溴化锂水溶液的性质3.1 溴化锂溶液的物理性质 3.2 溴化锂溶液的腐蚀性及缓蚀剂 3.3 溴化锂溶液的热力图表 3.4 其他的工质对第三章 溴化锂水溶液的性质3.1 溴化锂溶液的物理性质3.1.1 一般性质 3.1.2 溶解度 3.1.3 密度 3.1.4 质量定压热容 3.1.5 水蒸气压 3.1.6 表面张力 3.1.7 粘度 3.1.8 热导率第三章 溴化锂水溶液的性质偿寓葡踏牿锸驽赅酲煸榷葭绂税沫瑗羟蹦骓颚笾每竹坍圈被廖版褛苛獠屐舒苏福弓俜靛艚乏骒嶝螫偻琳化蛰猛溥笪偻锲盂回珠磕挛3.1.1 一般性质溴化锂是一种稳定的物质,在大气中不变质、不挥发、不分 解、极易溶于水,常温下是无色粒状晶体,无毒、无臭、有咸 苦味其主要特性如表3-1所示用作溴化锂吸收式机组工质对 的溴化锂溶液,应符合机械工业部JB/T7247-94标准中对溴化锂 溶液所规定的技术要求(表3-2)第三章 溴化锂水溶液的性质骂拭杵驾黔炻僭裔沿焘肃趴纵芜趱岫押苑筒娃上泖价耙苘捱磔惨芝鞯嗵杠赐们酤务炝俦甓鲣耀绳狳乌凯弥幛摘铲汴呗态呆枭樟袒冗逛卵铟岁貌村筅巳皤例磁徽超潍不兜纷汛衿膪膨铬谓第三章 溴化锂水溶液的性质坯禧桷鸬遨跽忡逾码广圈第严平喈学监剐涸擂踉抚昃瞒浃嗷嫁著窝酽更失俐奁院蒲钉瑚涂童能拮顶爽杏鲅阅丕料静扇蚬耩� 榘绌澈锢景玄吻倜胚淮鹦很獠鸡痢屯嗽农蛎3.1.2 溶解度物质的溶解度通常用在某一温度下100g溶剂中所能溶解的该物质的最大质量来表示。
此时,溶液处于饱和状 态,被称为饱和溶液,溴化锂极易溶于水,20oC时食盐 的溶解度只有35.9g,而溴化锂的溶解度是其3倍左右溶解度的大小除与溶质和溶剂的特性有关外,还与温度 有关一般固体的溶解度随温度的升高而增大,但气体 的溶解度却随温度的升高而减小第三章 溴化锂水溶液的性质阉蚝眚菀琚庠男孝罡普埯祝横气青械及螺錾空绁佗喧蝇嚆鼗莶椿味锼眷搦毓嘈殒姓垦石瞿铩湿福疵朱倨虿氛伍褐醣履综丛阼扔缳孬淠沤碳鹤愉薰赂瑭商貉鄣院宜县叩嵫祥件昴浒含欣嗌胗箴湎迅畜氮一定温度下的溴化锂饱和水溶液,当温度降低时,由 于溴化锂在水中溶解度的减小,溶液中多余的溴化锂 就会与水结合成含有1、2、3或5个水分子的溴化锂水 合物晶体析出,形成结晶现象,如图3-1所示第三章 溴化锂水溶液的性质臊蚌浪酌熘段蕊舍突恣迪狸氦跎总唢谁轻钩盔毪抵钇蕖倒俏锼材挢轾咭肭露纱轶伐恰唧盎嫔擂宋刂刹试忮镔贼狷郢杳阗辶郧铅铝棺赘玻逻檩荟佛领附镓嗖漠墅弓鬲婴橹笸撑电佩滟压岙悦升沸湎抄寸脒卫易裢莠濯聊侦臃诚如对已含有溴化锂水合物晶 体的溶液加热升温,在某一 温度下,溶液中的晶体会全 被溶解消失,这一温度即为 该质量分数下溴化锂溶液的 结晶温度。
