Парциальное давление ацетона при разных температурах. Давление насыщенного пара над растворами неограниченно смешивающихся жидкостей

34kb. 17.04.2009 13:03 скачать n30.doc 27kb. 17.04.2009 13:11 скачать n31.doc 67kb. 17.04.2009 13:18 скачать n32.doc 69kb. 15.06.2009 10:50 скачать n33.doc 211kb. 19.06.2009 16:59 скачать n34.doc 151kb. 19.06.2009 17:01 скачать n35.doc 78kb. 16.04.2009 16:07 скачать n36.doc 95kb. 19.06.2009 17:03 скачать n37.doc 82kb. 15.06.2009 15:02 скачать n38.doc 63kb. 19.06.2009 17:06 скачать n39.doc 213kb. 15.06.2009 15:08 скачать n40.doc 47kb. 15.04.2009 15:55 скачать n41.doc 83kb. 15.06.2009 10:25 скачать n42.doc 198kb. 19.06.2009 16:46 скачать n43.doc 379kb. 19.06.2009 16:49 скачать n44.doc 234kb. 19.06.2009 16:52 скачать n45.doc 141kb. 19.06.2009 16:55 скачать n46.doc 329kb. 15.06.2009 11:53 скачать n47.doc 656kb. 19.06.2009 16:57 скачать n48.doc 21kb. 13.04.2009 23:22 скачать n49.doc 462kb. 15.06.2009 11:42 скачать n50.doc 120kb. 16.03.2010 13:45 скачать

n16.doc

Глава 7 . ДАВЛЕНИЕ ПАРОВ, ТЕМПЕРАТУРЫ ФАЗОВЫХ

ПЕРЕХОДОВ, ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ
Сведения о давлении паров чистых жидкостей и растворов, их температурах кипения и затвердевания (плавления), а также о поверхностном натяжении необходимы для расчетов разнообразных технологических процессов: испарения и конденсации, выпаривания и сушки, перегонки и ректификации и др.
7.1. Давление паров
Одним из наиболее простых уравнений для определения давления насыщенного пара чистой жидкости в зависимости от температуры является уравнение Антуана:

, (7.1)

Где А , В , С – постоянные, характерные для отдельных веществ. Значения постоянных для некоторых веществ приведены в табл. 7.1.

Если известны две температуры кипения при соответствующих давлениях, то, принимая С = 230, можно определить постоянные А и В путем совместного решения следующих уравнений:

; (7.2)

. (7.3)

Уравнение (7.1) вполне удовлетворительно соответствует экспериментальным данным в широкой области температур между температурой плавления и
= 0,85 (т.е.
  = 0,85). Наибольшую точность это уравнение дает в тех случаях, когда все три константы можно вычислить на основе опытных данных. Точность расчета по уравнениям (7.2) и (7.3) существенно снижается уже при
 250 K, а для высокополярных соединений при  0,65.

Изменение давления пара вещества в зависимости от температуры можно определить методом сравнения (по правилу линейности), исходя из известных давлений эталонной жидкости. Если известны две температуры жидкого вещества при соответствующих давлениях насыщенного пара, можно воспользоваться уравнением

, (7.4)

Где
и
– давления насыщенного пара двух жидкостей А и В при одной и той же температуре ;
и
– давления насыщенного пара этих жидкостей при температуре ; С – постоянная.
Таблица 7.1. Давление паров некоторых веществ в зависимости

от температуры
В таблице приведены значения констант А , В и С уравнения Антуана: , где – давление насыщенного пара, мм рт.ст. (1 мм рт.ст = 133,3 Па); Т – температура, K.

Название вещества	Химическая формула	Температурный интервал, о С		А	В	С
		от	до
Азот	N 2	–221	–210,1	7,65894	359,093	0
Азота диоксид	N 2 O 4 (NO 2)	–71,7	–11,2	12,65	2750	0
		–11,2	103	8,82	1746	0
Азота оксид	NO	–200	–161	10,048	851,8	0
		–164	–148	8,440	681,1	0
Акриламид	С 3 Н 5 ON	7	77	12,34	4321	0
		77	137	9,341	3250	0
Акролеин	С 3 Н 4 O	–3	140	7,655	1558	0
Аммиак	NH 3	–97	–78	10,0059	1630,7	0
Анилин	C 6 H 5 NH 2	15	90	7,63851	1913,8	–53,15
		90	250	7,24179	1675,3	–73,15
Аргон	Ar	–208	–189,4	7,5344	403,91	0
		–189,2	–183	6,9605	356,52	0
Ацетилен	C 2 H 2	–180	–81,8	8,7371	1084,9	–4,3
		–81,8	35,3	7,5716	925,59	9,9
Ацетон	C 3 H 6 O	–59,4	56,5	8,20	1750	0
Бензол	C 6 H 6	–20	5,5	6,48898	902,28	–95,05
		5,5	160	6,91210	1214,64	–51,95
Бром	Br 2	8,6	110	7,175	1233	–43,15
Бромистый водород	HBr	–99	–87,5	8,306	1103	0
		–87,5	–67	7,517	956,5	0

