8.3 Фракційна перегонка

Як відомо, процес кипіння супроводжується утворенням насиченої пари. Залежність складу пари від складу рівноважного з нею розчину двох летких рідин була встановлена Д.П.Коноваловим.

І закон Коновалова – "Підвищення відносного вмісту компонента в рідкій фазі завжди викликає збільшення його вмісту в парі. При цьому пара порівняно з рівноважною з нею рідиною багатша на той компонент, додавання якого до системи зменшує температуру кипіння суміші". На рис. 8.1 наведена діаграма кипіння системи з двох рідин – А і L. Вище кривої abl, яка показує склад насиченої пари, система знаходиться у газоподібному стані. Нижче кривої adl, яка характеризує склад киплячої рідини, система знаходиться у рідкому стані. Точки a і l відповідають точкам кипіння рідин А і L відповідно. Для визначення складу насиченої пари над киплячою рідкою сумішшю, яка містить по 50 моль. % речовин А і L (точка d) проводимо ізотерму (ноду) до її перетину з кривою abl (точки b) і визначаємо склад пари: 76 % А і 24 % L. Насичена пара, відповідно закону Коновалова, містить більше речовини А, порівняно з рівноважним з нею рідким розчином.

Рисунок 8.2 – Діаграма кипіння системи двох летких рідин

ІІ закон Коновалова "На кривих температур кипіння двокомпонентних систем існують екстремальні точки (мах і мін), які відповідають розчинам, склад яких однаковий із складом рівноважної з ним пари. Такі розчини називають азеотропними". На рис.8.2 наведено діаграму кипіння системи з двох летких рідин, які утворюють азеотропний розчин. Між кривими abсd i aqcf система гетерогенна. У рівновазі знаходяться рідина і пар. Склад пари визначають за кривою abсd, склад рідини – за кривою aqcf. Точка c – характеризує азеотропну суміш, в якій склад насиченої пари і склад розчину однакові.

Рисунок 8.3 – Діаграма кипіння системи двох летких рідин, що утворюють азеотропну суміш

Фракційною перегонкою називають процес розділення розчину на окремі компоненти шляхом багатократного повторення операцій випаровування і конденсації. Фракційну перегонку незручно здійснювати у кілька послідовних стадій, тому її проводять у формі безперервного процесу, при якому операції конденсації і дистиляції автоматизовані. Такий процес називається ректифікацією, а апарати, в яких вона здійснюється – ректифікаційними колонами.

Лекція № 9 Теорія електролітичної дисоціації

План лекції

1. Теорія електролітичної дисоціації. Ступінь дисоціації.

2. Фізико-хімічні властивості розчинів електролітів.

3. Кислоти, луги і солі з точки зору теорії електролітичної дисоціації.

4. Дисоціація води. Гідратація іонів. Водневий показник.

5. Комплексні сполуки. Дисоціація комплексних сполук.

Рекомендована література: [1] С.375-388, [2] С.60-66, [3] С.91-100,

[4] С.164-170, 175-178, 355-359.

9.1 Теорія електролітичної дисоціації

Сучасна теорія електролітичної дисоціації ґрунтується на таких положеннях:

– існують речовини, їх називаються електролітами, які здатні під час розчинення розпадатися на іони: катіони і аніони;

– процес розпаду молекул на іони називається дисоціацією;

– дисоціація – процес ступінчастий і оборотний;

– іони в розчинах оточені полярними молекулами розчинника і перебувають у хаотичному русі, набуваючи в електричному полі напрямленого руху: катіони рухаються до негативного електроду (катоду), аніони – до позитивного (аноду).

Кількісною характеристикою процесу дисоціації є ступінь дисоціації a – відношення числа молекул, що розпалися на іони, до загально числа молекул розчиненої речовини. Під час розбавлення електроліту і підвищення температури ступінь дисоціації збільшується. За величиною ступеню дисоціації всі електроліти поділяються на сильні і слабкі. До сильних електролітів відносять речовини, які в розчинах повністю дисоціюють на іони. Ступінь їх дисоціації a1. Це насамперед луги, розчинні у воді солі; деякі кислоти.