Смеси взаимно нерастворимых жидкостей.
Примеры:
вода – бензол, вода – органические жидкости.
Такие системы образуют два слоя и могут быть разделены путем отстаивания.
Система, состоящая из двух нерастворимых компонентов и 3-х фаз (2-х жидких и одной паровой) имеет согласно правилу фаз, одну степень свободы. Отсюда следует, что каждой T смеси отвечает строго определенное давление, и каждый компонент смеси ведет себя независимо от другого. Соответственно, парциальное давление каждого компонента не зависит от его содержания в смеси и равно давлению паров чистого компонента при той же температуре.
P
T
y
P=PA+PB P=const
TB пар
PA=PA
TA
пар+ пар+
PB=PB жидкость B жидк.А
a
b
Tсм
x 100% B x,y x
Рис.5.33 Фазовые диаграммы смесей взаимно нерастворимых жидкостей.
Диаграмма p-x:
(5.108)
Диаграмма T-x,y:
- температура кипения чистого компонента
А.
- температура
кипения чистого компонента В.
Незначительная растворимость все-таки имеется: Tсм - температура кипения смеси.
- температура
кипения смеси (А+В), как видно не зависит
от состава смеси (ab-горизонтальная
линия).
Для взаимно нерастворимых жидкостей состав пара над кипящей смесью постоянен и не зависит от соотношения компонентов в растворе.
По закону Рауля имеем:
,
(5.109)
Соотношение между
количествами
и
компонентов в парах следующее:
(5.110)
где МА, MВ - молекулярные веса компонентов A и В.
5.3.2 Простая перегонка.
Обычно процесс простой перегонки проводят периодически. При период. перегонке жидкость постепенно испаряется, образующиеся пары удаляются и конденсируются, получают дистиллят. При этом содержание НК в исходной жидкости уменьшается, что приводит к снижению содержания НК в дистилляте В начале процесса перегонки содержание НК в дистилляте максимально, в конце
Рис.5.34 Схемы установок для простой перегонки (слева), перегонки с дефлегмацией (справа).
минимально.
Для повышения степени разделения смеси применяют дефлегматор. Пары из перегонного куба поступают в дефлегматор, где они частично конденсируются, в основном ВК и получаемая жидкость (флегма) сливается в куб. Пары обогащенные НК, направляются в конденсатор-холодильник, где полностью конденсируются.