Продолжение табл. 7.1

Название вещества	Химическая формула	Температурный интервал, о С		А	В	С
		от	до
1,3-Бутадиен	C 4 H 6	–66	46	6,85941	935,53	–33,6
		46	152	7,2971	1202,54	4,65
н -Бутан	C 4 H 10	–60	45	6,83029	945,9	–33,15
		45	152	7,39949	1299	15,95
Бутиловый спирт	C 4 H 10 O	75	117,5	9,136	2443	0
Винилацетат	CH 3 COOCH=CH 2	0	72,5	8,091	1797,44	0
Винилхлорид	CH 2 =CHСl	–100	20	6,49712	783,4	–43,15
		–52,3	100	6,9459	926,215	–31,55
		50	156,5	10,7175	4927,2	378,85
Вода	Н 2 О	0	100	8,07353	1733,3	–39,31
Гексан	C 6 H 1 4	–60	110	6,87776	1171,53	–48,78
		110	234,7	7,31938	1483,1	–7,25
Гептан	C 7 H 1 6	–60	130	6,90027	1266,87	–56,39
		130	267	7,3270	1581,7	–15,55
Декан	C 10 H 22	25	75	7,33883	1719,86	–59,35
		75	210	6,95367	1501,27	–78,67
Диизопропиловый эфир	C 6 H 1 4 O	8	90	7,821	1791,2	0
N,N-Диметилацетамид	С 4 Н 9 ON	0	44	7,71813	1745,8	–38,15
		44	170	7,1603	1447,7	–63,15
1,4- Диоксан	C 4 H 8 O 2	10	105	7,8642	1866,7	0
1,1-Дихлорэтан	C 2 H 4 Cl 2	0	30	7,909	1656	0
1,2-Дихлорэтан	C 2 H 4 Cl 2	6	161	7,18431	1358,5	–41,15
		161	288	7,6284	1730	9,85
Диэтиловый эфир	(C 2 H 5) 2 О	–74	35	8,15	1619	0
Изомасляная кислота	C 4 H 8 O 2	30	155	8,819	2533	0
Изопрен	C 5 H 8	–50	84	6,90334	1081,0	–38,48
		84	202	7,33735	1374,92	2,19
Изопропиловый спирт	C 3 H 8 O	–26,1	82,5	9,43	2325	0
Иодистый водород	HI	–50	–34	7,630	1127	0
Криптон	Kr	–207	–158	7,330	7103	0
Ксенон	Хе	–189	–111	8,00	841,7	0
n -Ксилол	C 8 H 10	25	45	7,32611	1635,74	–41,75
		45	190	6,99052	1453,43	–57,84
о -Ксилол	C 8 H 10	25	50	7,35638	1671,8	–42,15
		50	200	6,99891	1474,68	–59,46

