3. Критические параметры для уксусной кислоты при Ттк = 414,55 К
|
будут равны: |
|
|
|
|
|
Структурные |
Число |
Д Г ,К |
А р , |
Д у , |
|
группы |
групп |
атм |
см3моль' |
|
|
|
СН3 |
|
|
|
1 |
0,020 |
0,227 |
55 |
|
СН2 |
1 |
0,020 |
0,227 |
55 |
|
СООН |
1 |
0,085 |
0,400 |
80 |
|
|
I |
0,125 |
0,854 |
190 |
Гнтк/Гкр = 0.567 - (1ДГ)2 = 0,567 + 0,125 - 0,1252 = 0,677;
т_ 414,55
612,33 к -
кр " 0,677 |
|
|
|
Р — , |
М_____ _ |
74 |
атм. |
Р“ Е д р + 0,34f |
1,425 ' 51'92 |
|
Для пропионовой кислоты М = 74.
VKp = 40 + Z Дv- = 40 +190 = 230 см3моль*‘
Табличные данные: 7^р = 612,15 К; ^ р = 53,0 атм; VKp = 230
|
см3мольч |
|
|
|
|
|
|
4. Для гексен-1 |
Тнтк = |
336,53 |
К. Групповые критические параметры |
|
следующие: |
|
|
|
|
|
|
Структурные |
Число |
А т , к |
А р , |
Д у , |
|
группы |
групп |
атм |
см3моль" |
|
|
|
СН3 |
|
1 |
0,020 |
0,227 |
55 |
|
СН2 |
|
3 |
0,020 |
0,227 |
55 |
|
=СН2 |
|
1 |
0,018 |
0,198 |
45 |
|
=СН- |
|
1 |
0,018 |
0,198 |
45 |
|
|
|
I |
0,113 |
1,304 |
310 |
|
Приведённые и критические параметры равны: |
|
|
Т нтк/Т ’кр =0,567 + 0,113-0,1132=0,668; г 33*53 = 503J К. |
|
|
|
|
|
F |
0,668 |
|
= |
84 |
= ^ |
_ 31 08 а™ |
|
|
|
(1,304 +0,34)2 |
2,702 |
|
|
|
= 40 + £ Ду = 40 + 310 = 450 см3моль
|
Табличные данные: 7^р = 504,0 К; Ркр = 31,1 атм. |
|
|
5. Для |
1,3,5-триметилбензола имеем (7 ,нтк |
=473,65 К) |
следующую |
сумму поправок: |
|
|
|
|
|
|
|
Структурные |
Число |
Д-г, к |
|
А р , |
|
Д у . |
|
группы |
групп |
|
|
атм |
см3моль-1 |
|
СНз |
|
|
|
|
|
|
3 |
0,020 |
|
0,227 |
|
55 |
СН (кольцо) |
|
3 |
0,012 |
|
0,192 |
|
46 |
=С< (кольцо) |
|
3 |
0,011 |
|
0,154 |
|
36 |
|
|
|
|
I |
0,129 |
|
1,919 |
|
411 |
|
Откуда получим численные значения приведённых и критических |
параметров: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
=0,567 |
+ |
0,129 |
- |
0Д292 |
= |
0,6784; |
Гкр = 473^65 _ 698Д к. |
|
|
|
|
|
|
кр |
0,6784 |
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
- |
М |
|
120 |
|
120 |
|
|
|
|
|
|
|
= 23,51 атм- |
|
мер |
(Х Д р+0,34)2 |
(1,919 + 0 ,34)2 |
|
|
|
|
5,103 |
|
|
|
V |
= 4 0 + 416 = 451 см3моль 1 |
|
|
|
|
|
Табличные данные: |
7 ^ ,= |
654,75 К; |
Ркр= 33,0 атм; УКр = 430 |
см3моль-1.
