Amestec gazos

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

Un amestec gazos este un amestec de două sau mai multe gaze .

Amestecuri reale și amestecuri ideale

Se spune că un amestec gazos este real atunci când efectele de amestecare sunt diferite de zero, adică atunci când volumul amestecului gazos este diferit de suma volumelor pe care le-ar avea gazele individuale dacă nu ar fi amestecate, considerate la presiune egală la presiunea lor parțială în amestec. În caz contrar, amestecul este numit ideal (conform lui Lewis și Randall). [1]

Comportamentul PVT al amestecurilor de gaze reale

În literatura științifică nu există multe date cu privire la comportamentul pVT al amestecurilor gazoase, deoarece este posibil să se găsească o infinitate de amestecuri gazoase pentru componentele date. Există doar câteva cazuri particulare în literatură în care concentrațiile componentelor din amestec sunt fixate, de exemplu aerul . [2]

Următoarele metode sunt apoi utilizate pentru a studia comportamentul pVT al unui amestec real de gaze:

  • Aproximare Dalton
  • Aproximare Amagat
  • amestecarea regulilor
  • metoda constantelor pseudocritice.

Aproximare Dalton

În aproximarea Dalton, pe baza legii presiunilor parțiale , factorul de compresibilitate Z se obține din următoarea expresie:

în care se presupune că a i-a componentă ocupă întregul volum al amestecului la temperatura T.

Aproximare Amagat

În aproximarea Amagat, pe baza legii lui Amagat , factorul de compresibilitate Z se obține din următoarea expresie:

în care se presupune că i-a componentă există la presiunea p și temperatura T a amestecului.

Regulile de amestecare

În cazul amestecurilor binare [3] , regulile de amestecare (în engleză „mixed rules” sau „combinație reguli”) stabilesc o legătură între coeficienți Și utilizat în ecuațiile cubice de stare, referitoare la componenta a i-a și așa-numiții „coeficienți încrucișați” Și , referitoare la amestecul binar al celor două componente i și j .

Coeficientul a este legat de presiunea de coeziune , în timp ce coeficientul b este covolumul . Acești coeficienți descriu abaterea amestecului de la condițiile ideale.

Coeficientul b poate fi determinat ca:

unde n este numărul de componente ale amestecului gazos și y i este fracția molară a componentei i-a.

Coeficientul a poate fi obținut în diferite moduri. Una dintre ele este așa-numita „corecție Zudkevich și Joffe”:

unde constanta este tabelat și este nul pentru amestecurile ideale sau dacă unul dintre componenți este hidrogen .

Metoda constantelor pseudocritice

Metoda constantei pseudocritice constă în descrierea comportamentului pVT al unui amestec ca și cum ar fi un gaz cu constante critice ( presiune critică ) e ( temperatura critică ), corelată cu constantele critice ale componentelor individuale. În cazul amestecurilor vorbim de „constante pseudocritice”, deoarece acestea corespund unui gaz fictiv.

Există diferite moduri (sau „reguli”) de a determina constantele pseudocritice, de exemplu „regula Kay”, „regula Prausnitz & Gunn” și „regula Lorentz & Berthelot”.

Regula lui Kay

Diagrama factorului de compresibilitate generalizat.

„Regula Kay” prevede că:

in care Și reprezintă factorul acentric al componentei a i-a și a amestecului gazos.

Pornind de la constantele pseudocritice astfel obținute, este posibil să se determine coeficienții a și b (care trebuie înlocuiți în ecuațiile cubice) sau „factorul de compresibilitate al amestecului”, definit ca:

in care Și sunt parametri care sunt determinați de „diagrama Nelson-Obert generalizată” (sau „diagrama generalizată a factorului de compresibilitate”). [4] Această din urmă expresie se numește corelația Lee-Kesler și este o consecință a teoremei stărilor corespunzătoare .

Lorentz și Berthelot conduc

Conform „regulii Lorentz și Berthelot”, constantele pseudocritice sunt calculate ca:

in care este un parametru de interacțiune binară tabelat, în timp ce factorul critic de compresibilitate al amestecului se calculează ca:

în timp ce volumul critic al amestecului este egal cu:

Odată determinat Și , se calculează valorile constantelor pseudocritice și, prin urmare, constantele , Și folosind următoarele corelații analitice:

prin urmare:

se obține apoi coeficientul virial :

iar ecuația virială trunchiată (sau „prima corelație Pitzer”) se aplică:

Notă

  1. ^ Conceptul de „amestec real” nu trebuie confundat cu conceptul de amestec real de gaze .
  2. ^ De fapt, aerul este un amestec gazos bine determinat, pentru care există un „raport molar omogen”, adică concentrațiile diferitelor componente (în principal azot și oxigen ) sunt fixate.
  3. ^ sau cu două componente.
  4. ^ În acest caz vorbim de „corelație grafică”.

Bibliografie

Elemente conexe

linkuri externe

Controlul autorității Tezaur BNCF 34934