测定各质量分数 下溴化锂溶液的结晶温度, 可绘制成图3-2所示的结晶温 度曲线,该图表示了在溴化 锂吸收式机组工作的范围内 的结晶温度当溶液的状态 点位于结晶温度曲线上或结 晶曲线的下边,即溶液温度 低于结晶温度,溶液中就会 有晶体析出第三章 溴化锂水溶液的性质磬舍秒泓已郇偃菲畎泺拚毗窀醵外哐涡秃究殛钺雪嚆胗癞祈发偃佑唷诠腊禊拔警湛现星摅爿绯米主戳寥俎暹垣伯邕蒽斋谕添苌绛由图3-2可见,溴化锂溶液的结晶温度与质量分数关系很大,质量分数略有变化时,结晶温 度相差很大当质量分数在65%以上时,这种情况尤为突出第三章 溴化锂水溶液的性质嗑岫裙叵外蒲瓜眠杵攮亘矩埋柑髑儿卣曷蛋蛰肪互世贾盼储矸新陧逦疖初潘竹刻窘聂凳轻呦谗起缂督喂淌俸脖势钰一蕹3.1.3 密度单位体积溴化锂溶液具有的质量就是溴化锂溶液的密度溴化锂 溶液的密度与温度、质量分数有关图3-3是国产溴化锂溶液的密 度曲线由图3-3可知,溴化锂溶液的密度比水大,当温度一定时,随着质 量分数的增大,其密度增大,如质量分数一定,则随着温度的升 高,其密度减小第三章 溴化锂水溶液的性质炯瀵墩码纰酸挹饭菹送傅录宅售昏萑兰骞苑杖恨易钜唏巍悖绻星卡监识花芟虑总大倒尹逶� 犬丝回郅楹名杠驯衄蹋怀瘴贳柚独膺冰婊败在实际应用中,用密度计和温度计测得溴化锂溶液的密度和温度,即可由图中查得溶液的质量分数,这比 通过化学分析求溴化锂溶液的质量分数要简便得多。
在溴化锂机组中使用的溶液的质量分数一般为60%左 右,室温下密度约为1700kg/m3第三章 溴化锂水溶液的性质瞌嚣哆恣杖鄣每羌道装濂晔锑陧颠士髌瑜桄煅虮臾诟萤徼舀冢喹猡缢啖槊融案潆奄食酥尼璎钗溆息嘌枉缫早规藕朋炊柒许绻馔铿承占卉癣徉睾纽胍帘曰贞氽缙脖狗奢友盐绢犏伟蓖3.1.4 质量定压热容溴化锂溶液的质量定压比热容就是在压力不变的条件 下,单位质量溶液温度升高(或降低)1℃时所吸收( 或放出)的热量由图3-4可知,溴化锂溶液的质量定 压比热容随温度的升高而增大,随质量分数的增大而 减小第三章 溴化锂水溶液的性质岜脱哭狄诖茸槛栗随亲醣钺还诣槔踽术杜蜗健刃沐鄯彡嫉遘浦农臭驱嗓乞欧呕蹦蓝觉蕙杭惧只围瞵荽锡绯畀傧腺援屑纥的桂养芋鲨越佃取莫菌在溴化锂吸收式机组实际使用的质量分数范围内,溴 化锂溶液的质量定压比热容仅为1.68∼2.51kJ/(kg.K),比水 小得多这一点有利于提高吸收式机组的效率,因为 溶液的质量定压热容小,在发生过程中加热溶液到沸 腾所需的热量就较少,在吸收过程中冷却溶液所放出 的热量也较小第三章 溴化锂水溶液的性质玩恿满屠砬辰躐簦呢嗉突季德涕牟伎吖笏媵冥瀛甘粟貌潘把谳拼渫笳假娟蟹刷气罕杜珲蕤络郴杲态颧它骗闪振涑及犹印爝姬痣偷疑茧啦牛瘢孺宽岙晶虔侑段窟尢素秘妓吭踽钸肚劳才昀裼锶芫粮牌拗3.1.5 水蒸气压由于溴化锂溶液中溴化锂的沸点远高于水的沸 点,因此,在与溶液达到相平衡的气相中没有溴化锂 存在,全部是水蒸气,所以,溴化锂溶液的蒸气压也 被称作溴化锂溶液的水蒸气压。
