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兩相平衡分離--抽提原理
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兩相平衡分離--抽提原理

水性乳液一個最后,也是最重要的一個環節是分離溶劑,也就是我們工業說法抽提。說到抽提就是化學中提到的精餾,分離之類的術語,這里不得不提的就是兩個經驗定律:拉烏爾定律和亨利定律。

拉烏爾定律即:定溫下,在稀溶液中,溶劑的蒸汽壓等于純溶劑的蒸汽壓乘以溶液中溶劑的摩爾分數,表達式為:PA=PA*XA。亨利定律即:在一定溫度和平衡狀態下,氣體在溶液里的溶解度(物質的量分數)和該氣體的平衡分壓成正比,表達式為:p=kxx

在我們遇到的實際情況中卻不是完全按照這個公式來計算的,排除現實生產中的雜質,溫度,濕度變化,組分的多樣化依然是一個問題。因此,對于拉烏爾定律會有一定的偏差,也許是正偏差,也許是負偏差。實際情況中產生偏差的原因,因具體情況各有不同,但通常可如下幾種解釋:(a)若組分A原為締合分子,在組成溶液后發生離解或締合度減小,溶液中A分子的數目增加,蒸氣壓增大,因而產生正偏差。發生離解時常吸收熱量,所以形成這類溶液時常件有溫度降低和體積增加的效應;(b)如果兩個組分混合后,生成化合物,溶液中AB的分子數都要減少,其蒸氣壓要比用拉烏爾定律計算者為小,因而發生負偏差。在生成化合物時常有熱量放出,所以一般說來,形成這類溶液時常伴有溫度升高和體積縮小的效應;(c)由于各組分的引力不同,B-A間的引力小于A-AB-B間的引力,則把B分子摻入后就會減少A分子或B分子所受到的引力,AB都變得容易逸出,所以AB分子的蒸氣壓都產生正偏差。

當然在實際討論的過程中,我們依然是以二組分來進行討論,對于完全互溶的體系,通常情況下可分為三種類型:

(1)       正偏差(或負偏差)都不是很大的體系,他們與拉烏爾定律基本接近,可以用拉烏爾定律進行計算;

(2)       正偏差很大的情況下,蒸汽壓會升高,混合液會產生一個最低恒沸點,此時的餾分溫度在兩種溶液沸點之間;

(3)       負偏差很大的情況下,蒸汽壓會下降,混合液會產生一個最高恒沸點,此時的餾分比兩種溶液的沸點都高。

上述的恒沸物是混合物面不是化合物,因為恒沸混合物的組成在一定的范圍內隨外壓的連續改變而改變。在一定的壓力下,恒沸混合物的組成有定值,這也是減壓蒸餾的原理。

對于部分互溶的體系則表現為會溶溫度。會溶溫度的高低反映了一對液體間相互溶解能力的強弱,而溫度則表現為物質都處于液體的情況下。會溶溫度越低,兩液體間的互溶性越好。因此可利用會溶溫度的數據來選擇優良的萃取劑。會溶溫度表現為四種情況:溫度升高,互溶增加,溫度達到一定值后能以任意比例互溶,則具有最高會溶溫度;溫度下降,互溶增加,溫度達到一定值后能以任意比例互溶,則具有最低會溶溫度;在某個溫度區間能夠以任意比例互溶,高于最高溫度或低于最低溫度都不能完全互溶,則同時具有最高最低會溶溫度;在任何溫度下都不互溶,則不具有會溶溫度。

如果兩種液體彼此互相溶解的程度非常小,以致可以忽略不計,則可近似地看成是不互溶的,該方法主要體現在低壓蒸餾提純有機物質。


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2020-9-25 18:25:09
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