Диаграмма состав температура кипения системы с азеотропной точко

Рис. 109. Диаграмма состав — температура кипения системы с азеотропной точкой.

I. Х ана зависимость составов жидкой фазы и находящегося с ней в равнс весии пара от температуры для двухкомпонентной жидкой системы А — В при постоянном давлении. Молярный состав жидкой фазы X и насыщенного пара у выражен в процентах вещества А. По иривед нным данным 1) постройте график зависимости состава пара ог состава жидкой фазы при постоянном давлении 2) постройте диаграмму кипения системы А — В 3) определите температуру кипения системы с молярным содержанием а% вещества А каков состав первого пузырька пара над этой системой при какой температуре закончится кипение системы каков состав последней капли жидкой фазы 4) определите сос1ав пара, находящегося в равновесии с жидкой фазой, кипящей при температуре Tt 5) при помощи какого эксперимента можно установить состав жидкой бинарной системы, если она начинает кипеть при температуре Ti при наличии диаграммы кипения системы 6) какой компонент и в каком количестве может быть выделен из системы, состоящей из Ь кг вещества А и с кг вещества В 7) какого компонента и какое количество надо добавить к указанной в п. 6 смеси, чтобы получилась азеотропная система 8) какое количество вещества А будет в парах и в жидкой фазе, если 2 кг смеси с молярным содержанием а% вещества А нагреть до температуры 71 9) определите вариантность системы в азеотропной точке. [c.287]

Растворы, образующие пары того же состава, что и жидкая фаза, называются азеотропными смесями. Точка кипения азеотропной смеси лежит выше (или соответственно ниже) точек кипения каждого из компонентов. Диаграммы состояния, приведенные на рис. 55,а и 55,6, построены в координатах состав—температура, причем давление постоянно. При изменении давления азеотропная смесь может оказаться уже другого состава. При определении числа степеней свободы в точках кипения азеотропных смесей необходимо иметь в виду, что состав паров и жидкости одинаков, и поэтому азеотропные системы следует рассматривать как системы однокомпонентные, и их фазовые превращения ничем не отличаются от фазовых превращений чистых компонентов А и В в точках Та иТ . Таким образом, в точках т (рис. 55,а и 55,6) мы имеем одну фазу — жидкую, в точках а могут быть две фазы — жидкая и парообразная или только одна из них в точках п — одна фаза — парообразная. [c.213]

Способность ограниченно смешивающихся жидкостей образовывать гетероазеотропы используется для разделения азеотропных смесей в системах с неограниченной взаимной растворимостью компонентов. Так, азеотропная-смесь в системе пиридин — вода, содержащая 57% пиридина и кипящая при 365 К, методом перегонки не может быть разделена на чистые компоненты. Однако если к такой азеотропной смеси добавить бензол, который образует с водой гетероазеотроп, кипящий при более низкой температуре (342 К), то при перегонке водных растворов пиридина в присутствии бензола можно получить чистый пиридин, а вода вместе с бензолом в виде гетероазе-отропа перейдет в дистиллят. Диаграмма на рис. 139 отвечает системе, в которой гетероазеотроп не образуется. В такой системе во всем интервале концентраций пар богаче жидкости компонентом Б, имеющим более низкую температуру кипения при заданном давлении. Такие системы характеризуются тем, что состав пара (точка О), равновесного с жидкими растворами (точки С и D), не является промежуточным между составами жидких растворов. Кроме того, температура равновесной трехфазной системы не будет самой низкой температурой, при которой существует равновесие пар—жидкость. Систему с ограниченной взаимной растворимостью компонентов второго типа перегонкой можно разделить на два чистых компонента. Примерами систем данного типа могут служить системы вода — фенол, гексан — анилин, вода — никотин, бензол — ацетамид, метанол — тетраэтил-силан и др. [c.398]

