Состав и температуры кипения азеотропных растворов

Обе ветви кривой пара на подобной диаграмме сходятся в азеотропной точке. Поэтому при испарении любой жидкости образующийся пар имеет состав, более близкий к азеотропному, чем жидкость. Конденсация и повторное испарение могут привести лишь к азеотропной смеси. Дальнейшая перегонка нецелесообразна, так как пар и жидкость в азеотропной точке имеют одинаковый состав. Состав жидких фракций при перегонке изменяется противоположным образом, а точки жидкости удаляются от азеотропной в сторону чистых компонентов справа налево в левой части диаграммы, слева направо — в правой. Поэтому при перегонке смеси, состав которой характеризуется точкой /, получаем чистый компонент А и азеотропную смесь, а при перегонке смеси, состав которой отвечает точке 2, — чистый компонент В и азеотропную смесь. Выделить оба компонента в чистом виде для смесей с подобной диаграммой невозможно. То же самое относится к смесям с максимумом температур кипения. Лишь растворы, не обладающие точками экстремума на диаграммах температура кипения — состав, могут быть разделены путем перегонки на чистые компоненты. [c.197]

Для растворов, которые точно подчиняются закону Рауля, кривые температура — состав могут быть построены по расчетным данным. Если же смесь дает отклонения от закона Рауля, то кривая может быть построена по опытным данным. Однако, если отклонения эти очень велики, то на кривых давление пара — состав (или температура кипения —состав) может появиться максимум или минимум в зависимости от того, положительные или отрицательные отклонения проявляют эти растворы. В точках максимума или минимума кривая жидкости обязательно коснется кривой пара. Такая точка, в которой состав пара и состав жидкости одинаковы, называется азеотропной точкой. Смесь кипит как одно целое, и разделить смесь на составные части путем перегонки оказывается невозможным. [c.200]

Рассмотрим фракционную перегонку двухкомпонентной жидкой смеси, не образующей азеотропного раствора, пользуясь диаграммой кипения (рис. 136). Для разделения исходную смесь состава X о нагревают при постоянном давлении до кипения (фигуративная точка Оо), при этом получается первый пузырек пара (фигуративная точка Ьо) состава Пар по сравнению с исходной жидкостью более богат легколетучим компонентом В, а раствор обогащается компонентом А и его температура кипения при подводе теплоты возрастает (фигуративная точка а ). В процессе перегонки состав жидкого раствора изменяется от Х до а состав пара — от Ко ДО Кх- Если весь полученный пар сконденсировать (первая фракция), то конденсат будет иметь состав У и промежуточный между Ко и У . При кипении оставшейся жидкости (фигуративная точка 04) состава Х1 получается пар, также обогащенный легколетучим компонентом В. При изменении состава жидкого раствора от Х1 до состав пара меняется от У г до У и получается конденсат состава У2 (вторая фракция). При дальнейшем испарении оставшейся жидкости аналогично можно получить третью, четвертую и т. д. фракцию, при этом кипящая жидкость по составу будет приближаться к чистому компоненту А с температурой кипения Т. Если каждую из полученных фракций подвергнуть аналогичной перегонке, то получится набор новых фракций, обогащенных легколетучим компонентом. Сходные по составу фракции объединяют и подвергают дальнейшему фракционированию до тех пор, пока конденсат не будет представлять собой практически чистый компонент В, а перегоняемая жидкость — чистый компонент А. [c.394]

По третьему закону Вревского при произвольном изменении те.мпературы или давления в системах с максимумом на кривой давления пара (минимумом на кривой температур кипения) состав пара, равновесного с раствором заданной концентрации, и состав азеотропной смеси изменяются в одинаковом направлении (ас и аа, рис. 135, /) в системах с минимумом на кривой давления пара (максимумом на кривой температур кипения) составы равновесного пара и азеотропной смеси изменяются в противоположных направлениях (а1с и рис. 135, //). [c.393]

Точкам максимума или минимума (экстремальным точкам) на кривых общего давления насыщенного пара и температуры кипения соответствуют растворы, состав которых одинаков с составом равновесного с ними пара (такие растворы называются азеотропными). [c.193]

СОСТАВ И ТЕМПЕРАТУРЫ КИПЕНИЯ АЗЕОТРОПНЫХ РАСТВОРОВ [c.268]

Он имеет экстремальную температуру кипения наименьшую — при положительных отклонениях, наибольшую — при отрицательных отклонениях от закона Рауля. Азеотропный раствор кипит при постоянной температуре (при условии постоянства внешнего давления) без изменения своего состава. Однако при изменении внешнего давления меняется не только его температура кипения, но и состав. Это указывает на то, что азеотропная смесь не является химическим соединением. Чаще всего встречаются системы с минимальной температурой кипения азеотропных смесей. К ним относятся вода — этиловый спирт метиловый спирт — ацетон бензол — уксусная кислота и др. [c.99]

