Азеотропные смеси

Азеотропы – это смеси, при кипении которых состав насыщенных паров имеет состав жидкой фазы. Для азеотропных смесей характерно значительное отклонение от закона Рауля, а так же наличие экстремальных точек на кривых. АС могут быть с минимальной температурой кипения и с максимальной температурой кипения.

На диаграмме с min.t кипения верхняя линия (черная) характеризует жидкую фазу, а нижняя (зеленая) – равновесную паровую фазу. При составе смесь обладает max.давлением паров и min.t кипения. Образование азеотропной смеси приводит к образованию из 2-х компонентной в 3-х: НКК, ВКК и азеотроп. Если

< (1) → НКК (а)

> (2) → (а)- ВКК, (w) – НКК → < .

Если смесь образуется с min.общего давления, то она кипит с max.t кипения. При составе смесь развивает min.P (т.А) и имеет max.t кипения. В смеси 3-и компонента, причем:

< (1) → НКК (w), ВКК - (а)

→ < .

> (2) → обычно

- давление нас.паров НКК

- давление нас.паров ВКК.

Равновесие частично смешивающих жидкостей; гетероазеотропы

1) Это смеси, растворяющиеся друг в друге при определенной температуре в каком-то пределе, а за пределами температуры имеют 2 жидкие фазы.

т .А – соответствует составу при температуре t, т.В - . В областях от и - образуется однофазная гомогенная система и жидкости будут взаимно растворимы. При составе смеси ) образуются 2 жидкие фазы с концентрацией компонента в одной фазе и в другой фазе. С изменением температуры изменяется область концентраций - в пределах которой существуют 2 ж.фазы. При температуре выше система 2-х жидкостей образует гомогенный раствор при их смешении в любых соотношениях. В равновесии с 2-мя жидкостями находится паровая фаза определенного состава. Равновесие допустимо в пределах . За пределами этой области равновесная концентрация зависит от состава жидкой фазы.

2) Гетероазеотропом называется гетерогенная жидкая система, состоящая из 2-х ограниченно смешивающихся жидкостей, общий состав которой совпадает с составом пара, равновесного с 2-мя жидкими фазами. В системе с гетероазеотропом пар имеет состав, промежуточный между составами сосуществующих с ними жидких фаз. Гетерогенная смесь имеет наименьшую t кипения по сравнению с t кипения смесей любого другого состава и ее нельзя разделить методом перегонки на чистые компоненты. (вода-анилин, бензол). ГАС используются для разделения АС.

Е сли пары, находящиеся в равновесии с 2-мя жидкими фазами составов и , имеют равновесный состав < < - то это эвтектический класс ЧСЖ. В этом случае при некоторой концентрации в системе образуется азеотроп, определяющий t кипения смеси в интервале . При изменении концентрации НКК в жидкости от t системы будет понижаться от до . Концентрация НКК в п.ф изменится от . При изменении концентрации НКК в жидкости от ) образуется 2 ж.ф с . При изменении концентрации НКК в жидкости от ) – образуется гомогенный раствор, t кипения изменится . Например к такому относится система вода-фурфурол.

Жидкости, у которых в гетерогенной области существования состав равновесного пара выходит за пределы - то это неэвтектический класс ЧСЖ. Например, вода-фенол. При изменении концентрации НКК в жидкости от - система однофазна, t системы будет понижаться от до . В области составов смеси tкип.= =const. При изменении концентрации НКК в жидкости от ) – состав паров изменится , t кипения изменится , система будет иметь 1 жидкую фазу. Состав равновесных паров смеси 2-го класса богаче НКК, чем жид-ть.