CC BY
40
661.842:532.739.2
- I
■ V ' ,=• • ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ — 5:
- НА СОВМЕСТНУЮ РАСТВОРИМОСТЬ, ■ ГИДРОКСИДА ' И КАРБОНАТА КАЛЬЦИЯ В ВОДЕ «
Н-М. ПОДГОРНОВА , . ■■■' = 5S.5J rn^Q(2 - а "а2 - а). (8)
Воронежская государственная технологическая академия Поскольку
К — К /К ' ' **
В литературе отсутствуют сведения О совмест- 1 V? ' a’ :ф;
ной растворимости гидроксида и карбоната каль- кг = Л'г /'Ка, (9)
ция, хотя данный вопрос имеет важное значение - “ /г,ч
для известково-углекислотной очистки сахарных только три из пяти уравнении (2) (6) являются
растворов. В настоящей работе предпринята по- независимыми. В качестве последних выоерем
пытка расчета равновесий в насыщенных водных уравнения (2)-(4), которые с учетом (7) предста-растворах Са(ОН)2 и СаС03. вим в виДе
Пусть сосуществуют в состоянии- равновесия К = (т - гг ) (1 - г/ - гг ) V + V +) /
твердые фазы Са(ОН)2 и СаСОз с насыщенным ^ сасо, «iHl а, ах) ун усмн ) /
__т______________,.г ...___3 _ _______________ з
раствором. В этом случае фазовым равновесиям (а,уа2+ [55,51 - ~ а\ ~ а2 ~
сопутствуют химические реакции в насыщенном ' ,, ,, . ., .
растворе: . К2 ~ (1 + а0 +.(1 " «2 а) тс,сог *
02+ + н„0 — СяОН+ + Н+; й | - ■# 1 у Щ т1. / ,м -
СО/' + Н20 — НСОз" + он"; -1“», <2 ~ 'Ц ~ « )1): (П)
:аОН* - Са!* + ОН-; <“• ° ^ + 0 **~ “>
НС03" — СОз'- + н ;
Н++ ОН —НоО. (1) допуская, что ан 0 — пн о. '
Равновесия (1) характеризуются константами Коэффициенты активности ионов г-го сорта вы-
числяли по уравнению Дэвиса [1]
* *лсюи * “м ' * £ 1 “а-.о Ь (2)
(ансо3 аон 1 ’ Цоол (3)
.№ = / лСа0Н+: (4) где 7, — число зарядов ионов г-го сорта;
К = (а а ■ ■■' : - >- (3) iiTr" = -Az'i, ^ „ - 0,2/1, (13)
л? 'ансо3 аон ■ и^э, v-1 1 -I- у? ;
. , . . / — ионная сила раствора-
Ш = (ац+ас2~) / ЙНС0;: (5) а = (1,825 • 106) / (еТуЦ
е — диэлектрическая проницаемость среды;
К у - (ан+аон ) / ан^0 , (о)
где 'с, — термодинамическая активность г-го Т—абсолютная температура, К
компонента в растворе. При этом ионная сила раствора равна
Если ягСа(Х и тс /01( -- моляльные концентра- I = ^Са(он)2 ^ + + тасод (2 + а, +
ции Са(ОН)2 и СаСО, з насыщенном растворе, то + _а \
в соответствии с (1) уравнения материального 2 у
баланса будут иметь вид Исходя из равенства химических потенциалов
т Ч + тг+ = тг (онЛ + тг Са(ОН)2 в твердой фазе и насыщенном растворе,
а „ + г\_ >2 '-г получено следующее уравнение для произведения
тсо, тсЩз0- активностей гидроксида кальция [2]:
тг,2+ = а1 \тг-(пн-> + тгягп ); , V
—( ;2 да х 1СаГонч = . (15)
mOJH+ М Г а1^ ^тСя(ОН)? + Са(он)з
‘■СО; —'^^СаСО,’
;Пгп2- = а2иСаС0‘; или С учетом соотношений (7)
^ ъ\ тс*: ^Са(ОН)2 _ ( тСаС03 ' ?"Са(СШ)2' 1"‘Са(ОН)2 Л
mH+ -(l-a -af)mCaC0?. х(1 + «,) + OTcaC0 (1 - а2 - at)]2 (16)
= + н|) тгл(он) + (1 й2 “ а.г1тс.^~' Аналогично получено выражение для произве-
2 5 дения активностей карбоната кальция [З1'
+ ■ ^ “■ /7 2+ п 2~ К ^ ~**2К (] 7)
где Ь^л ■■ степени диссоциации СаОНт ^ саСо3 °са “со3 А 1 л2 лвр ’ '1/-'
НС0? соответственно;. или с учетом соотнои'ений (7)
ах ~ тх / ^СаСОз' Ш). ~ (тСаСО, + ОТСа(ОН)2^ ^[Усгг^^еаСОз^гХСоз Х
тг — моляльная концентрация образо- хК 1~а^К 1~а2К (18)
вавшейся воды в соответствии С 1 2 г ' •
(О- Решением системы уравнений (10)—(12), (16),
Число молей воды в насыщенном растворе с (18) получены данные о совместной растворимости
учетом и и в воде карбоната и гидроксида кальция с исполь-
аон;
-1ДН
г
^Vl К !t
ЩЬ|
1.