Мэйр, Глазгов и Россини [41 ] предлагают простой графический метод определения параметров азеотропа. Рис. 228 представляет температуры кипения азеотропных смесей бензола с различными углеводородами как функцию состава смеси [53]. Если соединить точку кипения каждого углеводорода (на оси ординат) с точкой, взятой на кривой и соответствующей температуре кипения азеотропа, то можно получить прямые линии с различным наклоном. На основе диаграммы можно предсказать, что углеводороды с точками кипения ниже 68 °С и выше 100 °С не дают азеотропа с бензолом. Далее, для любого углеводорода можно определить температуру кипения и состав его азеотропа с бензолом, если от значения температуры кипения чистого вещества провести линию, параллельную ближайшей уже построенной наклонной прямой. Наклон прямой зависит от температуры кипения чистого углеводорода и степени разветвленности его молекулы. Если, например, на диаграмме отметить точку кипения 3-этилпентана (93,5 °С), то на кривой линии найдем в хорошем соответствии с опытными данными точку кипения азеотропа при 80 °С, а на оси абсцисс — состав азеотропа, равный 96% (мол.) бензола. Подобные диаграммы можно строить по методу Хорсли [54], а также Мейсснера и Гринфельда 55]. Графический метод, предложенный Новиковой и Натрадзе [56], основан на использовании трехмерной координатной системы, изменение параметров в которой выражается пространственной кривой. На оси абсцисс откладывают значения состава азеотропа в % (мол.), на оси ординат — значение, обратное температуре кипения, а на аппликате [c.311]

На фиг. 4-1 (часть VIII) даны соотношения упругостей паров для бинарного раствора вода — пиридин [1]. Эта система показывает заметные отклонения от идеальности и дает смесь, общая упругость паров которой больше, чем у наиболее летучего чистого компонента в результате получается азеотропная смесь с минимальной температурой кипения. Части V, VI и IX фиг. 4-1 показывают парциальные и общие упругости паров для трех бинарных систем, в которых один из компонентов является соответственно парафиновым, циклопарафиновым или ароматическим углеводородом часть V, н-гептан и этиловый спирт [8] часть VI, циклогексан и этиловый спирт [9] часть IX, толуол и уксусная кислота [1]. В каждой из этих систем образуются смеси, общая упругость паров которых больше, чем у наиболее летучего компонента в чистом виде в результате этого образуются азеотроппые смеси с минимальной температурой кипения. Для этих систем отклонение от идеальности очень велико, и в каждом случае образуется азеотропная смесь с значительно более низкой точкой кипения, чем пизкокипящего компонента. Для бинарных растворов, оба компонента которых полностью смешиваются в жидкой фазе, возможнытривида диаграмм температура—состав (включающих как жидкую, так и паровую фазы), как показано на фиг. 4-2. [c.75]

Система с минимумом температуры кипения показана на рис. 17, б. Любая смесь имеет температуру кипения ниже температуры кипения того или другого чистого компонента. Кривые жидкости и пара сливаются в точке М. Согласно второму закону Коновалова, в точке минимума температур кипения составы жидкой и парообразной фаз равновесной системы одинаковы. Жидкости, которые перегоняются, не меняя состава, называются постоянно кипящими или азеотропными смесями. При перегонке систем, описываемых диаграммой с минимумом (рис. 17, б) температуры кипения, жидкость состава I при температуре t образует пар состава т, который богаче компонентом В. Состав дистиллята при перегонке приближается к составу азеотропной смеси (точка М), а остаток в колбе — к составу чистого компонента А. Аналогичный вывод получается при рассмотрении перегонки жидкости состава /[, где пар также стремится к составу М, а остаток — к чистому компоненту В. В подобных системах при фракционной перегонке можно получить в относительно чистом виде только тот компонент, который находится в избытке по сравнению с составом азеотропной смеси. Этот компонент остается в колбе для дистилляции. [c.73]

Рассмотрим простую перегонку смеси жидкостей, не образующей азеотропного раствора. Исходную смесь состава (рис. 6.12, а) нагревают до температуры кипения (точка /). Образующийся пар состава у, (точка 2) конденсируют и удаляют из системы. Пар по сравнению с исходной жидкостью обогащен легколетучим компонентом В. Оставшаяся жидкость обогащена компонентом А (состав Х2), поэтому ее температура кипения возрастает (точка / ) При кипении жидкости состава Х2 образуется пар состава уг (точка 2 ), который конденсируют и собирают в ту же емкость. Проводя процесс непрерывного кипения жидкости и удаления конденсата, можно получить почти чистый труднолетучий компонент А. На диаграмме этот процесс отвечает смещению точки / вверх до /д. В конденсате содержатся оба компонента. Таким образом, простой перегонкой получить чистый компонент В не удается. Рассмотрим процесс конденсации пара (рис. 6.12,6). Пар состава у1 начинает конденсироваться при температуре I (точка 2). Образующаяся жидкость состава X, (точка /) обогащена компонентом А. Оставшаяся паровая фаза обогащается более летучим компонентом В. Допустим, что состав ее стал уг (точка 2 ). Тогда новая порция образовавшейся при [c.100]

