RU  |  EN

ISSN  1684-792X

Issues:


Sections:

Issue 47

MATHEMATICS AND PHYSICS

UDK: 536.17:622.276

EXPERIMENTAL RESEARCH OF PHASE TRANSITIONS IN WATER-ALCOHOL SOLUTIONS

BAZAEV Emil Akhmedovich


The experimental data for p, ρ ,T,x -dependences of water, alcohols (methanol, ethanol, n-propanol) and their binary solutions of 0.2, 0.5, 0.8 molar fraction of alcohol (x) in two-phase, single phase, near-critical and supercritical conditions the parameters of phase transitions and critical state. The data obtained thermodynamic surface (p, ρ ,T) x along the space curve of coexistence of liquid and vapor phases are described by a polynomial equation of the form QUOTE , where ω = ρ/ρ к , τ = Т / Т к , with an error not exceeding 1.5%. To describe the density dependence of the temperature on the coexistence curve and critical region of the scaling equations of the form used QUOTE and QUOTE If the value of the critical exponent β 0 = 0.365±0.002 and the values of the amplitudes of В 0 = (1.2–2.4)±0.01 magnitude of relative error is 2–3% (depending on the composition of solution x and the number of carbon atoms of the molecule of alcohol).

Keywords: концентрация; concentration; критические показатели; температура; давление; плотность; мольные доли; компонент; фаза; фазовое равновесие; амплитуда; параметр порядка; приведенные параметры; кривая сосуществования; рабочее вещество; теплоноситель; растворитель; экстракция; фактор сжимаемости; скейлинговое уравнение; temperature; pressure; density; molar fractions of the component; phase; phase equilibrium; amplitude of order parameter; critical exponents; given parameters; coexistence curve; working medium coolant; solvent extraction; compressibility factor; scaling equation.

Pages: 29 - 40

Date: 15.03.2012

Bibliography:

  • Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. Статистическая физика. Ч. 1. 3-е изд. М., 1976.
  • Кириллин В.А., Шейндлин А.Е. Исследование термодинамических свойств веществ. М.: Госэнергоиздат, 1963.
  • Стенли Г. Фазовые переходы и критические явления. М.: Мир, 1973. 419 с.
  • Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей. 3-е изд. / пер. с англ.; под ред. Б.И. Соколова. Л.: Химия, 1982. 592 с.
  • Поташинский А.З., Покровский В.Л. Флуктационная теория фазовых переходов. 2-е изд., перераб. М.: Наука, 1982. 382 с.
  • Анисимов М.А. Критические явления в жидкостях и жидких кристаллах. М.: Наука, 1987. 271 с.
  • Новиков И.И. О возможности построения единого уравнения состояния системы жидкость – газ на основе закономерностей теории критических явлений // Докл. АН СССР. 1994. Т. 335. № 3. С. 308.
  • Уэйлес С. Фазовые равновесия в химической технологии: в 2 ч. Ч. 1. М.: Мир, 1989. 304 с.
  • Уэйлес С. Фазовые равновесия в химической технологии: в 2 ч. Ч. 2. М.: Мир, 1989. 360 с.
  • Калафати Д.Д., Рассказов Д.С., Петров Е.К. Экспериментальное исследование p,v,T-зависимости этилового спирта // Теплоэнергетика. 1967. Т. 14. С. 77–81.
  • Мамедов И.А., Алиев А.А. Исследование уравнения состояния водных растворов спиртов // ТВТ. 1984. № 7. С. 54–58.
  • Голубев И.Ф., Васильковская Т.Н., Золин В.С. Экспериментальное исследование плотности алифатических спиртов в широком диапазоне температур и давлений // ИФЖ. 1980. Т. 38. С. 399–401.
  • Козлов А.Д. Метанол: Уравнения для расчета теплофизических свойств / Рос. центр стандартизации, информатизации и сертификации материалов. М., 2002.
  • Зубарев В.Н., Прусаков П.Г., Сергеев Л.В. Теплофизические свойства метилового спирта / ГСССД. М., 1973.
  • Bich E., Ramsdorf M., Opel G. Zweite Virialkoeffizienten von Ethanol // Z. Chemie Phys. Leipzig. 1984. Vol. 265. № 2. S. 401–404.
  • Lydersen A.L., Tsochev V. Critical Temperatures and Pressures and High Temperature Vapor Pressures of Seven Alcohols // Chem. Eng. Technol. 1990. Vol. 13. P. 125–130.
  • K.M. de Reuck, Craven R.J.B. Methanol. International Thermodynamic Tables of the Fluid State-12. Blackwell Scientific. Oxford, 1993.
  • Aliev M.M., Magee J.W., Abdulagatov I.M. PVTx and Isochoric Heat Capacity Measurements for Aqueous Methanol Solutions // Int. J. Thermophys. 2003. Vol. 24. P. 1527–1551.
  • Straty G.C., Palavra A.M.F., Bruno T.J. PVT properties of methanol at temperatures to 300 degrees // Int. J. Thermophys. 1986. Vol. 7. P. 1077–1089.
  • Никитин Е.Д. Критические свойства термонестабильных веществ: методы измерений, некоторые результаты, корреляции // ТВТ. 1998. Т. 36. № 2. С. 332.
  • Попов В.Н., Малов Б.А. // Тр. МЭИ. М., 1972. С. 129–133.
  • Osada O., Sato M., Uematsu M. Thermodynamic properties of {xCH3OH+(1-x)H2O} with x = (1.0000 and 0.4993) in the temperature range from 320 K to 420 K at pressures up to 200 MPa // J. Chem. Thermodyn. 1999. Vol. 31. P. 451–464.
  • Агаев Н.А., Пашаев А.А., Керимов А.М. Экспериментальное определение плотности водных растворов этилового спиртва при высоких давлениях и различных температурах // ЖФХ. 1974. № 48. C. 1616.
  • Xiao C., Bianchi H., Tremaine P.R. Excess molar volumes and densities of (methanol + water) at temperatures between 323 K and 573 K and pressures of 7.0 MPa and 13.5 MPa // J. Chem. Thermodyn. 1997. Vol. 29. P. 261–286.
  • Сафаров Дж.Т., Шахвердиев А.Н. Исследование теплофизических свойств растворов этиловый спирт – вода // ТВТ. 2001. Т. 39. № 3. С. 424–429.
  • Shahverdiyev A.N., Safarov J.T. P-ρ-T and Ps-ρs-Ts properties of methanol – water and n-propanol – water solutions in wide range of state parameters // Phys. Chem. Chem. Phys. 2002. Vol. 4. P. 979.
  • Barr-David F., Dodge B.F. Vapor-liquid equilibrium at high pressures. The systems ethanol –water and 2-propanol-water // J. Chem. Eng. Data. 1959. Vol. 4. P. 107–121.
  • An apparatus for vapor-liquid equilibrium at elevated temperatures and pressures and selected results for the water-ethanol and methanol – ethanol systems / V. Niesen, A.M.F. Palavra, A.J. Kidney, V.F. Yesavage // Fluid Phase Equilibria. 1986. Vol. 31. P. 283–298.
  • Griswold J., Haney J.D., Klein V.A. Ethanol-Water System. Vapor-Liquid Properties at High Pressures // Ind. Eng. Chem. 1943. Vol. 35. P. 666–672.
  • Marshal W.L., Jones E.V. Liquid-Vapor Critical Temperatures of Several Aqueous-Organic and Organic-Organic Solution Systems // J. Inorg. Nucl. Chem. 1974. Vol. 36. P. 2319–2323.
  • Wormald C.J., Yerlett T.K. Molar enthalpy increments for (0.5 H2O+0.5 CH3OH) at temperatures up to 573.2 K and pressures up to 13.0 MPa // J. Chem. Thermodyn. 2000. Vol. 32. P. 97–105.
  • Hyncica P., Hnedkovsky L., Cibulka I. Partial molar volumes of organic solutes in water. Methanol(aq), ethanol (aq), 1-propanol(aq), and 2- propanol(aq) at 298.15 K to 573.15 K and at pressures up to 30 MPa // J. Chem. Thermodyn. 2004. Vol. 36. N 12. P. 1095–1103.
  • Абдулагатов А.М., Степанов Г.В., Абдулагатов И.М. Критические свойства водных растворов. Ч. 1. Экспериментальные данные // Теплоэнергетика. 2008. № 8. С. 72.
  • Абдулагатов А.М., Степанов Г.В., Абдулагатов И.М. Критические свойства водных растворов. Ч. 2 // Теплоэнергетика. 2008. № 9. С. 70.
  • Термические свойства системы вода – этанол в около- и сверхкритическом состояниях / А.А. Абдурашидова, А.Р. Базаев, Э.А. Базаев, А.М. Абдулагатов // ТВТ. 2007. Т. 45. № 2. С. 208–216.
  • Абдурашидова А.А., Базаев А.Р. Термические свойства водного раствора метанола состава 0.5 мол. доли в широком интервале параметров состояния // Физика. НАН Азербайджана. 2007. Т. 13. № 1–2. С. 68–70.
  • Базаев Э.А., Базаев А.Р., Абдурашидова А.А. Экспериментальное исследование критического состояния водных растворов алифатических спиртов // ТВТ. 2009. Т. 47. № 2. С. 215.
  • Базаев Э.А., Базаев А.Р. Термодинамические свойства бинарных смесей технологически важных веществ в околокритическом и сверхкритическом состоянии // Журнал СКФ-ТП. 2010. T. 5. № 3. С. 15–31.
  • Базаев А.Р. Р,v,T,x-измерения и термодинамические свойства водных растворов углеводородов в сверхкритических условиях: дис. … д-ра тех. наук. Махачкала: Институт проблем геотермии ДНЦ РАН, 1997. 264 с.
  • Мюнстер А. Химическая термодинамика. Изд. 2-е, стер. М.: Едиториал УРСС, 2002. 296 с.
  • Шиманский Ю.И., Шиманская Е.Т. Расширенное масштабное уравнение для параметра порядка бензола в области фазового равновесия жидкость – пар // ЖФХ. 1996. Т. 70. № 3. С. 443.
  • Шиманская Е.Т., Олейникова А.В., Шиманский Ю.И. Форма кривой сосуществования вблизи критической точки неона и дейтерводорода // Физика низких температур. 1990. Т. 16. № 11. С. 1377–1382.
  • Шиманская Е.Т., Шиманский Ю.И., Олейникова А.В. О критическом индексе β кривой сосуществования азота // ЖФХ. 1992. Т. 66. № 4. С. 1054–1061.
  • Alekhin A.D. Critical indices for systems of different space dimensionality // Journal of Molecular Liquids. 2005. Vol. 120. P. 43–45.

Download full text


Back to Table of Contents