- •1. Какие современные методы применяют для разделения жидких однородных смесей?
- •2. На каких свойствах жидких смесей основаны методы их разделения?
- •3. Какие смеси разделяются на отдельные компоненты с помощью перегонки и ректификации?
- •4. Назовите основные законы фазового равновесия.
- •5. В чем заключается сущность закона Рауля?
- •6. В чем заключаются различия в поведении идеальных и реальных жидких смесей?
- •7. Какие смеси подчиняются закону Рауля?
- •8. Что представляет собой простая перегонка? При разделении каких смесей ее применяют?
- •9. Что такое простая и сложная перегонка?
- •10. С какой целью в простой перегонке применяют дефлегмацию?
- •11. Объясните физический смысл явления дефлегмации.
- •12. В чем заключается принцип разделения смесей ректификацией?
- •1 3. Запишите уравнения материального баланса процесса ректификации.
- •14. Какие допущения принимают при расчете процессов ректификации? Как строят рабочие линии ректификации? Основные допущения при построении рабочих линий
- •1 5. Объясните устройство и принципы работы ректификационной колонны.
- •Принцип работы
- •16. Какие диаграммы используют для описания условий равновесия разделяемых смесей?
- •17. Какие смеси называют азеотропными?
- •18. Как осуществляется разделение смесей, которые имеют близкие значения температуры кипения?
- •19. Что называют флегмовым числом?
- •20. Как определяют рабочее флегмовое число?
- •21. Как изменяются количество дистиллята и его концентрация при увеличении флегмового числа?
- •22. Как влияет флегмовое число на энергетические затраты и размеры ректификационной колонны?
- •23. Как на практике можно изменять флегмовое число на работающей установке?
- •24. Как рассчитывают число тарелок и высоту ректификационной колонны?
- •25. Что понимают под названием "теоретическая тарелка"?
- •26. Что называется укрепляющей и исчерпывающей частями ректификационной колонны?
- •27. Назовите основные типы тарелок. Приведите их сравнительные характеристики.
- •2 8. Назовите основные виды насадок. Какие требования предъявляются к насадке?
- •2 9. Укажите различия ректификационных установок периодического и непрерывного действия.
- •30. Можно ли разделить многокомпонентную смесь в установке с одной колонной?
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ КУРСОВЫХ ПРОЕКТОВ
1. Какие современные методы применяют для разделения жидких однородных смесей?
1. Абсорбция – избирательное поглощение компонентов газовой смеси жидким поглотителем (абсорбентом).
2. Адсорбция – избирательное поглощение газов, паров или растворенных в жидкости веществ поверхностью пористого твердого тела (адсорбентом). Разновидностью адсорбции является ионный обмен, основанный на способности некоторых твердых веществ (ионитов) обменивать свои подвижные ионы на ионы растворов электролитов.
3. Десорбция – процесс обратный абсорбции и адсорбции, т.е. процесс, направленный на выделение поглощенных жидкостью или твердым телом компонентов газовой смеси.
4. Перегонка и ректификация – частичное или полное разделение гомогенных жидких смесей на компоненты в результате различия их летучести и противоточного взаимодействия жидкости и пара.
5. Экстракция (в системе жидкость-жидкость) – извлечение вещества, растворенного в жидкости, другой жидкостью, практически не смешивающейся с первой.
6. Экстрагирование (в системе твердое тело-жидкость) – извлечение вещества из твердого пористого тела с помощью растворителя.
7. Кристаллизация – выделение твердой фазы в виде кристаллов из пересыщенных растворов или расплавов.
8. Растворение – переход твердой фазы в жидкую, т.е. процесс обратный кристаллизации.
9. Мембранные процессы – разделение жидких и газообразных смесей на составляющие компоненты с использованием полупроницаемых перегородок. Под мембранами в широком их понятии называют фильтрующие перегородки с размерами пор, приближающимися к размеру молекул.
2. На каких свойствах жидких смесей основаны методы их разделения?
Разделение смесей основано на различии физических свойств её отдельных компонентов. При разделении смесей на чистые вещества необходимо учитывать их индивидуальные свойства, которыми они обладают и сохраняют в составе смесей.
Способ разделения |
Характеристика разделяемых смесей |
Примеры смесей |
Неоднородные смеси |
||
Отстаивание |
Твёрдое вещество, нерастворимое в жидкости |
Вода и глина, вода и речной песок |
Два твёрдых нерастворимых вещества, обладающих различной плотностью |
Медные опилки и древесная стружка, речной песок и уголь |
|
Две несмешивающиеся жидкости, обладающие разной плотностью |
Вода и масло; вода и бензин |
|
Фильтрование |
Жидкость и твёрдое вещество, нерастворимое в жидкости |
Вода и речной песок; мел и вода |
Разделение магнитом |
Вещества в составе смеси, одни из которых проявляют магнитные свойства, а другие ими не обладают |
Железные опилки и сера, железные и медные опилки |
Однородные смеси |
||
Выпаривание |
Жидкость и растворимое в ней твёрдое вещество |
Раствор поваренной соли в воде |
Перегонка (дистилляция) |
Смешивающиеся друг с другом жидкости или газы, имеющие разные температуры кипения |
Нефть; раствор спирта в воде, воздух |
Хроматография |
Разнообразные жидкие или газообразные смеси, компоненты которых с разной скоростью распределяются между двумя несмешивающимися фазами – неподвижной и подвижной, которая непрерывно протекает через неподвижную фазу |
Разнообразные сложные многокомпонентные смеси различного состава, в т.ч. биологические жидкости |