Продолжение табл. 7.1

Название вещества	Химическая формула	Температурный интервал, о С		А	В	С
		от	до
Масляная кислота	C 4 H 8 O 2	80	165	9,010	2669	0
Метан	CH 4	–161	–118	6,81554	437,08	–0,49
		–118	–82,1	7,31603	600,17	25,27
Метиленхлорид (дихлорметан)	CH 2 Cl 2	–28	121	7,07138	1134,6	–42,15
		127	237	7,50819	1462,59	5,45
Метиловый спирт	CH 4 О	7	153	8,349	1835	0
-Метилстирол	C 9 H 10	15	70	7,26679	1680,13	–53,55
		70	220	6,92366	1486,88	–71,15
Метилхлорид	CH 3 Cl	–80	40	6,99445	902,45	–29,55
		40	143,1	7,81148	1433,6	44,35
Метилэтилкетон	C 4 H 8 O	–15	85	7,764	1725,0	0
Муравьиная кислота	CH 2 O 2	–5	8,2	12,486	3160	0
		8,2	110	7,884	1860	0
Неон	Ne	–268	–253	7,0424	111,76	0
Нитробензол	С 6 Н 5 O 2 N	15	108	7,55755	2026	–48,15
		108	300	7,08283	1722,2	–74,15
Нитрометан	СН 3 O 2 N	55	136	7,28050	1446,19	–45,63
Октан	C 8 H 18	15	40	7,47176	1641,52	–38,65
		40	155	6,92377	1355,23	–63,63
Пентан	C 5 H 12	–30	120	6,87372	1075,82	–39,79
		120	196,6	7,47480	1520,66	23,94
Пропан	C 3 H 8	–130	5	6,82973	813,2	–25,15
		5	96,8	7,67290	1096,9	47,39
Пропилен (пропен)	C 3 H 6	–47,7	0,0	6,64808	712,19	–36,35
		0,0	91,4	7,57958	1220,33	36,65
Пропилена оксид	C 3 H 6 O	–74	35	6,96997	1065,27	–46,87
Пропиленгликоль	С 3 Н 8 O 2	80	130	9,5157	3039,0	0
Пропиловый спирт	C 3 H 8 O	–45	–10	9,5180	2469,1	0
Пропионовая кислота	С 3 Н 6 O 2	20	140	8,715	2410	0
Сероводород	H 2 S	–110	–83	7,880	1080,6	0
Сероуглерод	CS 2	–74	46	7,66	1522	0
Серы диоксид	SO 2	–112	–75,5	10,45	1850	0
Серы триоксид ()	SO 3	–58	17	11,44	2680	0
Серы триоксид ()	SO 3	–52,5	13,9	11,96	2860	0
Тетрахлорэтилен	С 2 Cl 4	34	187	7,02003	1415,5	–52,15

Окончание табл. 7.1

Название вещества	Химическая формула	Температурный интервал, о С		А	В	С
		от	до
Тиофенол	C 6 H 6 S	25	70	7,11854	1657,1	–49,15
		70	205	6,78419	1466,5	–66,15
Толуол	С 6 Н 5 СН 3	20	200	6,95334	1343,94	–53,77
Трихлорэтилен	C 2 HCl 3	7	155	7,02808	1315,0	–43,15
Углерода диоксид	CО 2	–35	–56,7	9,9082	1367,3	0
Углерода оксид	CО	–218	–211,7	8,3509	424,94	0
Уксусная кислота	C 2 H 4 О 2	16,4	118	7,55716	1642,5	–39,76
Уксусный ангидрид	C 4 H 6 О 3	2	139	7,12165	1427,77	–75,11
Фенол	C 6 H 6 О	0	40	11,5638	3586,36	0
		41	93	7,86819	2011,4	–51,15
Фтор	F 2	–221,3	–186,9	8,23	430,1	0
Хлор	Cl 2	–154	–103	9,950	1530	0
Хлорбензол	С 6 Н 5 Сl	0	40	7,49823	1654	–40,85
		40	200	6,94504	1413,12	–57,15
Хлористый водород	HCl	–158	–110	8,4430	1023,1	0
Хлороформ	CHCl 3	–15	135	6,90328	1163,0	–46,15
		135	263	7,3362	1458,0	2,85
Циклогексан	C 6 H 12	–20	142	6,84498	1203,5	–50,29
		142	281	7,32217	1577,4	2,65
Четыреххлористый углерод	CCl 4	–15	138	6,93390	1242,4	–43,15
		138	283	7,3703	1584	3,85
Этан	C 2 H 6	–142	–44	6,80266	636,4	–17,15
		–44	32,3	7,6729	1096,9	47,39
Этилбензол	C 8 H 10	20	45	7,32525	1628,0	–42,45
		45	190	6,95719	1424,26	–59,94
Этилен	C 2 H 4	–103,7	–70	6,87477	624,24	–13,14
		–70	9,5	7,2058	768,26	9,28
Этилена оксид	C 2 H 4 О	–91	10,5	7,2610	1115,10	–29,01
Этиленгликоль	C 2 H 6 О 2	25	90	8,863	2694,7	0
		90	130	9,7423	3193,6	0
Этиловый спирт	C 2 H 6 О	–20	120	6,2660	2196,5	0
Этилхлорид	С 2 Н 5 Сl	–50	70	6,94914	1012,77	–36,48

При определении по правилу линейности давления насыщенного пара водорастворимых веществ в качестве эталонной жидкости используют воду, а в случае органических соединений, нерастворимых в воде, обычно берут гексан. Величины давления насыщенного пара воды в зависимости от температуры приведены в табл. П.11. Зависимость давления насыщенного пара от температуры гексана дана на рис. 7.1.

