соответствует жидкостям, смешивающимся в произвольном количестве лишь при достаточно
Данная диаграмма
Диаграммы состояния раствора
Рассмотрим диаграммы состояния жидких бинарных смесей при постоянном (атмосферном) давлении.
высокой температуре. Линия MNK характеризует насыщенный раствор жидкости A в жидкости B, а линия RPK – соответствует насыщенному раствору жидкости B в жидкости A.
Диаграммы состояния раствора
При температуре T>Tк (критической температуры смешивания) жидкости A и B
смешиваются в любых пропорциях.
Область ниже кривой MNKPR – соответствует состоянию двухфазной системы с насыщенными растворами жидкости A в жидкости B, и жидкости B в жидкости A.
Область, расположенная левее линии MNK, соответствует ненасыщенному раствору жидкости A в жидкости B.
Область, расположенная правее линии RPK, соответствует ненасыщенному раствору жидкости B в жидкости A.
Диаграммы состояния раствора
Для характеристики состояния двухфазной системы действует правило рычага.
Например, в состоянии характеризуемом
точкой O, массы насыщенного раствора
жидкости A в жидкости B (mAB) и раствора
жидкости B в жидкости A (mBA) обратно пропорциональны длинам отрезков OP и ON:
mAB OP .
mBA ON
Диаграммы состояния раствора
Существуют и другие диаграммы бинарных жидких смесей.
Данная диаграмма соответствует жидкостям, смешивающимся в произвольном количестве лишь при достаточно низкой температуре. Линия MNK характеризует насыщенный раствор жидкости A в жидкости B, а линия RPK – соответствует насыщенному раствору жидкости B в жидкости A.
Диаграммы состояния раствора
При температуре T<Tк жидкости A и B смешиваются в любых пропорциях.
Область выше кривой MNKPR – соответствует состоянию двухфазной системы с насыщенными растворами жидкости A в жидкости B, и жидкости B в жидкости A.
Область, расположенная левее линии MNK, соответствует ненасыщенному раствору жидкости A в жидкости B.
Область, расположенная правее линии RPK, соответствует ненасыщенному раствору жидкости B в жидкости A.
Диаграммы состояния раствора
Существуют диаграммы с двумя критическими температурами смешивания.
Данная диаграмма соответствует жидкостям, смешивающимся в произвольном количестве лишь при достаточно
высоких (T>Tк1) и
достаточно низких
(T<Tк2) температурах. Область ограниченная
линией соответствует области двухфазных состояний, а сама линия соответствует насыщенным растворам.
Кипение жидких растворов
Давление насыщенных паров компонент над раствором зависит от концентрации. При заданном давлении при достижении определенной температуры давление насыщенных паров одной из компонент может стать равным внешнему давлению, которое, однако, для этой компоненты не равно давлению насыщенных паров при этой температуре. Для первой компоненты при данной температуре достигается кипение, а для второй — нет. Поэтому первая компонента начнет энергично превращаться в пар, а вторая будет превращаться в пар в режиме испарения, т.е. значительно менее энергично. Это приводит к тому, что концентрация компонент в паре отличается от их концентрации в кипящей жидкости. Благодаря этому относительная концентрация компоненты кипящей жидкости изменяется, изменяется температура ее кипения.
Диаграммы состояния смеси
Рассмотрим диаграммы состояния системы пар-
жидкий раствор при постоянном (атмосферном)
давлении.
Данная диаграмма соответствует бинарной смеси, компоненты которой смешиваются в любых пропорциях. Область, ограниченная замкнутой кривой MNDRPM, соответствует
двухфазным состояниям,
когда в объеме имеются одновременно и
насыщенный пар и раствор.
Диаграммы состояния смеси
Ниже кривой MPR находится однофазное состояние, когда имеется только раствор.
Область выше кривой MNDR соответствует однофазным состояниям системы в виде пара.
В состоянии, которое соответствует точке P, имеется чистый раствор при температуре T, концентрация которого задается абсциссой этой точки (проекцией на горизонтальную ось). Точка M характеризует парообразное состояние при температуре T.
Точка O определяет двухфазную систему. При этом, полная концентрация компонент в системе дается абсциссой этой точки, а массы жидкой и газообразной фаз относятся друг к другу обратно пропорционально длинам отрезков OP и ON.
Диаграммы состояния смеси
Пусть в замкнутом сосуде имеется раствор, концентрация которого дается абсциссой точки P при температуре ниже T. При повышении температуры система продолжает пребывать
воднофазном состоянии вплоть до температуры Т, когда достигается состояние, в котором начинается кипение раствора (точка P). Выкипающий пар имеет концентрацию, характеризуемую точкой N. Следовательно, состав раствора в результате кипения изменяется, причем концентрация компоненты А в растворе увеличивается. Благодаря этому увеличивается и температура кипения раствора. Если этот процесс кипения происходит в замкнутом сосуде, объем которого изменяется в процессе кипения так, что давление остается постоянным (с помощью передвижения поршня), то
впроцессе кипения соотношение между суммарными по обеим фазам концентрациями компонент в системе не меняется. Следовательно, изменение состояния системы при кипении описывается дальнейшим движением вверх вдоль прямой PD. При достижении точки D весь объем заполнен паром, причем соотношение между массами компонент А и B такое же, как и в жидкости в точке P, когда началось кипение340 .
