Лабораторная работа № 25

Исследование равновесия: двухкомпонентный раствор Û пар

(полностью смешивающиеся жидкости)

Цель работы – построение диаграммы равновесия жидкость – пар бинарной системы в координатах: температура кипения – состав. Для этого следует определить температуры кипения растворов и чистых веществ, а также состав пара, находящегося в равновесии с жидкостью определенного состава при температуре кипения. Состав жидкой смеси и равновесного с ней пара, как правило, не совпадают.

Экспериментально установлено, что пар обогащается более летучим компонентом. Эта закономерность была выведена Д.П. Коноваловым и известна как первый закон Коновалова:

а) повышение относительного содержания данного компонента в жидкой фазе всегда увеличивает относительное содержание его и в парах;

б) в двойной системе пар, по сравнению с находящейся с ним в равновесии жидкостью, относительно богаче тем из компонентов, прибавление которого к системе повышает общее давление пара, т.е. понижает температуру кипения смеси при данном давлении.

Так как при кипении раствора после образования даже небольшого количества пара состав жидкости изменяется и для того, чтобы эти изменения были, возможно, меньшими, жидкость доводится до кипения в сосуде, снабженном обратным холодильником. Это позволяет получить равновесную систему из кипящей жидкости и насыщенного пара без потери компонентов исходной смеси. Кроме того, для нахождения состава насыщенного пара над исходной жидкостью пар необходимо отбирать сразу, как только жидкость закипит. Проводя нагревание жидких смесей различного состава и отбирая от каждой из них “первый пар”, можно после определения составов конденсатов построить в координатах “температура – состав” кривые кипения и конденсации.