Увеличение степени защиты стали от коррозии в нейтральных и кислых средах
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
?нга) за техническим состоянием оборудования, а также использование ИК или их комбинаций, является необходимым условием современных технологий.
В связи с этим, разработка новых средств диагностики и ингибиторов коррозии для защиты технологического оборудования от коррозии при интенсивном теплообмене по-прежнему актуальна.
2. Обсуждение результата термодинамического анализа
2.1 Эмпирические методы раiета термодинамических величин
Поскольку раiет термодинамических величин для рассматриваемых соединений представляет собой нетривиальную задачу, целесообразно рассмотреть в рамках данного раздела основные приближенные методы их вычисления.
Получение информации о недостающих физико-химических величинах с помощью приближенных методов основывается на корреляциях, которые могут либо быть сугубо эмпирическими, либо опираться на определенные теоретические концепции. Последние сочетают частично теоретическую форму с эмпирическими константами, найденными по экспериментальным данным. В настоящее время наиболее важным базисом для разработки полутеоретических корреляций является теория термодинамического подобия [12, 19].
2.1.1 Метод Неймана-Коппа
В этом случае используется правило сложения теплоемкостей элементов, составляющих соединение, а именно:
Cp = , (1)
где cp теплоемкость соединения, ср,i теплоемкость составляющего его i го элемента (с учетом количества атомов).
Установлено, что погрешность раiета по данному методу не превышает допустимую при раiете термодинамических величин (8%) [18].
2.1.2 Методы приближенного раiета энтропии и теплот образования веществ
В соответствии с индивидуальной температурной зависимостью теплот образования веществ и их энтропий:
= + ;(2)
S0T,i = ?S0298, i +;(3)
При наличии расiитанных интегралов задача сводится к определению и ?S0298, i , для большинства соединений являющихся справочными величинами; в случае необходимости вычисления приведенных характеристик для малоизученных соединений применяют приближенные методы раiета, некоторые из которых рассмотрены ниже.
При отсутствии сведений о теплотах образования или сгорания можно вычислить теплоту образования при 298 К методом Коттрелла по энергии связей. Но, поскольку в справочных таблицах приведены усредненные значения энергии связей, без учета конкретного влияния образующихся индивидуальных связей в соединении, то результат раiета может существенно отличаться от экспериментальных данных.
Значения теплот образования могут быть расiитаны также при использовании теплового эффекта реакции, вычисляемого из равновесных данных по уравнению Гиббса-Гельмгольца [4, 13].
Для вычисления ?S0298, i жидких элементорганических соединений основным исходным параметром является температура плавления в виду того, что для рассматриваемого соединения определить эту величину не представляется возможной, определение энтропии производится полуэмпирическими зависимостями [4, 26].
2.2 Раiет термодинамических характеристик основной реакции
В данной работе предлагается использовать борат метилфосфит в качестве ингибитора коррозии в нейтральных средах, получаемого по схеме [24]:
Для раiета термодинамических параметров процесса необходимо знать зависимость теплоемкости от температуры для каждого соединения вида:
Cp = f(t) = ?a + ?b T + ?c`/T2 + ?cT2, (4)
где a, b, c, c`- коэффициенты (табличные значения для Н3ВО3 и С2Н7РО3), а также значения H298, S298 .
Поскольку значения указанных величин для целевого продукта частично неизвестны, расiитаем их, используя методы, рассмотренные в разделе 2.1.1.
Получим зависимость теплоемкости от температуры, используя метод Неймана - Коппа. В этом случае используется правило сложения теплоемкостей элементов, составляющих соединение:
Cp = ,
где cp теплоемкость соединения, ср,i теплоемкость составляющего его i го элемента (с учетом количества атомов).
Таблица 2.1 Исходные данные для раiета теплоемкости борат метилфосфита
Элемент (вещество)ср = f(T)Литературный источникаb 103c`10-5Р16,96114,901-[17]C17,174,27-8,79[16]Н227,33,270,5[17]O229,984,2-1,7[16]В16,05610,01-6,28[15]
?a = ;
?a =16,9613 + 17,172 + 27,35,5 + 29,98 5,5 + 16,0562 = 432,375
остальные коэффициенты ряда расiитываются аналогично:
?b = 114,33810-3
?c` = 36,74105
cp = 432,375 + 114,33810-3Т 36,74105/Т2
Определение зависимости теплоемкости от температуры были произведены экспериментальным путем.
Чтобы сравнить значения теплоемкости, расiитанные с помощью рассмотренного метода, и полученные экспериментально [24], представим результаты раiетов, выполненных аналогично рассмотренным, в виде таблицы, а затем построим графики зависимости теплоемкости от температуры.
Таблица 2.2 Результаты раiета изобарной теплоемкости
Температура
Т,КРаiет по методу
Неймана-Коппа
Ср, Дж/(мольК)Экспериментальное определение
Ср, Дж/(мольК)353443,26430,32363446,00435,15373448,62442,45383451,12448,59393453,53456,87403455,84459,25413458,06462,37423460,21464,01
Рисунок 2.1 Зависимость теплоемкости борат метилфосфита от температуры.
Как видно из графиков (рисунок 2.1) , расiитанная по методу Неймана-Коппа теплоемкость несколько различается, однако максимальная разница между значениями не превышает допустимых 8 % [18] (для температуры 353 К, где разница ма