Азеотропная смесь минимальным давлением паров

Классическим примером азеотропной смеси углеводородов с минимальной температурой кипения являются циклогексан и бензол [14]. Эти вещества, кипящие соответственно при 80,8 и 80,1°, образуют азеотропную смесь, кипящую при 77,7°. Кривая давления пара этой смеси подобна кривой показанной на рис. 13. На рис. 14 показана х — г/-диаграмма для этой смеси. Состав азеотропной смеси соответствует точке пересечения кривой у = х) и прямой, образующей с осями координат угол в 45° (у = х). Если производить фракционную перегонку смеси бензола с циклогексаном, содержащей 20%о мол. циклогексана, то первым погоном будет [c.120]

Для определения воды, за исключением более старых методов высушивания в сушильном шкафу, наиболее широко применяется метод дистилляции. Этот метод нашел применение в пищевой и нефтеперерабатывающей промышленности для анализа твердых, пастообразных и других относительно малолетучих продуктов. Многие из этих методик приняты во всем мире в качестве стандартных, так как условия перегонки и требования к аппаратуре могут быть описаны достаточно четко и однозначно. Эти методики включают, как правило, отгонку воды с последующим разделением фаз. Обычно используют дистилляцию в присутствии углеводородов или органических галогенидов, которые или образуют азео-тропные смеси с водой с минимальной температурой кипения, или кипят выше 100 °С и поэтому могут служить переносчиками воды. Смесь двух или нескольких компонентов называют азеотропной в том случае, если она кипит при постоянной температуре, соответствующей данному давлению, и в процессе перегонки не изменяет своего состава. Азеотропная смесь ведет себя при перегонке как индивидуальное вещество до тех пор, пока не будет исчерпан один из входящих в ее состав компонентов (в данном случае вода). В большинстве методик анализа, использующих дистилляцию, анализируемый образец диспергируют в относительно большом объеме переносчика воды. Далее нагревают смесь до начала кипения и конденсируют образующийся пар. Конденсат собирают в градуированный приемник (конденсат разделяется на две фазы) и измеряют объем водной фазы. Азеотропные смеси с минимальной температурой кипения позволяют значительно снизить температуру, требуемую для удаления влаги, и, таким образом, осуществить определение воды в более мягких условиях, чем при обычной сушке в сушильном шкафу при атмосферном давлении. Физико-химические принципы дистилляции рассмотрены в работе [89]. [c.236]

Азеотропные смеси (азеотропы). Азеотропная смесь ведет себя подобно чистому веществу, поскольку она перегоняется без изменения состава или температуры кипения до тех пор, пока давление остается постоянным. Перемена давления приводит как к изменению температуры кипения и состава азеотропа, так и формы кривой равновесия пар—жидкость. Эти изменения почти всегда малы, если только давление не изменится значительно. Так, раствор хлористого водорода и воды, содержащий 20,2% (весовых) хлористого водорода, кипит при 110° (при 760 мм рт. ст.), давая дестиллят того же состава (рис. 7). При нагревании смеси любого другого состава один из компонентов отгоняется в различных количествах до тех пор, пока в кубе не останется азеотропная смесь, которая затем перегоняется при постоянной температуре. Все смеси, содержащие меньше 20,2% хлористого водорода, можно рассматривать как составленные из воды и азеотропа, причем более летучим компонентом будет вода. Те же смеси, в которых содержится более 20,2% хлористого водорода, можно рассматривать аналогично как состоящие из хлористого водорода и азеотропа более летучим компонентом будет хлористый водород. Подобно тому, как это происходите системами, не содержащими азеотропа, перегонка, если только она достаточно эффективна, приводит к разделению на воду и азеотроп для систем, содержащих менее 20,2% хлористого водорода, и на хлористый водород и азеотроп для систем, содержащих более 20,2% хлористого водорода. Система вода— хлористый водород является типичной для систем, образующих смеси с максимальной точкой кипения. Аналогичные положения применшмы к системам, образующим смеси с минимальной точкой кипения, за исключением того, что в них азеотроп более летуч, чем любой из компонентов. Так, все смеси толуол—спирт, содержащие менее 41 % толуола, могут быть разделены на азеотроп и спирт, а смеси, содержащие более 41% толуола,—на азеотроп и толуол. Изложенную характеристику двойных азеотропных систем можно свести в следующие положения [c.26]

Рауля, парциальное давление компонентов прямо пропорционально их молярной концентрации в смеси. Как видно из рис. 278, упругость паров-такого раствора равна сумме парциальных давлений компонентов и графически изображается прямой, соединяющей точки А м В. Однако, как правило, реальные растворы жидкостей характеризуются положительным (рис. 278, б) или отрицательным (рис. 278, в) отклонением от закона Рауля. Если отклонения от закона Рауля достаточно велики, то кривая давления паров раствора имеет максимум или минимум. В первом случае при перегонке сначала отгоняется смесь постоянного состава (азеотропная смесь), имеющая наиболее низкую температуру кипения — более низкую, чем температуры кипения обоих компонентов. После отгона азеотропной смеси начнет отгоняться тот компонент, который присутствует в перегоняемой смеси в избытке по сравнению с составом азеотропной смеси. Такой азеотроп называют минимальным. [c.280]

Для смесей жидкостей с неограниченной взаимной растворимостью в случаях значительных отклонений (как положительных, так и отрицательных) в их поведении от закона Рауля на кривых зависимости давления насыщенного пара от состава (при постоянной температуре) имеют место экстремумы — максимумы (при положительных отклонениях) либо минимумы (когда отклонения отрицательны). То есть имеется строго определенный, т. н. азеотропный состав жидкой смеси, температура кипения которого является экстремальной (максимальной — в случаях положительного отклонения от закона Рауля, минимальной — при отрицательных отклонениях) по отношению к температурам кипения при любых других возможных количественных составах данной смеси. Для азеотропной смеси, в соответствии со вторым законом Коновалова, составы жидкости и пара одинаковы. Отсюда следует, что азеотропная смесь кипит при постоянной (экстремальной) температуре. [c.487]

Физический смысл второго закона Коновало.ва поясним, сопоставляя фрагменты рис. 12.8, а, б. Азеотропная смесь с концентрацией Хаз кипит при некоторой температуре / = аз- Это означает, что при аз упругость паров азеотропной смеси равна внешнему давлению. Смесь любого иного состава х > х и X < Хаз) при температуре 4з, как видно из диаграммы Р—х на рис. 12.8, а, дает более низкую упругость паров Р < Дз такая смесь при данном внешнем давлении кипеть не будет. Чтобы она закипела, необходимо повысить упругость ее паров до внешнего давления — это можно сделать, увеличивая ее температуру сверх аз- Значит, температура кипения любой смеси, отличающейся по составу от азеотропной, будет выше /аз. Иными словами, именно для смеси азеотропного состава (ему отвечает максимум давления Раз) температура кипения будет минимальной. [c.983]

Смесь, имеющая максимальное давление пара, определяющее минимальную температуру кипения, носит название а з е о-тропной смеси и имеет более низкую температуру кипения, чем каждый из двух компонентов смеси. Такие азеотропные смеси известны и для трехкомпонентных смесей. Образование азеотропных смесей играет большое значение в процессах испарения летучих растворителей. Такие смеси влияют на относительные скорости испарения составных частей их, ибо постоянно кипящая смесь стремится испаряться так, как будто она пред- [c.332]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология