|
«Suyuqlik - suyuqlik» sistemasining muvozanati
Bir suyuqpik fazadan ikkinchisiga tarqaluvchi moddaning o‘tishi muvozanat
holati o‘rnatilguncha davom etadi, ya’ni fazalarda kimyoviy potensiallar
tenglashgunga qadar. Faraz qilaylik, jarayonda uchta komponent (K - 3) va ikkita
faza (F = 2) qatnashmoqda. Unda, fazalar qoidasiga binoan erkinlik darajasi S = 3.
Lekin, odatda ekstraksiya jarayonida temperatura va bosim bir xil qilib ushlab
turiladi. Bunday, ekstraksiyalash sistemasining erkinlik darajasi 1 ga teng bo‘ladi.
Demak, muvozanat holatida bir fazadagi tarqaluvchi moda konsentratsiyasiga,
ikkinchi fazadagi ma’lum bir konsentratsiya to‘g‘ri keladi.
Ekstraksiya
jarayonidagi
muvozanat
tarqalish
koeffitsienti
(r
bilan
xarakterlanadi, ya’ni ekstrakt va rafinatlardagi tarqaluvchi modda muvozanat
konsentratsiyalarning nisbatiga teng.
Bertlo-Nernst qonuniga bo‘ysinadigan suyultirilgan eritma uchun o‘zgarmas
temperaturada tarqalish koeffitsienti bog‘liq emas va moddaning muvozanat konsentratsiyalari. Bunday hollarda muvozanat to‘g‘ri chiziq
ko‘rinishida bo‘ladi:
Odatda, sanoat kurilmalarining tarqalish koeffitsienti tajriba yo‘li bilan
anikdanadi. Agar, ikkala suyuqlik fazalar bir - birida erimasa, har bir fazani ikki
komponentli eritma deb hisoblasa bo‘ladi. Bunday holatlarda ekstraksiya jarayoni
boshqa massa almashinish jarayonlari kabi u-x koordinatalarida tasvirlash mumkin.
Ammo, suyuqlik fazalar bir-birida qisman erisa, xar bir fazani uch komponentli
eritma deb hisoblasa bo‘ladi. Uch komponentli aralashmalar tarkibi uchburchakli
koordinatalar sistemasida tasvirlanadi (5.48-rasm).
22
Teng tomonli uchburchakning cho‘qqilari L, M, E larda toza (100% li)
komponentlar tarkibi ko‘rsatilgan: boshlang‘ich eritma L, ekstragent E va
tarqaluvchi modda M.
Uchburchakning tomonlari LM , M E va E L moddalardagi har bir nuqta ikki
komponentli eritmani ifodalaydi.
Uchburchak ichki yuzasidagi istalgan nuqta N uch komponentli eritma tarkibini
ko‘rsatadi.
Eritma tarkibini aniqlash uchun N nuqtadan uchburchak tomonlariga parallel
chiziqlar o‘tkaziladi. Natijada, N nuqtaga mos keladigan aralashma tarkibi
kuyidagicha bo‘ladi: erituvchi L = 30%, ekstragent E = 40% va tarqaluvchi modda
M = 30% .
Aralashma N dan tarqaluvchi modda M ni ajratib olish jarayonida va olingan
mahsulot tarkibiga oid nuqta R M kesmada yotadi. Lekin, eritma qancha ko‘p
suyultirilgan bo‘lsa, u uchburchakning L E qirrasiga shuncha yaqin joylashadi.
Tarkibi N bo‘lgan aralashmani ekstragent E bilan suyultirish N E chizig‘i bilan
xarakterlanadi.
Agar boshpang‘ich aralashma mikdori va tarkibi (N nuqta) va uni ekstrakt (E
nuqta) va rafinat
(R
nuqta) ga ajratgandan keyingi tarkiblari ma’lum bo‘lsa,
uchburchakli diagramma yordamida fazalarning mikdorlarini (5.49b-rasm) moddiy
balans tenglamasidan anikdash mumkin:
R + 3 = N
bu erda
R,
E , N - rafinat, ekstrakt va boshlangach aralashma massalari, kg.
Muvozanat chizig‘ini uchburchakli diagrammada tasvirlaymiz. Buning uchun L
va E suyuqlik fazalarida tarqaluvchi modda M cheksiz mikdorda eriydi deb qabul
qilamiz. Lekin, erituvchilar bir-birida cheklanmagan mikdorda eriydi (5.49-rasm).
Bir jinsli ikki komponentli M va L, hamma M va E eritmalar tarkibi
diagrammaning L M va E N qirralarida nuqtalar bilan ifodalanadi. L va E
erituvchilar faqat L R va E E bo‘laklardagina bir jinsli eritmalar hosil qiladi. YA E
oralikda erituvchilar aralashmasi bir jinsli, ikki komponentli
to‘yingan eritmalar qatlamiga ajratiladi: R ( E va L ning to‘yingan eritmasi) va
E ( L va E ning go‘yingan eritmasi). Har bir qatlamdagi to‘yingan eritmalar soni N
nuqtaning holati bilan belgilanadi va richag qoidasiga binoan topiladi.
Muvozanat xordalarining og‘ish burchagi komponent tabiati va fazalar tarkibi
bilan belgilanadi. Agar, muvozanat tarkiblar R , R j, R
2
,... va E , 3 j, E
2
,... ni
ifodalovchi nuqtalarni ravon, silliq chiziq bilan lyiamiHptak muvozanat egri
chizigini (binodal egri chiziqni) hosil qilamiz.
R K
chiziq
L
erituvchi fazalarining
muvozanat tarkibini, E K chiziq esa E erituvchi fazalarining muvozanat tarkibini
xarakterlaydi.
23
Do'stlaringiz bilan baham: |