Рис. 7.1. Зависимость давления насыщенного пара гексана от температуры

(1 мм рт.ст. = 133,3 Па)
На основе соотношения (7.4) построена номограмма для определения давления насыщенного пара в зависимости от температуры (см. рис. 7.2 и табл. 7.2).

Над растворами давление насыщенного пара растворителя меньше, чем над чистым растворителем. Причем понижение давления пара тем больше, чем выше концентрация растворенного вещества в растворе.

Аллен

6

1,2-Дихлорэтан

26

Пропилен

4

Аммиак

49

Диэтиловый эфир

15

Пропионовая

56

Анилин

40

Изопрен

14

кислота

Ацетилен

2

Иодбензол

39

Ртуть

61

Ацетон

51

м -Крезол

44

Тетралин

42

Бензол

24

о -Крезол

41

Толуол

30

Бромбензол

35

м -Ксилол

34

Уксусная кислота

55

Бромистый этил

18

изо -Масляная

57

Фторбензол

27

-Бромнафталин

46

кислота

Хлорбензол

33

1,3-Бутадиен

10

Метиламин

50

Хлористый винил

8

Бутан

11

Метилмоносилан

3

Хлористый метил

7

-Бутилен

9

Метиловый спирт

52

Хлористый

19

-Бутилен

12

Метилформиат

16

метилен

Бутиленгликоль

58

Нафталин

43

Хлористый этил

13

Вода

54

-Нафтол

47

Хлороформ

21

Гексан

22

-Нафтол

48

Четыреххлористый

23

Гептан

28

Нитробензол

37

углерод

Глицерин

60

Октан

31*

Этан

1

Декалин

38

32*

Этилацетат

25

Декан

36

Пентан

17

Этиленгликоль

59

Диоксан

29

Пропан

5

Этиловый спирт

53

Дифенил

45

Этилформиат

20

МЕТОД РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ИСПАРЕНИЯ ГОРЮЧИХ НЕНАГРЕТЫХ ЖИДКОСТЕЙ И СЖИЖЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ

И. 1 Интенсивность испарения W, кг/(с· м 2), определяют по справочным и экспериментальным данным. Для ненагретых выше температуры окружающей среды ЛВЖ, при отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле 1)

W = 10 -6 h p н, (И.1)

где h - коэффициент, принимаемый по таблице И.1 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения;

М - молярная масса, г/моль;

p н - давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости t р, определяемое по справочным данным, кПа.

Таблица И.1

Скорость воздушного потока в помещении, м/с	Значение коэффициента h при температуре t, ° С, воздуха в помещении
	10	15	20	30	35
0,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
0,1	3,0	2,6	2,4	1,8	1,6
0,2	4,6	3,8	3,5	2,4	2,3
0,5	6,6	5,7	5,4	3,6	3,2
1,0	10,0	8,7	7,7	5,6	4,6

И.2 Для сжиженных углеводородных газов (СУГ) при отсутствии данных допускается рассчитывать удельную массу паров испарившегося СУГ m СУГ, кг/м 2 , по формуле 1)

, (И.2)

1) Формула применима при температуре подстилающей поверхности от минус 50 до плюс 40 °С.

где М - молярная масса СУГ, кг/моль;

L исп - мольная теплота испарения СУГ при начальной температуре СУГ Т ж, Дж/моль;

Т 0 - начальная температура материала, на поверхность которого разливается СУГ, соответствующая расчетной температуре t p , К;

Т ж - начальная температура СУГ, К;

l тв - коэффициент теплопроводности материала, на поверхность которого разливается СУГ, Вт/(м · К);

а - эффективный коэффициент температуропроводности материала, на поверхность которого разливается СУГ, равный 8,4· 10 -8 м 2 /с;

t - текущее время, с, принимаемое равным времени полного испарения СУГ, но не более 3600 с;

Число Рейнольдса (n - скорость воздушного потока, м/с; d - характерный размер пролива СУГ, м;

u в - кинематическая вязкость воздуха при расчетной температуре t р, м 2 /с);

l в - коэффициент теплопроводности воздуха при расчетной температуре t р, Вт/(м · К).

