расчет давления

[pelulkin]

приветствую коллег
надеюсь на ваш опыт и прошу помощи в расчете.
реакция вобщем выглядит как нагревание некоего в-ва с ~7М NН3/МеОН в закрытом сосуде.
дано:
сосуд на 300мл , выдерживает 10атм.
Т=80С
например 25мл 7М NН3/МеОН
вопрос:
какое будет давление с такими данными?
ну или сколько можно влить 7М NН3/МеОН и не взорваться?

[amik]

Не совсем это органика, вернее совсем не
Расчет равновесия аммиак-метанол представляет собой весьма нетривиальную задачу, гораздо проще воспользоваться литературными данными. Например, из свежей работы
Experimental Investigation of the Solubility of Ammonia in Methanol, J. Chem. Eng. Data, 2007, 52 (5), pp 1653–1659, DOI: 10.1021/je700033y

NH3 in methanol.jpg

Ваш раствор находится где-то в области, оконтуренной красной. Соответственно можно предположить , что давление в системе вряд-ли превысит 5-6 атм даже с учетом давления паров метанола, которое при 80^оС составляет около 2 атмосфер.
Вывод - заполнять свой автоклав можете любым количеством раствора, на давление в сосуде это практически не повлияет.
Статья прилагается.

[darkweder]

Такой же вопрос возник:
Имеется 25% раствор аммиака в воде(13,38М)
Проводится реакция с дихлорэтаном, для получения этилендиамина
C2H4Cl2+2NH3=[C2H4(NH3)2]Cl2
Температура автоклава 373К, как вести расчет давления?
Ведь тут не просто аммиак, а его водный раствор, который растворяется в присутствующей воде. ДХЭ который при этой температуре будет газом.
Загрузки будут такими: 780мл нашатырного спирта
48гр ДХЭ
объем сосуда 3л
Желательно бы помощь формулами, чтобы на будующее ее использовать

[amik]

Считайте по отдельности давление над 25%-ным водным аммиаком и дихлорэтаном при заданной температуре и суммируйте. Это будет максимально возможное давление в системе.

[darkweder]

т.е. считать что весь аммиак вышел из раствора?

[amik]

Нет, при таком количестве жидкой фазы в автоклаве все не испарится и надо смотреть равновесное давление над раствором аммиака при заданной температуре.
По Справочнику химика (т.3 с.344) давление над ~25% раствором при 97^оС - 7атм, при 107^оС около 8,5 атм. Считайте это максимальным вкладом нашатырного спирта в общее давление.
Давление дихлорэтана упрощенно можно посчитать по уравнению Менделеева-Клапейрона.

[stearan]

т.к. аммиачная вода в системе находится в избытке, она и будет большей частью определять погодудавление.
для оценки верхнего предела P условно считаем, что система уже нагрелась до Треакции, но прореагировать еще ничего не успело.
при этом часть загруженных реактантов уже будет находиться в паровой фазе, и поскольку аммиак из них самый летучий,
в жидкости его уже будет не 25%, а чуть поменьше; равновесное давление создаваемое только лишь ам.водой будет cca 700kPa.
если дихлорэтан (кстати, какой: 1,1- или 1,2- ?) - как негласно постулировал ув.коллега amik - не смешивается с ам.водой,
то его давление действительно можно "приплюсовать", однако идеально-газовый закон тут нипричийом,
т.к. давление созданное ам.водой выше равновесного давления паров дихлорэтана;
следовательно, дихлоретану "не дают" испариться полностью, и максимум давления, которое он может добавить в систему,
ограничен как-раз его равновесным давлением насыщенного пара (при 373K = 355kPa для 1,1- или 164kPa для 1,2-дихлорэтана).

[amik]

Видимо топикстартером имеется в виду 1,2-дихлорэтан, с аммиачком он как раз дает ходовой этилендиамин.
Теперь позвольте не согласиться с отдельным тезисом, коллега stearan.

т.к. давление созданное ам.водой выше равновесного давления паров дихлорэтана;
следовательно, дихлоретану "не дают" испариться полностью

В первом приближении парциальное давление одного компонента практически не оказывает влияние на давление другого, если система далека от критических параметров, как в рассматриваемом случае (фактор химического взаимодействия пока опускаем). Т.е. давление аммиака и водяного пара практически не препятствует испарению дихлорэтана.

однако идеально-газовый закон тут нипричийом...

Посмотрев внимательнее на загрузки, безусловно соглашусь с Вами. Указанное количество дихлорэтана не испарится полностью в данном объеме и потенциально создаваемое им давление определяется величиной для насыщенного пара при 100^оС

[stearan]

...парциальное давление одного компонента практически не оказывает влияние на давление другого, если система далека от критических параметров...

согласен. полностью справедливо для идеальных газовых смесей. здесь мне с первого взгляда показался важным эффект гетеро-азео DCE-H2O, однако скорее всего погорячился, т.к. в паро-газе основным компонентом будет не водяной пар, а NH3.
когда разбежится реакция,

EDfromDCE.PNG

образующиеся диамин и HCl сразу будут связываться в соль и растворяться в воде, от чего давление по всем статьям пойдет вниз.

[young]

Уважаемые коллеги,
можно и я в этой ветке спрошу? Нужно прикинуть давление смеси нитрометан/безводный HF.
Ну, например, 500 г нитрометана и 500 г HF в 2-литровом автоклаве при нагреве до 50, 60 и 70*С?

[SkydiVAR]

HF безводный? Точно? Как конденсировали? Сосуд из чего изготовлен?

[young]

HF - безводный из цилиндра. Цилиндр ставится на ночь в холодильник, утром открывается вентиль и сливается HF в литровую FEP бутыль. Бутыль хранится в холодильнике, и используется по мере надобности.
Сосуд - толстостенный PTFE.
По давлению можете что подсказать?

[Sovetnik]

Нужно прикинуть давление смеси нитрометан/безводный HF.

Давление будет определяться давлением фтористого водорода над жидкой фазой, как более летучего компонента, при указанных температурах - несколько атмосфер, примерно от 3 до 5.

Поищите в справочниках более точную зависимость давления от температуры.

Вот график давлений до 40 град, можно и дальше экстраполировать.

[young]

Спасибо, Sovetnik!
На глаз экстраполирование до 70*С даёт не больше 4 атм.