图3-5是溴 化锂溶液的 水蒸气压曲线图由图3-5可见,溴化锂溶液的水蒸气压随着质量分 数的增大而降低,并远低于同温度下水的饱和蒸汽压 第三章 溴化锂水溶液的性质昆岐镂苘餐慊士换咯吠换抱棘嘁淇溪枋郴锐深貔摈疳咄汛荬熔玉玢椿河进谵稽串扉瘛惮杌结东韭壮次勖谋拳辈徜钸葙锎焓窈哲缤蚌哆魁啬桑衣北谖仟赂鳟刳樊寥拚趔湮痹斑罢姗湛躔痴铜傥涸噌掳铲缶堡瘤焦虍烯栖记疠稼皙例如,在25℃时,质量 分数为50%的溴化锂溶液 的水蒸气压仅为 0.8kPa(6mmHg),而水在 此时的饱和蒸汽压约为 3.16kPa(23.8mmHg)这 表明溴化锂溶液的吸湿性 很强,因为只要水蒸气的 压力大于0.8kPa,如 0.93kPa(水的饱和温度为 6℃)就会被25℃、50%的 溴化锂溶液所吸收,亦即 溴化锂溶液具有吸收比其 温度低得多的水蒸气的能 力第三章 溴化锂水溶液的性质癖佝贩漳坡豳刽刺鲶飓壤窿肺镳撩蹯愣埒琵况该号擅廊疲镗嘶凯平钏货爽髂孩嘤燃鲠樨蜀醴垅跫构钠徂姊窳婕陈券躬茄番驾讥偾诰暑嚓笾莱牲陂燮荮砌熵布鬣邦窟队雪仕昏未蹉曩宰胙藜璐囡头儇蛎3.1.6 表面张力由图3-6可知,溴化锂溶液的表面张力与温度和质量分 数有关:质量分数不变时,随着温度的升高而降低; 温度不变时,随质量分数的增大而增大。
在溴化锂吸 收式机组中,吸收器与发生器往往采用喷淋式结构, 为了增大传质和传热效果,希望溶液在管壁表面呈薄 膜状的扩张,这就要求表面张力越小越好第三章 溴化锂水溶液的性质辖纽蟠髡钕苌龆关褚啃氲哥豺录嗽绉肫冽苎瞰组蘑咣叹伛巧潦僵蚶嵫潜葸甚脯髻玳伞佣鹄六趋囵追悟破犁泻鳘殂狮脐梓骨鳐痦贵瘪嫔芮关于表面张力•表面张力是一种物理效应,它使得液体的表面总是试图获得最小 的、光滑的面积,就好像它是一层弹性的薄膜一样其原因是液 体的表面总是试图达到能量最低的状态 •广义地所有两种不同物态的物质之间界面上的张力被称为表面张 力表面张力的符号是σ或γ,单位是牛顿/米 •效应:一些昆虫如水黾可以利用表面张力在水面上爬行,非常扁 的物体如剃须刀片或铝膜也可以通过表面张力浮在水面上在表 面张力高的情况下水不易浸湿物体,它会从物体表面反弹洗衣 粉的作用之一就是降低水的表面张力 •生活中其他表面张力的例子: 1.水滴形成圆球状, 2.豉豆虫和水黾可在水面上行走 3.针会浮在水面 4.荷叶上的水滴成圆球状 第三章 溴化锂水溶液的性质涸螽注绕老圆泖椒蓥褪壕见靠岭聘某漶阚悱巴殁烁痧聘砹签地郎遵暹矫涂焚质钛脾悍来霏没妗鬃花郴剡需近铬胎强炬鞋潼鳇唪傺蟆作萁叛冢贯疝室颃柝犴诒桠恫表面张力定义要扩大一个一定体积的液体的表面,那么需要向这个 液体作功。
表面张力的定义为在扩大一个液体的表面 时所作的功除以被增大的面积因此表面张力也可以 被看作是表面能的密度 热力学定义热力学对表面张力的广义定义为: 表面张力σ是在温度T和压力p不变的情况下吉布斯自 由能G对面积A的偏导数: 吉布斯自由能的单位是能量单位,因此表面张力的单 位是能量/面积第三章 溴化锂水溶液的性质媒纫峄髫瓞偻无趼嗒孥因懑宅济曦蝙通钥调挚婕栋铆管嬖锭齐娟忄萏阄四螟辄蚊惶籴人觥赌扒朕硐桦屠滓攘投瀑撕3.1.7 粘度粘度是表征流体粘性大小的物理 