т. л KApi i пл.»
Л. Г-i.
г.г.
/Сг/d
а
ТЛЛ1
KUI".
TCOJ
лат.
П|:0|
Р5^
ЧЧГ.
IJ-:
■Г:М^
>:у.Т:
T[flj
кил
=|НТ5
•н ГСА! iJ П1 7.1 К Ч
г/ j;t л :*с.
.lil4.
ИСД)
I
*5Ж шиться
Фзиру&ММЯ /7(7
(мМтМ’?№ у
2-х
fjtt
*iifiC ів8Р® шш:': шЩ
і . — - ^»и^іаи«й. ^.гг> ycs^vj
стлпаъе
я
Т00Ж
7--І?
JP»*
■. „ rv m rv ж < r< у. шіщмі г шг,' < <?p- urc, g шшут киш mm mffftfflT (ЩШГ тинамической активности позволяет .судить о Mu3JJa2, МщС/п-и HaCm образуется тройное при
предпочтительности нахождения в жидкости тех эквимольном соотношении компонентов
Ми-
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, №5-6, 2000 63
Таблица
^Са(ОН)2'1°''
I .in13 LCaC03 AU mCa(OH)2' ^2-моль mCaCO j' Ю10> моль в, ■■ а2
1000 г H20 1000 г H20 %
ШЛОІ
/Ларам
:ciL/a-
313,15 7,29 5,75 1.76 1,99 ■ 90,7 98,7 8,6
333,15 4,21 2,56 1,46 2,56 94,0 95,9 ■ 3,8
343,15 3,10 2,20 1,31 3,87 95,1 ' 92,9 2,2
353,15 2,20 2,03 1,16 7,24 96,1. 87,8 1,1
зованием сведений [2, 4] о константах диссоциации СаОН и НС03~ и численных значений Ч;а(он)2 и ^СаСОз (таблица). Растворимости тСй(он^ и теСаС0^ определены для интервала температур 313,15-453 ,15 К и представлены в таблице.
ВЫВОДЫ
1. Предложен способ расчета состава совместных насыщенных водных растворов гидроксида и карбоната кальция.
2. Установлено, что гидроксид и карбонат кальция в совместном водном растворе взаимно ,"-'дав-ляют растворимость друг друга, сохраняя ту же температурную зависимость, что и в чистой воде.
ЛИТЕРАТУРА
1. Батлер Дж. Н. Ионные равновесия: Пер. с англ. — Л.: Химия, 1973. — 448 с.
2. Перелыгин В.М., Подгорнова Н.М., Ситников А.И. О
растворимости гидроксида кальция в водных растворах электролитов // Хранение и переработка сельхозсырья. — 2000. — № 1. — С. 48-50.
3. Перелыгин В.М., Подгорнова Н.М., Ситников А.И.
Произведение активностей карбоната кальция и ионные равновесия в его насыщенных водных растворах / / И з в. вузов. Пищевая технология. — 2000. — № 2-3. — С. 64-65.
4. Harmed H.S., Scholes S.R. The ionization of HCOj- from 0 to 50"C / / Journal of the American Chemical Socity. — 1941. — 63. — P. 1706-1709,
Кафедра процессов и аппаратов химических и пищевых производств
.739.2
Таблица
. (8)
(9)
}ЯЮТСЯ
[берем
іедста-
ш+) / І (Ю)
laCOjl *
,5Г-(11) - а)*
(12)
Т, к ^Са(ОН)2'1°6 / -1013 СаСО^ Ш тСа(ОН)2' 1°2’ МОЛЬ тСаС03'1°10. МОЛЬ 1000 гН20 = ’ «J «2 «і
1000 г Н20 О/ /о
313,15 7,29 5,75 1,76 1,99 90,7 98,7 8,6
333,15 4,21 2,56 1,46 2,56 94,0 95,9 •3,8
343,15 3,10 2,20 ; 1.31 3,87 95.1 Д 92,9 2,2
353,15 2,20 2,03 ■ 1,10 7,24 96,1 87,8 1,1
зованием сведений [2, 4] о константах диссоциации СаОН+ и НС03~ и численных значений ^•са(он)2 и ^сасоз (таблица). Растворимости тСа(он)г и отСаС0 определены для интервала температур 313,15-353,15 К и представлены в таблице.