Примеры - Расчет параметров испарения горючих ненагретых жидкостей и сжиженных углеводородных газов

1 Определить массу паров ацетона, поступающих в объем помещения в результате аварийной разгерметизации аппарата.

Данные для расчета

В помещении с площадью пола 50 м 2 установлен аппарат с ацетоном максимальным объемом V aп = 3 м 3 . Ацетон поступает в аппарат самотеком по трубопроводу диаметром d = 0,05 м с расходом q, равным 2 · 10 -3 м 3 /с. Длина участка напорного трубопровода от емкости до ручной задвижки l 1 = 2 м. Длина участка отводящего трубопровода диаметром d = 0,05 м от емкости до ручной задвижки L 2 равна 1 м. Скорость воздушного потока и в помещении при работающей общеобменной вентиляции равна 0,2 м/с. Температура воздуха в помещении t р =20 ° С. Плотность r ацетона при данной температуре равна 792 кг/м 3 . Давление насыщенных паров ацетона р a при t р равно 24,54 кПа.

Объем ацетона, вышедшего из напорного трубопровода, V н.т составляет

где t - расчетное время отключения трубопровода, равное 300 с (при ручном отключении).

Объем ацетона, вышедшего из отводящего трубопровода V от составляет

Объем ацетона, поступившего в помещение

V a = V ап + V н.т + V от = 3 + 6,04 · 10 -1 + 1,96 · 10 -3 = 6,600 м 3 .

Исходя из того, что 1 л ацетона разливается на 1 м 2 площади пола, расчетная площадь испарения S р = 3600 м 2 ацетона превысит площадь пола помещения. Следовательно, за площадь испарения ацетона принимается площадь пола помещения, равная 50 м 2 .

Интенсивность испарения равна:

W исп = 10 -6 · 3,5 · 24,54 = 0,655 · 10 -3 кг/(с · м 2).

Масса паров ацетона, образующихся при аварийной разгерметизации аппарата т, кг, будет равна

т = 0,655 · 10 -3 · 50 · 3600 = 117,9 кг.

2 Определить массу газообразного этилена, образующегося при испарении пролива сжиженного этилена в условиях аварийной разгерметизации резервуара.

Данные для расчета

Изотермический резервуар сжиженного этилена объемом V и.р.э = 10000 м 3 установлен в бетонном обваловании свободной площадью S об = 5184 м 2 и высотой отбортовки Н об = 2,2 м. Степень заполнения резервуара a = 0,95.

Ввод трубопровода подачи сжиженного этилена в резервуар выполнен сверху, а вывод отводящего трубопровода снизу.

Диаметр отводящего трубопровода d тp = 0,25 м. Длина участка трубопровода от резервуара до автоматической задвижки, вероятность отказа которой превышает 10 -6 в год и не обеспечено резервирование ее элементов, L= 1 м. Максимальный расход сжиженного этилена в режиме выдачи G ж.э = 3,1944 кг/с. Плотность сжиженного этилена r ж.э при температуре эксплуатации Т эк = 169,5 К равна 568 кг/м 3 . Плотность газообразного этилена r г.э при Т эк равна 2,0204 кг/м 3 . Молярная масса сжиженного этилена М ж.э = 28 · 10 -3 кг/моль. Мольная теплота испарения сжиженного этилена L иcn при Т эк равна 1,344 · 10 4 Дж/моль. Температура бетона равна максимально возможной температуре воздуха в соответствующей климатической зоне T б = 309 К. Коэффициент теплопроводности бетона l б =1,5Вт/(м· К). Коэффициент температуропроводности бетона а = 8,4 · 10 -8 м 2 /с. Минимальная скорость воздушного потока u min = 0 м/с, а максимальная для данной климатической зоны u max = 5 м/с. Кинематическая вязкость воздуха n в при расчетной температуре воздуха для данной климатической зоны t р = 36 ° С равна 1,64 · 10 -5 м 2 /с. Коэффициент теплопроводности воздуха l в при t р равен 2,74 · 10 -2 Вт/(м · К).