С раствором, состав которого отвечает экстремуму на кривых давления пара или температур кипения, находится в равновесии пар такого же состава. Очевидно, что состав таких растворов при перегонке не меняется и они кипят при постоянной температуре. Такие растворы называются азеотропными (нераздельно-кипящими). [c.202]

Выбор добавок ограничен следующими условиями. Чтобы разница в температурах кипения между азеотропными смесями или между азеотропной смесью и углеводородом, не входящим в ее состав, была достаточной для их разделения, добавляемое вещество должно кипеть на О—30° ниже углеводорода, подлежащего выделению. Это вещество должно давать большие отклонения от закона Рауля и образовывать азеотропные смеси с минимальной точкой кипения с одним или с большим числом углеводородов, подлежащих выделению. Кроме того, добавляемое вещество должно растворяться в углеводороде при температуре кипения смеси или на несколько градусов ниже оно также должно быть доступным по стоимости, стабильным, химически инертным и легко отделяющимся от углеводородов, с которыми образует азеотропную смесь. Обычно это отделение происходит либо в результате понижения взаимных растворимостей при низких температурах, что приводит к расслоению дистиллята на две фазы, либо в результате отмывки этого вещества водой. [c.36]

Из рис. VII. 5, а видно, что, в соответствии с первым законом Коновалова, пар и в этом случае обогащен по сравнению с жидкостью тем компонентом, добавление которого к раствору повышает общее давление пара (понижает температуру кипения). Например, добавление СЗг к ацетону повышает общее давление пара и понижает температуру кипения раствора вплоть до содержания СЗг, отвечающего экстремальной точке с. В этой области концентраций пар по сравнению с жидкостью обогащен сероуглеродом. Дальнейшее добавление С5г вызывает понижение общего давления пара (повышение точки кипения), поэтому пар в области концентраций между азеотропной точкой с и чистым сероуглеродом по сравнению с жидкостью обогащен ацетоном. К этому же выводу можно прийти, рассматривая добавление ацетона к сероуглероду. В азеотропной точке с состав жидкости равен составу равновесного с ней пара. [c.94]

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]

Состав азеотропного раствора не изменяется при его кипении, и температуря кипения при заданном внешнем давлении остается постоянной. [c.391]

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]

ЛИЯМ давления пара или температуры кипения, называют азеотропными смесями. Они имеют постоянную температуру кипения. В то время как в идеальных растворах пар насыщен летучим компонентом, в азеотропных смесях пар и жидкость имеют одинаковый состав. [c.330]

При нагревании раствора галогеноводородной кислоты до температуры кипения состав перегоняющейся жидкости и температура кипения изменяются по мере нагревания, пока не наступит такой момент, когда жидкость начинает перегоняться при постоянной температуре, хотя она представляет собой при этом не химическое соединение, а смесь галогеноводорода и воды. Такие смеси, перегоняющиеся при постоянной температуре без изменения состава, называются азеотропными (см. табл. 5). [c.148]

Растворы, для которых наблюдается максимум или минимум на кривой давления пара, имеют минимум или максимум на кривой температур кипения. Растворы, соответствующие максимуму или минимуму на кривой температур кипения, называются азеотропами. Такие растворы перегоняются без изменения состава, потому что состав жидкости и пара у них одинаков. Известно много примеров азеотропных [c.117]

Перегонка в системах, компоненты которых образуют азеотропные смеси, имеет несколько более сложный характер. При фракционной перегонке систем с максимумом на кривой температур кипения получается конденсат, обогащенный тем или иным компонентом, а в остатке — нераздельно кипящая смесь, которая далее перегоняется без изменения состава. Так, при нагревании водных растворов хлороводорода сначала удаляются вода или хлороводород (в зависимости от состава исходного раствора). Когда же состав остатка достигает массовой доли хлороводорода, равной 20,24%, температура кипения становится равной 108,5 °С (если перегонку ведут под атмосферным давлением), и остаток перегоняется без изменения состава. [c.77]

СОСТАВ И ТЕМПЕРАТУРЫ КИПЕНИЯ ДВУХКОМПОНЕНТНЫХ ВОДНЫХ АЗЕОТРОПНЫХ РАСТВОРОВ [c.284]

Свойства бинарных азеотропных смесей в самом общем виде выражаются законом (Коновалова, устанавливающим, что точки максимума или минимума на кривых давления пара или температуры кипения отвечают растворам, состав которых одинаков с составом находящегося в равновесии с ними пгфа. А. В. Сторонкин показал [3, 14, 78], что этот закон соблюдаете не только в бинарных, но и в многокомпонентных системах, а экстремуму температуры всегда соответствует противоположный экстремум давления. Однако равенство составов равяовескых паровой и жидкой фаз не обязательно соответствует экстищц [c.73]

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]

Рис. 111-21. Диаграмма составов пара и жидкости системы НаО—РгОв а — состав пара при. 760 мм рт. ст. 6— температура кипения азеотропной смеси в — температура кипения-метастабильной Р,01 г— температуры кипения растворов. Н.РО, при 760 мм рт. ст. в — температура кипения стабильной Р10 е — состав азеот

