Файл: Пинаев Г.Ф. Основы теории химико-технологических процессов учеб. пособие.pdf

и насыщенного по NaCl раствора определим по правилу ры­ чага:

После прибавления еще большего количества воды дости­ гаем точки а4 , в которой имеем насыщенный по NaCl раствор,

зом можно рассмотреть и выпарку раствора Ь0. Состав упа­ риваемых комплексов в ходе изотермической выпарки раство­

комплекса Ь2 (пульпы кристаллов и маточного раствора). В ходе упарки фигуративная точка жидкой фазы проходит путь

В точке Ь3 получаем наибольшую массу чистых кристал­ лов KCl и раствор Е эзтонического состава. При дальнейшей выпарке пульпы Ь3 начинается кристаллизация и NaCl. По­ этому при получении чистого KCl выпарку прекращают в

солей NaCl и KCl. Согласно определению, этот случай харак­ теризует конгруэнтную эвтонику. Следовательно, в рассмат­ риваемой изотерме эвтоника Е является конгруэнтной. Исходя из упомянутого определения конгруэнтных эвтонических раст­ воров, можно получить следующие признаки этих растворов: луч испарения EF эвтоники целиком лежит внутри коннодного треугольника BEA, одной из вершин которого является рассматриваемая эвтоника Е; продолжение луча испарения эвтоничеокого раствора £ (точка F) лежит на отрезке ВА, изображающем смеси солей В и А, которыми насыщена эв­ тоника Е.

192

Рассмотрим случаи конгруэнтной и инконгруэнтной раст­

А

Рис. VIII.17. Изотермы системы K2SO4—MgSO,—Н2 0 при 86«С

ласно определению, при конгруэнтном растворении солей лучи растворения их в воде должны проходить через области кри­ сталлизации соответствующих солей и пересекать линии на­ сыщенных растворов солей.

Из диаграммы видно, что фазы К2504 (Л), MgS04 -H2 0(/C) и K2S04 -2MgS04 (L) (их называют арканит, кизерит и лангбейнит) растворяются в воде конгруэнтно, так как их лучи растворения АН, КН и LH пересекают линии насыщения в точках a, k и /.

Фаза K2SO4 • M g S 0 4 ' 4 Н г О (точка М, леонит) растворяет­ ся инконгруэнтно, так как даже при добавлении малых коли­ честв воды получаем комплекс М' в области I I I равновесия (М+А+Еі), и луч растворения леонита МН не пересекает линию насыщенных растворов леонита Е\Е2. Любопытно, что при температуре ниже 83°С лангбейнит L растворяется инкон­ груэнтно. При растворении леонита в воде происходит кри­ сталлизация сульфата калия (арканита). Этот процесс мож­ но использовать для получения сульфата калия. Процессы

инконгруэнтного растворения солей в воде в технике назы­ вают водным разложением солей. Чтобы .получить максималь­ ное количество сульфата калия, процесс водного разложения .

ных водно-солевых систем, можно рассмотреть процессы вы­ саливания и всаливания (рис. VIII.18).

Рис. VIII.18. Изображение процессов высаливания и всаливания на изо­ термах тройных систем:

а — случай высаливания соли В солью А\ б — случай всаливания соли В солью Л

в[аВ] mN

Количество соли ВХ, которое можно растворить при на­ личии всаливания, рассчитываем согласно рис. VIII.18, б:

[aN] тв в [аВ] mN

194

понент С неограниченно растворим и в А, и в В. По мере уве­

Рис VIII . 21 . Изотерма равновесия жидкость — оар в си­ стеме А—В—С

а— без азеотропа; б — при наличии азеотропа

а0а1а2...К...Ь2Ь\Ьо называют бинодальной кривой. Известно эм­ пирическое правило, установленное Д. Н. Тарасенковым, сог­ ласно которому все конноды области расслоения жидкостей образуют пуч,ок с центром Р. Это правило является прибли­ женным и не всегда выполняется.

Наличие критической точки К показывает, что от раствора ЖА на основе компонента А можно прийти к раствору Жв на основе компонента В непрерывным образом, комбинируя про­ цессы добавления или отвода компонента С при непрерывном добавлении компонента В.

В процессах сжижения и .последующего разделения газов методом глубокого охлаждения, в процессах разделения трехкомпонентных смесей методами дистилляции и ректификации могут быть использованы диаграммы равновесия жидкость — пар в трехкомпонентных системах. В этих случаях различают

нентных системах и вывод правил азеотропии даны А. В. Сторонкиным.

196

§ VIII.8. Фазовые диаграммы трехкомпонентных взаимных систем

Аналогично тому, как треугольная диаграмма составов трехкомпонентной невзаимной системы может быть исполь­ зована ів качестве фазовой диаграммы, диаграмма составов трехкомпонентной взаимной системы может быть применена

имеют общей границы, — нестабильной. Очевидно, ВХ и АУ— стабильная пара, АХ и ВУ — нестабильная пара системы

АХ—ВХ—ВУ—АУ. •

Деление разноионных пар на стабильные и нестабильные позволяет определить направление реакции обменного разло­ жения, так как имеется тенденция к протеканию реакции об­ менного разложения в направлении образования стабильной солевой пары. Однако для окончательного суждения о пути реакции обменного разложения необходимо учесть располо­ жение границы между полями стабильной пары относительно диагонали, соединяющей фигуративные точки солей этой па­ ры. Так, на рис. VIII.22 диагональ АС пересекает границу ЕшЕ 2ЗІ в точке X. Такую диагональ называют стабильной диагональю. На рис. VIII.23 изображена политерма, где диа-

197

г