При разрушении изотермического резервуара объем сжиженного этилена составит

Свободный объем обвалования V об = 5184 · 2,2 = 11404,8 м 3 .

Ввиду того, что V ж.э < V об примем за площадь испарения S исп свободную площадь обвалования S об, равную 5184 м 2 .

Тогда массу испарившегося этилена m и.э с площади пролива при скорости воздушного потока u = 5 м/с рассчитывают по формуле (И.2)

Масса m и.э при u = 0 м/с составит 528039 кг.

Что собой представляет ацетон? Формула этого кетона рассматривается в школьном курсе химии. Но далеко не все имеют представление о том, как опасен запах данного соединения и какими свойствами обладает это органическое вещество.

Особенности ацетона

Ацетон технический является самым распространенным растворителем, применяемым в современном строительстве. Так как данное соединение имеет невысокий уровень токсичности, его также применяют в фармацевтической и пищевой промышленности.

Ацетон технический используется в качестве химического сырья при производстве многочисленных органических соединений.

Медики считают его наркотическим веществом. При вдыхании концентрированных паров ацетона возможно серьезное отравление и поражение центральной нервной системы. Данное соединение представляет серьезную угрозу для подрастающего поколения. Токсикоманы, которые используют пары ацетона для того, чтобы вызвать состоянием эйфории, сильно рискуют. Медики опасаются не только за физическое здоровье детей, но и за их психическое состояние.

Смертельной считается доза от 60 мл. При попадании в организм значительного количества кетона наступает потеря сознания, а через 8-12 часов - смерть.

Физические свойства

Данное соединение при нормальных условиях находится в жидком состоянии, не имеет цвета, обладает специфическим запахом. Ацетон, формула которого имеет вид СН3СНОСН3, обладает гигроскопическими свойствами. Данное соединение в неограниченных количествах смешивается с водой, этиловым спиртом, метанолом, хлороформом. У него невысокая температура плавления.

Особенности использования

В настоящее время область применения ацетона достаточно широка. Его по праву считают одним из самых востребованных продуктов, применяемых при создании и производстве лакокрасочных материалов, в отделочных работах, химической промышленности, строительстве. Все в большем количестве ацетон применяют для обезжиривания меха и шерсти, удаления из смазочных масел воска. Именно этим органическим веществом пользуются маляры и штукатуры в своей профессиональной деятельности.

Как сохранить ацетон, формула которого СН3СОСН3? Для того чтобы защитить это летучее вещество от негативного воздействия ультрафиолетовых лучей, его помещают в пластиковые, стеклянные, металлические флаконы подальше от УФ.

Помещение, где предполагается размещение существенного количества ацетона, необходимо систематически проветривать и установить качественную вентиляцию.

Особенности химических свойств

Название данное соединение получило от латинского слова «ацетум», означающее в переводе «уксус». Дело в том, что химическая формула ацетона C3H6O появилась гораздо позже, чем было синтезировано само вещество. Его получали из ацетатов, а затем использовали для изготовления ледяной синтетической уксусной кислоты.

Первооткрывателем соединения считают Андреаса Либавиуса. В конце XVI века путем сухой перегонки ацетата свинца ему удалось получить вещество, химический состав которого был расшифрован только в 30-х годах XIX века.

Ацетон, формула которого СН3СОСН3, до начала XX века получали путем коксования древесины. После повышения спроса во время Первой мировой войны на это органическое соединение, стали появляться новые способы синтеза.

Ацетон (ГОСТ 2768-84) является технической жидкостью. По химической активности данное соединение является одним из самых реакционноспособных в классе кетонов. Под воздействием щелочей наблюдается адольная конденсация, в результате которой образуется диацетоновый спирт.

При пиролизе из него получают кетен. В реакции с циановодородом образуется ацетонцианидангидрин. Для пропанона характерно замещение атомов водорода на галогены, происходящее при повышенной температуре (либо в присутствии катализатора).

Способы получения

В настоящее время основное количество кислородсодержащего соединения получают из пропена. Технический ацетон (ГОСТ 2768-84) должен обладать определенными физическими и эксплуатационными характеристиками.

Кумольный способ состоит из трех стадий и предполагает производство ацетона из бензола. Сначала путем его алкилирования с пропеном получают кумол, затем окисляют полученный продукт до гидропероксида и расщепляют его под воздействием серной кислоты до ацетона и фенола.

