Треугольные диаграммы

Согласно правилу фаз Гиббса:

Т.к. экстракция протекает в концентрированных системах, то влиянием давления пренебрегают.

Составы тройных жидких смесей изображают на треугольной диаграмме, а зависимость состава от температур изображают с помощью треугольной призмы, где температура откладывается по высоте призмы.

Для практических расчетов используют треугольную диаграмму, соответствующую t = const.

Т.к. экстрагент S и растворитель А ограниченно растворимы друг в друге, а целевой компонент В неограниченно растворим и в S и в А, то на диаграмме выделяют область гетерогенных двухфазных систем. Эта область ограничена бинодальной кривой, которая соединяет конечные точки хорд равновесия (конод, нод). Хорды равновесия соединяют точки взаимнонасыщенных растворов А в S и S в А.

Если бы смесь была бинарной, то хорды равновесия располагались бы горизонтально. В тройной смеси на равновесие влияет компонент В. Поэтому хорды имеют различный наклон, но как бы выходят из одной точки вне поля диаграммы.

Для сольютропных систем хорды могут иметь противоположные наклоны.

Точа К – критическая точка растворимости КТР.

Количественные расчеты по треугольной диаграмме проводят по правилу рычага.

Рассмотрим хорду R₁E₁. Любая тройная смесь (точка Н), состав которой лежит на этой хорде расслаивается на 2 фазы: экстракт состава E1 и рафинат R₁ состава.

Количественные соотношения между фазами определяются по правилу рычага:

.

Максимальное содержание В в исходном растворе определяют построением касательной из точки S к бинодальной кривой до пересечения со стороной АВ (точка С).

Экстракции при данной температуре подвергают растворы в области АС, из растворов СА нельзя экстрагировать.

По этой касательной определяют максимальное количество экстрагента:

.

Ниже рассмотрены другие количественные определения по диаграммам.

Если из точки S провести лучи через границы хорды R₁E₁, то точки пересечения их со стороной АВ покажут составы рафината и экстракта после отгонки эксрагента (точки О, N и М).

По тройной диаграмме можно построить изотерму экстракции, т.е. зависимость содержания В в равновесных растворах BS и ВА.

Каждой хорде равновесия на треугольной диаграмме соответствует одна точка на изотерме. Изотерма проходит через максимум и заканчивается на диагонали диаграммы в точке К, т.е. КТР.

Дата добавления: 2015-07-24