ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Закон распределения.—А. М. Пономарева из "Практические работы по физической химии" При переходе от двух- к трех компонентным системам возникает необходимость ввести новый способ изображения состояния таких систем. Для построения полной диаграммы состояния трехкомпонентной системы требуются четыре координатные оси (р. Г, и А ). Только ограничение условий наблюдения постоянством давления или температуры дает возможность представить трехкомпонентную систему в виде реальной трехмерной фигуры. Для того же, чтобы изобразить такую систему на плоской диаграмме, необходимо постоянство и давления и температуры. [c.112] Состав тройной системы удобно выражать треугольной диаграммой Гиббса или Розебома (рис. 36). В обоих случаях вершины равностороннего треугольника соответствуют чистым веществам А, В я С. Точки на сторонах треугольника изображают составы двухкомпонентных систем А—В, А—С и В—С. Каждая точка внутри треугольника изображает состав тройной системы. Координатную сетку наносят параллельно сторонам через равные промежутки. Состав тройной смеси, характеризуемой, например, точкой /С, определяют либо по методу Гиббса, либо по методу Розебома. [c.112] КЬ и Кс. Сумма этих отрезков равна стороне равностороннего треугольника, тогда мольная доля компонента А выражается отношением отрезка Ка к длине стороны треугольника. Соответственно выражают мольные доли остальных веществ. Так, отрезок Ка соответствует Л/д=0,6, КЬ соответствует Л в=0,1 и Кс соответствует Л/ с =0,3. Как видно, оба способа В1 фажения составов приводят к тем же соотношениям между компонентами. [c.113] Диаграммы взаимной растворимости веществ в трехкомпонентных системах отличаются большим разнообразием. Некоторые типы диаграмм (не считая полной взаимной растворимости) изображены на рисунках 37 и 38. [c.113] На рис. 37 представлена система, в которой каждые два вещества смешиваются друг с другом неограниченно, но в тройной смеси в определенной области концецтраций происходит расслое. [c.113] На рис. 38 изображена система, каждая пара веществ которой обладает ограниченной растворимостью. Однако растворимость увеличивается по мере добавления третьего компонента, что при-водит к полной взаимной растворимости в некоторой зоне концентраций (центральная незаштрихованная часть. треугольника). Подобной диаграммой характеризуются системы Ре—2п—РЬ f и нитрил янтарной кислоты—вода—эфир. Уменьшение взаимной растворимости вследствие изменения температуры может привести к слиянию трех гетерогенных областей (пунктирные линии на рис. 38). При этом существует равновесие между тремя жидкими фазами К, Ь и М. [c.115] проведенные на рис. 37 и 38 (а—а, Ь—й и др.), соединяют точки, характеризующие составы равновесных (сопряженных) растворов. Ноды не параллельны сторонам треугольника, так как вещество, добавленное к ограниченно смешивающейся двойной системе, неодинаково распределяется между жидкими фазами. [c.115] Кроме предельных типов диаграмм состояния существует ряд ) промежуточных типов с одной или двумя гетерогенными областями. [c.115] Для построения диаграммы взаимной растворимости в трех-компонентной системе к какой-либо исходной бинарной смеси приливают из бюретки по каплям (как при титровании) третий компонент. В общем случае необходимы три серии опытов, в которых исходными служат поочередно все три бинарные смеси, образующие тройную систему. Появление второй фазы (расслое-ч ние) обнаруживают по помутнению смеси. Если расслоение су-/ ществует только в ограниченной области концентраций, прили-I вание третьей жидкости продолжают до гомогенизации смеси I (исчезновение мути). Зная состав исходной бинарной смеси и количество добавленного третьего компонента, рассчитывают состав тройной смеси к началу расслоения. [c.115] Если В интервале 70-ь90% СНдСООН взять меньшее число исходных смесей, то круто поднимающаяся к чистому веществу ветвь линии раздела не будет обрисована достаточно достоверно. [c.116] На примере системы хлороформ—вода—уксусная кислота (рис. 39) отчетливо видно, что добавление СНдСООН к смеси практически нерастворимых хлороформа и воды вызывает увеличение их взаимной растворимости. В пределе это приводит к гомогенизации системы. Добавленная уксусная кислота распределяется между двумя жидкими фазами неравномерно (ноды, связывающие сопряженные растворы, не параллельны стороне треугольника). [c.117] Если ограничиться областью сравнительно малых концентраций уксусной кислоты, когда она еще незначительно влияет на взаимную растворимость хлороформа и воды, то оказывается, что отношение концентраций СН3СООН в двух равновесных жидких фазах остается постоянным (при данной температуре). [c.118] Разобранный пример является частным случаем общей закономерности, которая была названа законом распределения. [c.118] Сущность закона распределения заключается в том, что вещество, добавленное к системе, состоящей из двух нерастворимых или ограниченно растворимых жидкостей, распределяется между обоими слоями в определенном, постоянном при данной температуре отношении. Этот закон, характеризующий равновесное состояние системы, может быть выведен следующим образом. [c.118] Величину называют коэффициентом распределения. [c.118] Указанные простые соотношения справедливы только в тех случаях, когда добавление третьего вещества к системе нерастворимых или ограниченно растворимых жидкостей не вызывает изменения растворимости жидкостей друг в друге и если растворяемое вещество в каждой из равновесных фаз находится в одинаковом молекулярном состоянии. [c.119] Вернуться к основной статье