ВЫВОДЫ
1. Предложен способ расчета состава совместных насыщенных водных растворов гидроксида и карбоната кальция.
2. Установлено, что ги'Дроксид и карбонат кальция в совместном водном растворе взаимно аав-ляют растворимость друг друга, сохраняя ту же температурную зависимость, что и в чистой воде.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
Л.:
Батлер Дж. Н. Ионные равновесия: Пер. с англ.
Химия, 1973. — 448 с.
Перелыгнн В.М., Подгорнова Н.М., Ситников А.И. О
растворимости гидроксида кальция в водных растворах электролитов // Хранение и переработка сельхозсырья. — 2000. — № 1. — С. 48-50.
Перелыгин В.М., Подгорнова Н.М., Ситников А.И.
Произведение активностей карбоната кальция и ионные равновесия в его насыщенных водных растворах / / Изв::; ;вузов. Пищевая технология. — 2000. — № 2-3. — С. 64-65.
Harmed H.S., Scholes S.R. The ionization of HCO3 from 0 to 50"C // Journal of the American Chemical Socity. — 1941. — 63. — P. 1706-1709,
Кафедра процессов и аппаратов химических и пищевых производств
Поступила 12.07,2000 г.
та ВЫ-
(13)
661.732.9.002.612
га;
мость
(14)
[налов
творе,
дения
(15)
:°н)2
‘.(їв)
оизве-
, (17)
2-Х
-°з
(18)
(16),
мости
споль-
' РАВНОВЕСНЫЕ СООТНОШЕНИЯ В ТРОЙНОЙ СИСТЕМЕ НАСЫЩЕННЫХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ С ОБРАЗОВАНИЕМ ДВОЙНЫХ И ТРОЙНОГО МОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
А.В. МАРЦИНКОВСКИЙ, В.Н. ДАНИЛИН,
Т.Г. КОРОТКОВА
Кубанский государственный технологический университет
В настоящее время проверенные экспериментальные данные по фазовому равновесию жидкость—твердое вещество имеются лишь для некоторых бинарных систем насыщенных жирных кислот. В то же время во многих технологических процессах масло-жировой промышленности перерабатываются смеси жирных кислот с большим числом компонентов. Как было установлено ранее [1-3], практически во всех возможных двойных смесях насыщенных жирных кислот с числом углеродных атомов 14-18 образуются двойные молекулярные соединения, а в тройной системе — тройное соединение. Описание равновесия в таких системах сводится к моделированию простых эвтектических подсистем (вторичных систем). При этом важно определить способность компонентов в первичных системах к ассоциации. Термодинамическим критерием типа диаграммы состояния может являться коэффициент активности наиболее тугоплавкого компонента в жидком сплаве экВимолярного состава, прогнозируемый по различным теориям растворов [4]. Коэффициент термодинамической активности позволяет,судить о предпочтительности нахождения в жидкости тех
или иных группировок атомов. Если у > 1, преобладают группировки одинаковых молекул, у < 1 — группировки разноименных молекул, у = 1 — хаотическое распределение. Из этого следует, что коэффициент активности у может служить критерием соответствия рассчитанных термодинамических свойств жидких сплавов диаграмме состояния. Для систем с расслаиванием коэффициент активности должен быть больше 1, для эвтектических — близким к 1, а для систем с соединениями — меньше 1.
Состав молекулярного соединения можно установить, основываясь на возможном предположении о нем исходя из его стехиометричности с последующим расчетом по теории растворов для каждого возможного варианта либо определить по методике, предложенной в работе [5]. В обоих случаях необходимо наличие экспериментальных данных.
Расчет тройных и многокомпонентных диаграмм, основанный на данных о бинарном взаимодействии, позволяет значительно сократить эксперимент.
Рассмотрим тройную систему кислот [3]: мири-стиновая Ми—пальмитиновая Па—стеариновая Ст, в которой помимо двойных соединений Ми3Па2, Ми2Ст и ПаСт образуется тройное при эквимольном соотношении компонентов — Ми-
