3.5 Жидкие бинарные системы. Идеальные растворы

Рассматриваются законы равновесия между жидкой и паровой фазами систем, образованных двумя достаточно летучими и неограниченно растворимыми друг в друге компонентами.

Наибольший интерес представляют диаграммы: состав- давление пара и состав-температура кипения.

При заданной температуре общее давление Р раствора складывается из парциальных давлений Р_А и Р_в компонентов

Р = Pа + Рв

Различают три группы растворов - идеальные, предельно разбавленные и неидеальные.

Идеальным называется раствор, в котором силы взаимодействия F_А._В между молекулами разных видов равны силам взаимодействия F_A-A и F_B-B между молекулами одного вида. Поведение идеального раствора, подобно поведению идеального газа, зависит только от концентрации компонентов и температуры.

Согласно закона Рауля

P_i = Р_i°N_i^Ж

Р = Ра + Рв = Р_А⁰ N_A^Ж+ Р_В⁰ N_B^Ж= Р_А°N_А^Ж + Р_B⁰ (1 - N_A^Ж) =

== Р_В⁰ + N_A^Ж(P_A⁰ – P_B⁰)

Неидеальные растворы F_B-B  F_A._B  F_A._A

Предельно разбавленные растворы - растворы, в которых концентрация растворенного вещества бесконечно мала.

P_i = P_i⁰N_i^Ж

Р₂ = K₂N₂ (закон Генри)

3.6 Растворы с положительными и отрицательными

ОТКЛОНЕНИЯМИ ОТ ЗАКОНА РАУЛЯ

F_B-B  F_A-B  F_A-A F_B-B  F_A-B  F_A-A

3.7 Состав паровой фазы над растворами. Законы

КОНОВАЛОВА

Первый закон Коновалова. В общем случае относительное содержание данного компонента в паре отличается от относительного содержания этого компонента в рав­новесном с ним жидком растворе. В паре больше того компонента, добавление которо­го в раствор повышает общее давление пара

P₁ = P₁⁰ N₁^Ж

Р₂ = P₂°(l-Ni^Ж)

= 

Р₁V = N₁ ⁿ RT

P₂V = N₂ⁿRT =(1- N₁ⁿ)RT

=

=

Очевидно, что составы жидкости и пара могут быть одинаковыми только при

Р₁⁰ = Р₂⁰

Уравнение показывает, что для идеальной двойной системы пар будет всегда относительно богаче более летучим компонентом по сравнению с раствором, с кото­рым он находится в равновесии.

Если Р₁°>Р₂°₍то



Nⁿ₁>N₁^Ж-

Второй закон Коновалова - Экстремумы на кривых общего давления пара или температуры кипения отвечают такому равновесию раствора и его насыщенного пара, при котором составы обеих фаз одинаковы.

3.7.1 Диаграммы состав – давление пара (температура

КИПЕНИЯ)

Совокупность равновесных состояний в двойной жидкой системе обычно изображается изотермической диаграммой ,на которой наносятся кривые зависимости общего давления пара (температуры) как от состава жидкости, так и от состава пара.