6. Для пропилбензола (СбН5С3Н7) Тнтк =425,65 К, сумма поправок равна:
|
Структурные |
Число |
А р , к |
А р , |
Д у > |
|
группы |
групп |
атм |
|
|
см3моль~' |
|
СНз |
2 |
0,020 |
|
0,227 |
55 |
|
-СН (в кольце) |
5 |
0,011 |
0,154 |
37 |
|
=С-С |
1 |
0,011 |
0,154 |
36 |
|
>С-Н |
1 |
0,012 |
0,210 |
36 |
|
|
I |
0,118 |
1,588 |
367 |
Критические параметры равны: |
|
|
|
т /т = 0,567 |
+ |
0,118 |
0,1182 |
= |
0,671: |
1 НТК ' 1 кр |
|
|
|
|
|
|
425,65 |
К. |
|
|
|
|
|
.п = --------- = 634,3 |
|
|
|
|
|
0,671 |
|
|
|
|
|
|
р _______М_____ - |
_ 09 атм. |
KP“ ( S \ +0,34Г « I? |
' 8 |
VKp = 40 + 367 = 407 см3мольч
Табличные данные: 7^р = 635,9 К; /^р = 32,0 атм; VK^ = 407
аЛюль' 1
7. Для пентен-1, Тт к =303,35 К, суммы поправок имеют следующие
величины: |
|
|
|
|
Структурные |
Число |
А т , к |
АР< |
V |
группы |
групп |
|
атм |
см3моль' |
|
|
|
СН3 |
1 |
0,020 |
0,227 |
55 |
-СН (в кольце) |
2 |
0,020 |
0,227 |
55 |
-СН2- |
1 |
0,018 |
0,198 |
45 |
-СН= |
1 |
0,018 |
0,198 |
45 |
=СН2 |
I |
0,096 |
1,077 |
255 |
Критические параметры равны:
Ттк / Гкр = 0,567 + 0,096 - 0,0962 = 0,654;
7U = 303Д5 _ 463,8 к.
р |
___ ____ |
______ _____ |
70 |
Кр |
(Е А р + 0 ,3 4 )2 |
(1,077 + 0,34)2 |
= 34,87 атм- |
2,007 |
VKp = 40 + 255 = 295 см3моль''
Табличные данные: 7^р = 464,8 К; РКр = 40,0 атм; VKp = 407
см3моль~'
8. Для (CH3)3N температура кипения при нормальных условиях равна
Тнтк = 276,65 К. Значения суммы поправок для критических параметров
|
следующие: |
|
|
|
|
|
Структурные |
Число |
Д г ,к |
А р , |
Ау , |
|
группы |
групп |
атм |
смзмоль |
|
|
|
СН3 |
3 |
0,020 |
0,227 |
55 |
|
-N< |
1 |
0,014 |
0,170 |
42 |
|
|
I |
0,074 |
0,851 |
207 |
Откуда критические параметры равны:
■^нтк f Ткр ““0,567 + 0,074 —0,0742 = 0,636;
= 27^65 |
к |
кр 0,636 |
|
М |
59 |
Ар —- |
к- = г-— = 40,60 атм- |
7------------ |
(ZA/,+0,34f 1,418
W (CH3)3N = 5 9 ‘
Д^/ = 40 + 207 = 247 см3моль_|
Опытные данные: 7 ^ = 433,3 К; /^ р = 40,2 атм.
9.Бензол имеет следующие критические параметры: ^ р = 48,6 атм;
=502,7 К; ZKp =0,274.
а) По методу Лидерсена: в молекуле бензола содержится 6 =С< групп с величиной Ду =36-
Тогда Укр=6-36=216 см3
гу |
Р .V |
|
1 кр Ккр |
|
б) По формуле |
= ----------- критический объём равен: |
|
Я-Гкр |
|
У _ ZKp-R-TKp 0,27482065027 |
см |
•'кр |
=2325 |
1кр 4^6 Расхождение составляет:
ДУкр=238-216= 165 см-’;
или
% = 1 ^ 1 0 0 = 7,67% . 216
10.7.Расчёт летучестей по приведённым параметрам
10.7.1.Решение задач
|
1. Для определения |
/ с 2/ / 6 при Т = 500 К и Р = 100 атм по известным |
|
7^р —305,5 К; |
— 48,2 атм вычисляем приведённую температуру Т и |
|
приве-дённое давление 71: |
|
|
|
|
Т |
500 |
|
аII |
|
|
т = — |
= ------=1,636’ |
|
|
Р |
4$2 |
|
р |
3055 |
|
|
|
*кр |
|
тк |
|
|
|
Для этих параметров |
по рис. 10.6, 10.7 а, б, в, г и д и 10.8 |
|
определяем у = 0,89. Откуда / |
= у . р = 0,89 • 100 = 89 атм. |
Приведенное давление, п
Рис. 10.6. Коэффициент активности газов ниже критической температуры
т< 1.
2. Аммиак находится при 7= 473,0 К и Р = 100 атм и занимает объём 0,3109 л. Критические параметры равны: Т^р = 405,6 К; i^p = 111,5 атм.