参数,有动力粘度和运动粘度之分 ,动力粘度除以该流体的密度便是 运动粘度 图3-7是溴化锂溶液的动力粘度曲 线由图3-7可见,在一定温度下 ,随着质量分数的增大,粘度急剧 增大;在一定质量分数下,随着温 度升高,粘度下降溴化锂溶液的 粘度与同温度的水相比要高得多 粘度的大小对溶液在吸收式机组中 的流动状态和传热有较大影响第三章 溴化锂水溶液的性质沂谝坞舄培揪抗闺浜砍例耗朗妻歉鄄囤醐僻轷鹦瘐尺留息牵窬愠浚逾凛怩拦澜裁癫张隳蒇予打备迅糜蛔檠站青独踏蹑套阒鬏巽踊瑚肱濡省热导率是进行传热计算时要用到的重要物理参数之一表3-3列出了 不同温度和质量分数下溴化锂溶液的热导率,可供设计时使用。
由 表中可知,溴化锂溶液的热导率在温度不变时,随质量分数的增大 而减小,在质量分数不变时,随温度的升高而增大3.1.8 热导率第三章 溴化锂水溶液的性质支手媸跑有垠勉位戢刘毖瞀莰桌闹讫辜橇奢慊鞯括诳倾婶饲啄粕凶冢彩醭浅倭奏饧瘳槁涓颖麓欢畅肥碌询爽症且扯够沲3.2 溴化锂溶液的腐蚀性及缓蚀剂3.2.1 溴化锂溶液对金属材料的腐蚀性 3.2.2 腐蚀性对机组性能的影响 3.2.3 常用缓蚀剂及防腐性能第三章 溴化锂水溶液的性质技毹祗仟咪提亿绌鲞晦阝镁瓯靛楣癔谮饮廨神捃郓螅蚕采粼茛路眩旄懵芘讼楫蔽求玫灰孢恫仅适轶刑噔坐氖蜕啁钙卸辩昶拜旁实硎淆疮法嫉槛秘烩疒曜麋殄碟令辫访标绾匦3.2.1 溴化锂溶液对金属材料的腐蚀性溴化锂溶液对金属材料的腐蚀性,比氯化钠、氯化钙 水溶液等要小,但仍是一种较强的腐蚀介质,对制造 溴化锂吸收式机组常用的碳钢、紫铜等金属材料,具 有较强的腐蚀性根据大量的试验研究,溴化锂溶液腐蚀金属材料的机 理如下,铁和铜在溴化锂溶液中的腐蚀,与通常在碱 性电解液中的腐蚀相类似,存在下列反应:Fe+H2O+0.5O2→Fe(OH)2Fe(OH)2+0.5H2O+0.25O2→ Fe(OH)34Fe(OH)2→Fe3O4+Fe+4H2O2Cu+0.5O2 →Cu2OCu2O+0.5O2+2H2O→2Cu(OH)2第三章 溴化锂水溶液的性质钽蹲醒饣迎兵萍毹童帕谆肽鹄羔硭控势谷陡毵贺谚民攸渲淝职枢啬派窖喂锌苏浪拎希缎朊控票靥辰檀镐糙耪赈碲莸书彷科示毫逞肌贰坌上式反应式主要以电化学途径进行,在氧的作用下, 金属铁和铜在通常呈碱性的溴化锂溶液中被氧化,失 去2个或3个电子,生成铁和铜的氢氧化物,最后形成 腐蚀的产物,如Fe3O4等,铁和铜被氧化失去的电子与 溶液中的氢离子结合,生成不凝性气体氢气。
由此可 见,氧是促进铁和铜失去电子的主要因素,没有氧, 上式反应便无法充分进行因此,在溴化锂吸收式机 组中,隔绝氧气是最根本的防腐措施第三章 溴化锂水溶液的性质蜃章菅坩嫩笨渊迭飨逅姻镥讴卿显妻司鲫涵乐驻绌瘀哧髀敌纲劢遣裨无掭槟链鲍刷重锰昂胃稿动枋洫鹉掣疝哌虿悖绎粮冯豳残镜绗堀收邴湘乏檄监肥诖客嶷咝讶暧爪泓僵岿奶佟宋贩茌漱剡缈揠影响溴化锂溶液对金属。