Кроме того, это карбонильное соединение получают при каталитическом окислении изопропанола при температуре около 600 градусов по Цельсия. В качестве ускорителей процесса выступают металлическое серебро, медь, платина, никель.

Среди классических технологий производства ацетона особый интерес представляет реакция прямого окисления пропена. Данный процесс осуществляется при повышенном давлении и присутствии в качестве катализатора хлорида двухвалентного палладия.

Также можно получить ацетон путем брожения крахмала под воздействием бактерий Clostridium acetobutylicum. Кроме кетона среди продуктов реакции будет присутствовать бутанол. Среди недостатков этого варианта получения ацетона отметим несущественный процентный выход.

Заключение

Пропанон является типичным представителем карбонильных соединений. Потребители знакомы с ним как с растворителем и обезжиривателем. Он незаменим при изготовлении лаков, лекарственных препаратов, взрывчатых веществ. Именно ацетон входит в состав клея для кинопленки, является средством для очистки поверхностей от монтажной пены и суперклея, средством промывки инжекторных двигателей и способом повышения октанового числа горючего, и т.п.

Название компонента	Коэффициенты уравнения Антуана
Бутанол-1
Винилацетат
Метилацетат
Морфолин
Муравьиная кислота
Уксусная кислота
Пирролидин
Бензиловый спирт
Этантиол
Хлорбензол
Трихлорэтилен *
Хлороформ
Триметилборат *
Метилэтилкетон
Этиленгликоль
Этилацетат
2-Метил-2-пропанол
Диметилформамид

Примечания: 1)

* данные.

Основная литература

Серафимов Л.А., Фролкова А.К. Фундаментальный принцип перераспределения полей концентраций между областями разделения как основа создания технологических комплексов. Теор. основы хим. технол.,1997–Т. 31, №2. с.184–192.

Тимофеев В.С., Серафимов Л.А. Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза.- М.: Химия, 1992. 432 с.

Коган В. Б. Азеотропная и экстрактивная ректификация.– Л.: Химия,1971. 432с.

Свентославский В.В. Азеотропия и полиазеотропия. – М.:Химия, 1968. –244 с.

Серафимов Л.А., Фролкова А.К. Общие закономерности и классификация бинарных жидких растворов в терминах избыточных термодинамических функций. Методические указания. – М.: А/О Росвузнаука,1992. 40 с.

Уэйлес С. Фазовые равновесия в химической технологии. Т.1. – М.:Мир,1989. 304 с.

Термодинамика равновесия жидкость-пар./ Под редакцией Морачевского А.Г.  Л.: Химия, 1989.344 с.

Огородников С.К., Лестева Т.М., Коган В.Б. Азеотропные смеси. Справочник.Л.: Химия, 1971.848 с.

Коган В.Б., Фридман В.М., Кафаров В.В. Равновесие между жидкостью и паром. Справочное пособие, в 2-х томах. М.-Л.: Наука, 1966.

Людмирская Г.С., Барсукова Т.В., Богомольный А.М. Равновесие жидкость пар. Справочник. Л.: Химия, 1987.336 с.

Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей.Л.: Химия, 1982. 592 с.

Белоусов В.П., Морачевский А.Г. Теплоты смешения жидкостей. Справочник. Л.: Химия, 1970 256 с.

Белоусов В.П., Морачевский А.Г., Панов М.Ю. Тепловые свойства растворов неэлектролитов. Справочник.  Л.: Химия, 1981.264 с.

Испарение – это переход жидкости в пар со свободной поверхности при температурах ниже точки кипения жидкости. Испарение происходит в результате теплового движения молекул жидкости. Скорость движения молекул колеблется в широких пределах, сильно отклоняясь в обе стороны от ее среднего значения. Часть молекул, имеющих достаточно большую кинетическую энергию, вырывается из поверхностного слоя жидкости в газовую (воздушную) среду. Избыточная энергия теряемых жидкостью молекул затрачивается на преодоление сил взаимодействия между молекулами и работу расширения (увеличения объема) при переходе жидкости в пар.