а) |
Р2 __ |
1002 |
атм. |
f |
~ R T ~ 0,08206 • 473,0 |
= 80,09 |
|
V |
0,3109 |
|
б) я - J 2 °- = O,986; |
Т = 1,166. |
111,5
По рис. 10.8. Y =0,82. Откуда: f = у - Р =0,82-100 = 82 атм.
3. Приведённые параметры: |
150 =7,211’ |
я=- |
^кр+8 |
128+8 |
Т580
По приведённым параметрам и рис. 10.8 получаем у = 1,51
и
/= 1,51-150 = 226,5 атм.
Вгазообразном водороде при данных условиях преобладают силы отталкивания между молекулами над силами притяжения.
4.Приведенные параметры:
Р200_ 4,366;
Я> к„~458"
По приведённым параметрам и рис. 10.7: 7 = 0,6.
Откуда:
/= 0,61-200 = 112 атм.
При этих условиях между молекулами СН4 преобладают силы притяжения над силами отталкивания.
5.Приведенные параметры равны:
Л,=— = ° ’021;
1 |
458 |
_ 150_ 3,275; |
^ |
458 |
т=300= 1,570. |
|
191 |
По рис. 10.8 получаем у и рассчитываем /: |
Yi = 0,99; |
/1 = 0,99 атм |
Yz = 0,81-; |
/2 = 0,81-150= 121,5 атм |
Изменение энергии Гиббса по соотношению/равно:
AG, |
= Д Л п ^ . = 8,314- 3 0 0 1 n ^ ^ = 11997 Дж-моль’ 1. |
1 |
f i |
0,99 |
По соотношению давлений изменение энергий Гиббса равно:
AG2 =8,3143001п— = 12497 Дж-моль'1. 1
Разность энергий Гиббса равна:
AG2 - AG, = 12497 -11997 = 500,5 Дж-моль"1.
Следовательно, при расчёте изменения энергии Гиббса по соотношению летучестей затраченная максимально полезная работа
AG = —W меньше, чем при расчёте её по соотношению давлений.
10.8.Расчёт летучести по коэффициенту сжимаемости
10.8.1.Решение задач
1.Для бензола по данным Приложения 1 - Z Kp = 0,274; Ркр = 48,6 атм;
Гкр = 502,7 К. По условию задачи газообразный бензол находится при Т
= 502,7 К; Я = 97,2 атм. |
|
|
|
|
Приведённые параметры равны: |
|
|
Р |
97,2 |
9. |
Т |
5027 |
1 |
Ркр |
4$6 |
’ |
Т Гкр |
5027 |
|
а) По рис. 10.7 б для Z Kp = 0,27 получим у =0,39. Откуда: |
|
/ |
= |
у . Р =37,90 атм. |
|
|
б) По приведённым параметрам по рис. 10,8 имеем: у =0,39.
/= у • Р = 37,90 атм.
Данные двух методов по численному значению летучести совпадают.
2. Я-пропиловый спирт характеризуется следующими критическими параметрами: ГКр =537,2 К; Р Кр =50,2 атм; Z Kp =0,252. Внешние
условия: Т = 620 К; Р = 90 атм.
а) Критические параметры и у :
т = 1,154; 71 = 1,792.
По рис. 10.7 б имеем:
у = 0,685; / = 50,2-0,685 = 34,38 атм. б) По приведённым параметрам, рис. 10.8:
657
Y = 0,675; / = 50,2 0,675 = 33,88 атм.
Рис. 10.7 а. Коэффициенты летучести |
|
инднви-дуальных жидкостей и газов при |
Рис. 10.7 б. Коэффициенты летучести |
ZKT= 0,23. |
индиви-дуальных жидкостей и газов |
|
при ZKp = 0,25. |
Рис. 10.7 в. Коэффициенты |
летучести |
индиви-дуальных жидкостей и |
газов при Рис. 10.7 в. Коэффициенты летучести |
ZKp = 0,27. |
индивидуальных жидкостей и газов при |
|
ZKp = 0,27. |
Рис. 10.7 в.Коэффициентылетучестииндивидуальныхжидкостейи газовпри =0,29.
Ис10.8. Зависимость коэффициента активности газов от приведённых давления и температуры.
Рис. 10.9. Коэффициент активности газов в области средних температур т - от 1 до 3,5.
коэффициент активности газов выше критической температуры т " оТ