На рис. 33, б представлена диаграмма состав — температура кипения с азвотропной точкой, отвечающей минимуму (или максимуму) температур кипения, в которой состав жидкой фазы и паров одинаков. Если раствор, обладающий составом, промежуточным между Л и С (т. е. отличным от состава азеотропной смеси), например составом подвергнуть нагреванию, то пар, находящийся в равновесии с раствором, будет обладать составом N2, т. е. содержать компонента В больше, чем раствор. Остаток же, обогащаясь компонентом А, будет кипеть при более высокой температуре, например /г- [c.73]

Закон Рауля, являющийся одним из основных в теории перегонки и ректификации, приложим далеко не ко всем растворам. Существуют так называемые азеотропные смеси, образующие при известном составе нераздельно кипящую фракцию, перегоняющуюся при постоянной температуре, которая мо-жет быть или более высокой или более низкой, чем температура кипения компонентов. Например, бензол <т. кип. 80,2° С) и циклогексан (т. кип. 80,75° С) образуют азеотропную смесь с содержанием 55 /о бензола и температурой кипения 77,5° С. Разделить азеотропные смеси перегонкой и ректификацией невозможно, так как при известной температуре будет кипеть нераздельно кипящая смесь. Чтобы разделить азеотропную смесь, приходится прибегать или к изменению температуры перегонки путем изменения внешнего давления или прибавлением третьего компонента (при изменении давления паров меняется состав азеотропной смеси), или использовать различную растворимость или различие температур застывания компонентов, входящих в азеотропную смесь. При обычной перегонке нефти, когда получаются фракции, кипящие в широких интервалах температур, наличием азеотропных смесей можно пренебречь и считать, что нефть представляет идеальный раствор, следующий закону Рауля. С особенностями азеотропных растворов приходится сталкиваться при выделении из легких фракций нефти отдельных индивидуальных углеводородов, особенно ароматических. Например для правильного распределения метановых углеводородов по двухградусньш фракциям при тщательной ректификации бензина оказалось необходимым удалить предварительно из бензмна ароматические углеводороды. При перего нке бензинов бензол (т. кип. 80,2° С) концентрируется во фракциях, кипящих. при 71—75° С, а толуол (т. кип. 110,6° С) концентрируется во фракции с температурой кипения ЮГ С. [c.173]

Несмотря на то, что разница в температурах кипения этиленхлоргидрина (128—132°С) и воды достаточно велика, разделить их при помощи простой перегонки не удается весь этиленхлоргидрин перегоняется с водой при температуре около 100°С. М, Гомберг установил, что этиленхлоргидрин дает с водой азеот-ропную смесь, которая кипит при 98—99 °С состав ее приблизительно следующий 42,5% этиленхлоргидрина и 57,5% воды. Е. Банселин и др. (38, 39] детально изучили вопрос о перегонке водных растворов этиленхлоргидрина и нашли, что азеотропная смесь последнего с водой кипит при 97,85 °С и 710 мм рт. ст., имеет й ъ= 1,094 и содержит 41% этиленхлоргидрина. Так как температуры кипения азеотропной смеси и воды очень близки, то обычными методами перегонки не удается получить резкого перехода от азеотропной смеси к воде. [c.77]

Азеотропные растворы. Растворы, отвечающие максимуму или минимуму диаграммы состав — температура кипения , называются азе-отропами. Эти растворы перегоняются без изменения состава, так как состав жидкости и пара у них одинаков. [c.181]

Пусть перегонка осуществляется на перегонном кубе с подсоединенной к нему вертикально расположенной паропроводной трубкой. Охлаждение трубки осуществляется только за счет теплопередачи в окружающий воздух, а нагрев производится потоком пара испаряющейся жидкости. Тогда конец ее, непосредственно присоединенный к перегонному кубу, будет иметь температуру кипящей жидкости, а второй, более удаленный от куба, более низкую температуру, а при достаточной длине даже бтазкую к комнатной. То есть такая трубка одновременно будет являться паропроводом и холодильником. Испаряющийся водноспиртовой пар будет подниматься по такой трубке, однако выходить из иее практически не будет вследствие конденсации на ее стенках. Образовавшийся дистиллат будет стекать обратно в куб. Известно, что каждой концентрации водно-спиртового раствора соответствуют определенные температура кипения и состав воды и спирта в паре. При этом при любой температуре кипения ниже азеотропной точки концентрация спирта в паре всегда будет больше, чем в кипящей жидкости. Поскольку с удалением от верха куба температура участков трубки будет понижаться, поднимающийся пар достигнет такого места в трубке, где ее температура будет соотгветствовать началу конденсахщи пара этого состава. В образующемся конденсате содержание спирта будет соответствовать его содержанию в паре и большим, чем в [c.161]

Растворы, отвечающие по составу этим экстремальным точкам, называются азеотропными, нераздельно кипящими, постоянно кипящими или неразгонными. Состав их не меняется при кипении, и температура кипения при заданном внешнем давлении остается постоянной, как у чистых веществ. Изменение внешнего давления [c.93]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология