ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Многовариантные задачи из "Сборник примеров и задач по физической химии Издание 3" Свойства двухкомпонентных твердых систем, находящихся в равновесии с жидкой фазой, изучаются с помощью диаграмм плавкости, представляющих график зависимости температуры фазового превращения от состава системы. Диаграммы плавкости строят по кривым охлаждения. [c.231] Рассмотрим некоторые случаи диаграмм плавкости. [c.231] Получим графическое выражение (рис. 13) зависимости парциальных давлений Рс Пе от состава раствора над идеальной системой. [c.233] Как видно из рисунка, искомые зависимости нелинейные. Давление во всех случаях больше давления, рассчитанного по законам идеальных растворов. Такие отклонения принято называть положительными. [c.234] На основании этих данных построить график зависимости парциальных и общего давления Р над системой от состава. На график нанести зависимость / с.н ос н / снс1 и Р от состава, считая раствор идеальным. [c.235] Решение. По уравнению (4) определяем состав пара, задаваясь определенным составом жидкой фазы. Общее давление над системой возьмем из решения примера I этой главы. [c.236] На основании полученных данных строим график зависимости 7 с.н.==/(Л нЛ (рис. 16). [c.237] Из графика видно, что в парах концентрации бензола больше, чем в жидкой фазе. [c.237] Решение. Диаграмма кипения двухкомпонентной жидкой системы есть график зависимости температуры кипения от состава кипящей системы при постоянном давлении. [c.238] Более летучий компонент А имеет меньшую температуру кипения T a, менее летучий компонент Б имеет большую температуру кипения Т Б. Кривая 1 соответствует составу кипящей жидкости, кривая 2 — составу равновесного с ней пара при заданной температуре. Выше кривой 2 система находится в газообразном состоянии, ниже кривой 1 — в жидком состоянии, между кривыми / и 2 система находится в гетерогенном состоянии (влажный пар). [c.238] Например, при температуре Тх и давлении Р кипит жидкость состава б, а пар над ней имеет состав а. Если нагревать жидкость состава в, то при температуре Т2 она закипит. Первый пузырек пара будет иметь состав г. Так как пар более богат компонентом А, то вследствие испарения жидкая фаза обедняется компонентом А и ее состав меняется. Вместе с этим меняется и состав пара, находящегося в равновесии с жидкостью. На рис. 17 это изменение показано стрелками. При достижении температуры Г4 состав пара станет равным составу исходной жидкости, а жидкая фаза вся перейдет в пар. При этой температуре закончится кипение. Состав последней капельки жидкости д соответствует точке пересечения изотермы Ti с кривой 1. [c.238] Если на диаграмме состав системы выражен в весовых процентах, то отношение длин плеч равно отношению длин отрезков тп к nk. Если же состав системы выражен в мольных долях, то необходимо вычислить состав, соответствующий точкам т, п и k в весовых процентах и по разностям весовых процентов определить отношение плеч рычага. [c.239] Г4 начинает конденсироваться. Состав первой капельки конденсата будет д. При выпадении из газовой фазы конденсата, более богатого компонентом Б, газовая фаза б дет обогащаться компонентом А. Весь пар сконденсируется при температуре Т2. Состав жидкой фазы будет такой же, как и газовой до начала конденсации. [c.239] Решение. Рассмотрим диаграмму состав — температура кипения (при Я = onst) для системы, имеющей-азеотропную точку. При дистилляции раствора состава а кипение начнется при температуре Г], а состав пара над этой системой при той же температуре будет отвечать точке б. При перегонке жидкость будет обогащаться компонентом Б. В результате этого при многократной перегонке и конденсации пара из исходного раствора состава а можно получить раствор состава в (азеотроп-ная смесь) и чистый компонент Б. [c.239] Решение. На основании табличных данных строим график зависимости T—f (состав) (рис. 19). Кривая / на этом рисунке представляет кривую состава воды в л-ни-трогидрохиноне, кривая//—растворов га-нитрогидрохи-нона в воде. Выше 393° К (7 кр для этой системы) система находится в гомогенном состоянии при любом составе. [c.240] Система, содержащая 50% воды при 398° К, находится в гомогенном состоянии (расслоения не наблюдается). При охлаждении до 391,6° К начинается ее расслоение. Составы растворов раствор 1—50% воды и 50% л-нитрогидрохинона раствор 2 — 66,5% воды и 33,5% п-нитрогидрохинона. При дальнейшем охлаждении системы составы этих растворов меняются, как указано стрелочками на рис. 19. [c.240] При 383° К составы растворов будут 1—38,3%, 2 — 76,2%. [c.240] На перегонку 1 кг толуола с водяным паром расходуется 0,256 кг водяного пара. Состав конденсата (1 0,256) не зависит от состава жидкой фазы и остается постоянным, пока в жидкой фазе присутствуют оба вещества, т. е. до испарения всего толуола. [c.242] Коэффициент распределения кислорода в воде при 293° К равен 1,365 10 кмоль/н м. [c.243] Решение. Парциальное давление кислорода в воздухе при обшем давлении 5 10 составляет = = 0,21 Х5 10 = 1,05 10 н/мР-. По уравнению (9) с = = 1,365- 10-8- 1,05- 105=1,432- 10-3 кмоль1м т. е. в 1 воды растворяется 1,432-10- кмоль кислорода, или 22,41 - 1,432- 10-3 = 32,2- Ю-з м кислорода, приведенного к нормальным условиям. [c.243] Вернуться к основной статье