Бинарные смеси со взаимно растворимыми компонентами.

Бинарные смеси (растворы) со взаимно-растворимыми компонентами. Растворы из полностью растворимых друг в дру­ге жидкостей делятся на подчиняющиеся закону Рауля (идеальные) и имеющие, как это будет показано ниже, положительное или отрицатель­ное отклонение от закона Рауля (растворы с минимальной и максималь­ной температурами кипения).

Закон Рауля гласит, что парциальное давление пара каждого ком­понента в паровой смеси над кипящей при какой-либо температуре жидкой смесью равно давлению насыщенного пара этого компонента. кипящего в чистом виде при той же температуре, умноженному на моле­кулярную долю этого компонента в жидкой смеси.

Под молекулярной долей компонента подразумевается отношение числа молей его в смеси к суммарному числу молей обоих компонентов. Если в бинарной смеси 'вещество с молекулярным весом μа находится в количестве а, %' от массы, а вещество с молекулярным весом μв в ко­личестве b, %', то молекулярные доли компонентов смеси определяются по формулам: ХА =(а/ μА )/( а/ μА + b/ μБ) (5-4а)

ХБ=( b/ μА)/( а/ μА + b/ μБ) (5-4б)причем ХА + ХБ =1

Молекулярные доли можно выражать также в процентах. Число моль - процентов компонента получается умножением формулы(5-4а) или (5-46)

Математически закон Рауля можно выразить в виде: pА= РА ХА (5-5)

где pа—парциальное давление пара компонента а над кипящей смесью;

Ха молекулярная доля этого компонента в жидкой смеси; Ра —давле­ние насыщенного пара компонента а при температуре кипения смеси.

Аналогичное уравнение для компонента и рБ= РБ (1-ХА ) (5-5а)

Если Р обозначает суммарное давление, то: Р = рБ + рА = РА ХА+ РБ (1-ХА ) (5-6)

Обозначим через уа молекулярную долю компонента а в парах или паровой фазе. Ве­личина уа равна отношению парциального давления компонента а к сум­марному давлению, можно написать: уа = рА/( рБ + рА)= РА ХА/(РА ХА+ РБ(1-ХА ) )=РА ХА/Р(5-7)

Уравнение (5-7) может быть. выражено в виде:уА/ ХА=РА/(РБ+ХАА+РБ))(5-7а)

Если РА >РБ, т. е. а является летучим компонентомсмеси, то: в.этом случае у/х>1 или у>х, т. е. содержание летучего компонен­та в парах всегда больше содержания его в жидкости.

Если же РА <.РБ. т. .е. а является нелетучим компонентом.

Графическое изображение связи между температурой кипения жидкой смеси, составом жидкости и составом получающихся паров при заданном давлении, фазовой диаграммой, приведено на рис.. По оси ординат этого гра­фика отложена температура смеси, а по оси абсцисс—молекулярные доли компонентов в жидкой и паровой фазах. Зависимость между температурой кипения жидкой смеси и ее составом изображается нижней линией, называемой кривой кипения или кипящей жидкости. Состав по­лучающихся паров в зависимости от температуры кипения изображается верхней пунктирной кривой, эту кривую называют линией сухого пара. Из диаграммы ясно, что содержание легко кипящего компонента в парах больше, чем в жидкости (у>х). Точки Е и С соот­ветствуют температурам кипения частых компонентов при заданном дав­лении.

ЕС (верхняя) линия сухого пара, зависимость между температурой кипения жидкой смеси и составом образующихся паров (линия конденсации).

ЕС (нижняя) линия кипящей жидкости. Показывает зависимость между температурой кипения жидкой смеси и ее составом.

Для большинства растворов диаграмма кипения и конденсации, или фазовая диаграмма, строится по опытным данным. Однако построение кривых кипения и конденсации сухого пара может быть произведено на основании закона Рауля, если известна зависимость температуры кипения чистых компонентов от давления. В этом случае для любой про­межуточной температуры между точками Е и С могут быть найдены давления РА и РБ паров обоих компонентов, кипящих в чистом виде. Из уравнения (5-6) следует, что

Ха =(Р-РБ )/ (РА - РБ )кривая кипения

Определив х для разных температур, можно построить кривую кипе­ния. УА = РА ХА/Р = РА(Р- РБ )/Р(РА - РБ ) - кривая пара

Определив У для разных температурможно построить кривую конденсации сухого пара.

Зависимость состава пара от состава жидкости отражает кривая равновесия для бинарной смеси.









Дата добавления: 2015-12-29; просмотров: 1840;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.004 сек.