 и 362 мм, а давления пара растворов, в которых NC,H,CI = 0,196 и

0,920, равны 512 и 822 мм.

Можно ли считать, что этот раствор при указанных концентра­ циях обладает свойствами бесконечно разбавленного раствора, если точный расчет дает Рс,н,а=772 (при /VC,H.CI=0,92) и Яс,н.ос,н,= = 303 мм (при /VC,H,CI = 0,196)?

4.Показать при помощи уравнения (VIII, 1), что в тех слу­ чаях, когда зависимость давления пара данного компонента от состава является линейной, линия для второго компонента также будет прямой (в том же интервале составов).

5.Показать при помощи уравнения (VIII, 1), что изотерма об­ щего давления не может иметь точек перегиба.

6.Найти давление пара над раствором, содержащим 20 вес. % р-ксилола, 30 вес. % л-ксилола ц 50 вес. % я-ксилола, если ра?-

и для раствора (II), богатого вторым компонентом,— по уравнению

2) вывести уравнение для расчета состава равновесной смеси считая, что для паров справедлив закон Дальтона.

Р е ш е н и е . 1. Так как для сопряженных растворов, в соответ­ ствии с правилом Коновалова, парциальные давления обоих ком­ понентов одинаковы, на основании уравнений (VIII,6) и (VIII,7):

Р е ш е н и е . Вычисляем мольные доли анилина в соп р я ж ен н ы х растворах:

в растворе, богатом водой:

7,18/93,12

>0,0148

7,18/93,12 + 92,82/18,02

в растворе, богатом анилином:

89,7/93,12

= 0,6276

89,7/93,12+10,3/18,02

По уравнениям (б) и (а), найденным при решении предыду­ щего примера, находим

Принимая, что для рас­ твора анилина в воде дав­ ление пара анилина можно подсчитать по уравнению (VIII, 7), а давление пара во­ ды — по уравнению (VIII,6), вычисляем общее давление пара:

точками е и d и проведя вертикальные линий, соответствующие кон­

центрациям насыщенных растворов, находим точки, отвечающие парциальным давлениям воды и анилина над сопряженными рас­ творами (точки f ag) . Вдоль линий Af и Bg парциальные давления

воды и анилина убывают до пределов взаимной растворимости этих жидкостей. В насыщенном растворе анилина в воде( точка f)

парциальное давление воды равно 750 мм; в насыщенном растворе воды в анилине (точка g) парциальное давление анилина равно

примерно 28 мм. Так как парциальные давления компонентов над сопряженными растворами равны, то парциальное давление ани­ лина над его раствором будет равно 28 мм, а парциальное давление воды над ее раствором в анилине — 750 мм. Поэтому из точек g и f проводим горизонтальные линии до пересечения с вертикаль­

ными линиями, отвечающими концентрации насыщенных раство­ ров, и получаем точки i и к. Следовательно, линии Afie и dkgB

изображают соответственно парциальные давления воды и ани­ лина.

Общему давлению отвечает линия АаЬВ\ над смесью насыщен­

ных растворов оно равно

750 + 28 = 778 мм

4.На основании данных, приведенных в условии примера 2,

ваться уравнениями (в) и (г), выведенными при решении при­ мера 1, и результатов решения примера 2.

Р е ш е н и е . Указанные уравнения в данном случае примут вид

______________P C,H,NH, • (AfCt H,NH,)u -_____________

где (Ср)с н сн —средняя удельная теплоемкость толуола в интервале 20 — 84 °С;

Подставляя в это уравнение приведенные в условии примера данные, получаем

Д Я , — 100 • 0,41 • 64 + 100 - 100 = 12 624 ккал/кг

Источниками теплоты служат конденсирующийся водяной пар и неконденсирующийся водяной пар, переходящий в приемник ди­ стиллята.

1 кг неконденсирующегося пара отдает теплоту

ние пара фурфурола (С5Н4О2) — 20 мм.

Определить давление пара над системой, содержащей 50% фур­ фурола, если его растворимость в воде при указанной температуре равна 12,1 вес.%, а растворимость воды в фурфуроле — при­ мерно 9,2 вес. %.

выражаются следующими данными:

Давления насыщенного водяного пара:

1. При какой температуре будет перегоняться смесь воды с «-ксилолом, если в аппарате поддерживается давление 400 мм?

2. На сколько градусов надо понизить температуру, чтобы пе­ регонку можно было вести под уменьшенным вдвое давлением?

5.Найти по результатам решения задачи 4 содержание .«-кси­

лола (в вес. %) в дистилляте при перегонке его с водяным паром при Р = 400 мм.

6.Фенол очищают от примесей путем перегонки с перегретым

водяным паром при t = 139 и Р = 750 мм.

1. Чему равен расход пара при перегонке 100 кг фенола, если

задачи, если пары выходят из перегонного куба охлажденными до 121,4 °С, при этой температуре давление паров фенола равно 100 мм.

Объяснить полученный результат.