Испарение является эндотермическим процессом. Если к жидкости не подводится извне тепло, то в результате испарения она охлаждается. Скорость испарения определяется количеством пара, образующегося за единицу времени на единице поверхности жидкости. Это необходимо учитывать в производствах, связанных с применением, получением или переработкой легковоспламеняющихся жидкостей. Увеличение скорости испарения при повышении температуры приводит к более быстрому образованию взрывоопасных концентраций паров. Максимальная скорость испарения наблюдается при испарении в вакуум и в неограниченный объем. Это можно объяснить следующим образом. Наблюдаемая скорость процесса испарения является суммарной скоростью процесса перехода молекул из жидкой фазы V 1 и скоростью конденсации V 2 . Суммарный процесс равен разности этих двух скоростей: . При постоянной температуре V 1 не изменяется, а V 2 пропорциональна концентрации пара. При испарении в вакуум в пределе V 2 = 0 , т.е. суммарная скорость процесса максимальная.

Чем больше концентрация пара, тем выше скорость конденсации, следовательно, ниже суммарная скорость испарения. На поверхности раздела между жидкостью и ее насыщенным паром скорость испарения (суммарная) близка к нулю. Жидкость, находящаяся в закрытом сосуде, испаряясь, образует насыщенный пар. Насыщенным называется пар, находящийся в динамическом равновесии с жидкостью. Динамическое равновесие при данной температуре наступает тогда, когда число испаряющихся молекул жидкости равно числу конденсирующихся молекул. Насыщенный пар, выходя из открытого сосуда в воздух, разбавляется им и становится ненасыщенным. Следовательно, в возду

хе помещений, где находятся емкости с горячими жидкостями, имеется ненасыщенный пар этих жидкостей.

Насыщенные и ненасыщенные пары оказывают давление на стенки сосудов. Давлением насыщенного пара называют давление пара, находящегося в равновесии с жидкостью при данной температуре. Давление насыщенного пара всегда выше, чем ненасыщенного. Оно не зависит от количества жидкости, величины ее поверхности, формы сосуда, а зависит только от температуры и природы жидкости. С повышением температуры давление насыщенного пара жидкости увеличивается; при температуре кипения давление пара равно атмосферному. Для каждого значения температуры давление насыщенного пара индивидуальной (чистой) жидкости постоянно. Давление насыщенного пара смесей жидкостей (нефти, бензина, керосина и др.) при одной и той же температуре зависит от состава смеси. Оно увеличивается с увеличением содержания в жидкости низкокипящих продуктов.

Для большинства жидкостей давление насыщенного пара при различной температуре известно. Значения давления насыщенных паров некоторых жидкостей при различных температурах приведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1

Давление насыщенных паров веществ при различных температурах

Вещество	Давление насыщенных паров, Па, при температуре, К
Бутилацетат Бакинский авиационный бензин Метиловый спирт Сероуглерод Скипидар Этиловый спирт Этиловый эфир Этилацетат

Найденное по табл.

5.1 давление насыщенного пара жидкости является составной частью общего давления смеси паров с воздухом.

Допустим, что смесь паров с воздухом, образуемая над поверхностью сероуглерода в сосуде при 263 К, имеет давление 101080 Па. Тогда давление насыщенного пара сероуглерода при этой температуре равно 10773 Па. Следовательно, воздух в этой смеси имеет давление 101080 – 10773 = 90307 Па. С повышением температуры сероуглерода

давление насыщенных паров его увеличивается, давление воздуха уменьшается. Общее давление остается постоянным.

Часть общего давления, приходящаяся на долю данного газа или пара, называется парциальным. В данном случае давление паров сероуглерода (10773 Па) можно назвать парциальным давлением. Таким образом, общее давление паровоздушной смеси складывается из суммы парциальных давлений паров сероуглерода, кислорода и азота: Р пар + + = Р общ. Поскольку давление насыщенных паров составляет часть общего давления смеси их с воздухом, появляется возможность по известному общему давлению смеси и давлению паров определять концентрации паров жидкостей в воздухе.

Давление насыщенного пара жидкостей обусловлено числом молекул, ударяющихся о стенки сосуда, или концентрацией паров над поверхностью жидкости. Чем выше концентрация насыщенного пара, тем больше будет его давление. Связь между концентрацией насыщенного пара и его парциальным давлением можно найти следующим образом.

Допустим, что удалось бы отделить пар от воздуха, причем давление в той и другой частях осталось бы равным общему давлению Р общ. Тогда объемы, занимаемые паром и воздухом, соответственно уменьшились бы. Согласно закону Бойля – Мариотта, произведение давления газа на его объем при постоянной температуре есть величина постоянная, т.е. для нашего гипотетического случая получим:

.