Если силы взаимодействия между разнородными частицами А—В больше, чем между однородными А—А или В—В, то наблюдаются отрицательные отклонения от закона Рауля, диаграмма кипения может иметь максимум в точке О (рис. 10). Азеотропная смесь в точке О кипит при температуре более высокой, чем чистые компоненты. Состав пара любой кипящей смеси обогащается тем чистым компонентом, который находится в избытке по сравнению с составом азеотропной смеси. Так, составу жидкой смеси х соответствует пар состава у, обогащенный высококипящим компонентом Л состав пара у для смеси х обогащен, наоборот, низкокипящим компонентом В. Следовательно, состав пара в этой системе удаляется от состава азеотропной смеси. Диаграмму так- [c.62]

Решение. Рассмотрим диаграмму состав — температура кипения (при Р = сопз1) для системы, имеющей азео-тропный состав. При дистилляции раствора состава а кипение начнется при температуре Гь а состав пара над этой системой при той же температуре будет отвечать точке б. При перегонке жидкость будет обогащаться компонентом В. В результате этого при многократной перегонке и конденсации пара из исходного раствора состава а можно получить раствор состава в (азеотропная смесь) и чистый компонент В. [c.188]

Несмотря на то, что разница в точках кипения соответствующих азеотропных смесей может бытк значительно меньше, чем таковая у самих изомеров, этот процесс может быть успешно использован вследствие больхлей растянутости линий жидкость — пар на диаграмме состав—температура для двух азеотропных смесей (рассматриваемых как бинарные системы) по сравнению с бинарной системой, состоящей из двух этих изомеров. В тех случаях, когда требуется очистить небольшие количества вещества в колонне, имеющей емкость и задержку слишком большую, чтобы можно было применить прямую перегонку, может быть использована азеотропная перегонка. В этом случае следует брать вещество, образующее азеотропную смесь, кипящую значительно ниже, чем исходная смесь, чтобы иметь возможность получать азеотропный дистиллат со сколь угодно низкой концентрацией данного соединения. Применяя избыток вещества, образующего азеотропную смесь, можно всю взятую для разделения смесь вывести из колонны в виде дистиллата. Этот метод очистки окажется непригодным, если не будет заметной разницы в точках кипения между азеотропной смесью, образуемой загрязнением, и азеотропной смесью выделяемого соединения. В случае же образования тройной азеотропной смеси,состоящей из основного вещества, загрязнения и вещества, образующего азеотропную смесь, загрязнение может быть удалено ценой потери определенного количества выделяемого соединения. Особые преимущества очистки с помощью азеотропной перегонки проявляются в тех случаях, когда вещество, подлежащее очистке, склонно к полимеризации, разложению или другим реакциям уже при обычной температуре его кипения. Добавление подходящего вещества, образующего азеотропную смесь, служит в этих случаях как средством для снижения температуры кипения, так и в качестве разбавителя данного вещества. [c.92]

Система дихлорметан — ацетон — метиловый спирт представляет практический интерес с точки зрения изучения условий разделения смесей ацетона и метилового спирта с помощью азеотропной ректификации. В этой системе имеется два бинарных положительных азеотропа ацетон — метиловый спирт (т. кип. 54,6°С 86,5 мол.% ацетона) и дихлорметан — метиловый спирт (т. кип. 39,2°С 94 мол.%-дихлорметана). Система дихлорметан — ацетон неазеотропна. Температуры кипения азеотропов и компонентов показаны на треугольной диаграмме (рис. 63). Точки 1 и 2 на треугольной диаграмме изображают составы смесей, изучавшихся путем ректификационного анализа. Кривые ректификации этих двух смесей приведены на рис. 63, под треугольной диаграммой. Эти кривые свидетельствуют об отсутствии тройного азеотропа в рассматриваемой системе. Из рис. 63 следует, что ход ректификации в этой системе относительно прост. Разгонка смесей, состав которых изображается точками в треугольнике Лт1 П2 дает следующие фракции 1) азеотроп дихлорметан — метиловый спирт 2) азеотроп ацетон — метиловый спирт 3) метиловый спирт 3) метиловый спирт (рис. 63,1). При ректификации смесей, состав которых изображается точками в треугольниках Шхт В и гпхВС, получаются фракции, отвечающие вершинам соответствующих треугольников. Таким образом, наличие двух положительных бинарных азеотропов в тройной системе порождает появление трех ректификационных областей в концентрационном треугольнике. Разделяющие линии ректификации между всеми тремя областями — прямые. Это подтверждается тем, что при [c.176]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология