Измерение давления пара.

Этот способ удобен для летучих компонентов. Основанные на его использовании расчеты непосредственно вытекают из уравнения для определения активности и достаточно просты. Однако измерение давления пара, особенно в системах, представляющих интерес для металлургии, в ряде случаев связаны со значительными трудностями (малые значения давлений, взаимодействие расплавов с материалами тиглей при высоких температурах).

Целесообразно рассматривать отдельно определение активности в растворах, близких к совершенным и в растворах близких к разбавленным. В первом случае активность компонента i определяется из измерений давления его пара над раствором и в чистом состоянии: .

Пример.

Чему равна активность воды в растворе, если давление водяного пара над ним равно 700 мм рт.ст при 100С.

Необходимо помнить, что 100С – это температура кипения чистой воды при давлении равном 1 атм. или 760 мм рт. ст. Таким образом p^_i=760 мм рт.ст.

Во втором случае активность растворителя определяется из отношения , а активность растворенного вещества из уравнения .

Для того чтобы по величине p₂ найти a₂, необходимо знать Г₂. Для этого следует измерять p₂ и С₂ в достаточно разбавленных растворах, где a₂=C₂ и соблюдается закон Генри: . Определение Г₂ осуществляется экстраполяцией отношения на нулевую концентрацию или установлением области концентраций, где это отношение постоянно.

Пример 1.

Давление насыщенного пара меди над раствором Fe-Cu при 1600С имеет следующие значения:

XCu	0,015	0,023	0,061	0,217	0,467
pCu, Па	8,7	13,3	30,9	53,2	59,8

Определить активность и коэффициент активности меди в этих растворах.

Как видно из таблицы, первые три раствора достаточно разбавлены. Рассчитаем коэффициент Генри для них:

1) Па^-1

2) Па^-1

3) Па^-1

Значения близки, но не равны. Если построить график в координатах -Х_Cu и экстраполировать его на ось ординат, то можно найти значение 1,7^.10^-3 Па^-1 для наиболее разбавленного раствора.

Тогда Па.

Рассчитаем активность и коэффициент активности меди в растворе.

			0,053	0,090	0,102
Сu=			0,9	0,4	0,2

Из таблицы видно, что первые два раствора являются идеальными, т.к. активность равна мольной доле, а коэффициент активности равен единице. Для всех остальных растворов наблюдаются отрицательные отклонения от идеальности, поскольку коэффициент активности меньше единицы.

Пример 2.

Давление углекислого газа над раствором его в воде приведено в таблице. Рассчитайте активность и коэффициент активности СО₂.

	16,03	8,65	1,8	0,9
, атм	10,0	5,0	1,0	0,5

Рассчитаем коэффициент Генри по этим данным.

1,6

1,73

1,8

1,8

Два последних значения одинаковы. Принимаем . Тогда атм.

Рассчитаем активность и коэффициент активности CO₂ в растворе аналогично предыдущей задаче:

			1	1

В этой задаче наблюдаются положительные отклонения от идеальности, т.к. коэффициент активности больше единицы.