Азеотропные смеси двойные системы

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]

Появившиеся при температуре двойной критической точки две области гетерогенного равновесия в системе не одинаковы но своему характеру. Одна из них содержит азеотропную смесь с максимальным давлением пара, и линия азеотропов в ней будет существовать до тех пор, пока параметры смеси не достигнут критической кривой. В другой области никаких особенностей нет. Вид ее напоминает вид диаграммы и—Л г—Т для систем без азеотропов. При отходе от двойной критической точки на изотермах равновесия V—N2 должны появиться точки максимального соприкосновения. Критические точки на диаграмме не будут лежать более при экстремальном составе. Из направления нод (см. рис. 2.23) можно понять, что в рассматриваемой сейчас части фазовой диаграммы критическая точка на изотермах будет сдвинута в сторону ветви пограничной кривой для жидкой фазы. Ведь с повышением температуры знак (но не значение) производной дv дNг)p,т,тe не изменяется. Он сохраняется постоянным вплоть до критической точки чистого компонента. Это может осуществиться только в том случае, если критическая точка смеси будет сдвинута на пограничной кривой в сторону кривой для жидкой фазы. Тогда, следовательно, точка максимального соприкосновения должна лежать на ветви изотермы для газовой фазы. Здесь будет наблюдаться явление обратной конденсации первого рода. [c.103]

Допустим, требуется выделить компонент 1 из азеотропной смеси его с компонентом 2, причем азеотроп 12 в двойной системе образует или минимум, или максимум температуры кипения. Подберем такой компонент 3 — разделяющий агент, который приводил бы в тройной системе 1—2—3 к образованию двойного азеотропа 23 с самой малой температурой кипения зо всей тройной системе. Добавим разделяющий агент в азеотропную смесь 12 с таким расчетом, чтобы состав получившегося тройного раствора соответствовал точке д (рис. VI, 21). Тогда ректификация тройного раствора будет протекать следующим образом. В качестве первой фракции в соответствии с характером фазового равновесия будет отгоняться бинарный азеотроп 23 и точка <7 будет смещаться к точке 1. [c.175]

Если двойная система образует азеотропную смесь, то взаимодействие между компонентами еще более сложно, и [c.217]

В этом случае число фаз равно числу компонентов. Дивариантные системы чаще всего встречаются нри ректификации, когда при постоянном давлении происходит обогащение нижекипящим компонентом, т. е. изменяется х. Двойная смесь веществ с полной взаимной растворимостью, имеющая две фазы, может быть обогащена ректификацией, чего нельзя осуществить с двойной смесью взаимно нерастворимых компонентов с тремя фазами (см. рис. 29а—г). С другой стороны, известно, что трехкомпонентная система с ограниченной взаимной растворимостью компонентов, т. е. с двумя жидкими фазами и одной паровой фазой, может быть разделена ректификацией [1а]. Типичный пример — получение абсолютного (безводного. — Ред.) спирта азеотропной ректификацией с бензолом. [c.326]

В начале обратим внимание читателя на очень любопытное обстоятельство системы, в которых образуется азеотропная смесь, обладают существенными особенностями в термодинамическом описании, есть основания говорить о целом научном направлении термодинамики азеотропных систем. Образование азеотропа оказывает принципиальное влияние на протекание процессов перегонки и ректификации как в двойных, так и в более сложных системах. И в то же время азеотропные системы, не обладают абсолютно никакими особенностями в чисто химическом отношении, не обладают какой-либо спецификой межмолекулярных взаимодействий. Нередко встречающееся замечание, что азеотро-пизм — это как бы крайнее проявление неидеальности системы, является неточным. [c.58]

Рассмотрим фазовые равновесия в системах, для которых на кривых зависимости общего давления от состава имеются экстремумы. В области концентраций между чистыми компонентами и составом экстремума поведение таких систем почти ничем не отличается от поведения обычных двойных систем и подчиняется законам, рассмотренным в разд. 2.1. В точке экстремума, в которой система представляет собой азеотропную смесь, независимо от знака азеотропа (положительное или отрицательное отклонение от идеальности) в поведении системы появляется особенность. Из уравнения (2.23) видно, что равенство нулю производной от давления по составу раствора выполняется только при равенстве составов жидкой и газовой фаз. Напомним, что в критической точке это уравнение становится неопределенным. В ней совпадают не только составы фаз, но и парциальные мольные объемы компонентов. Кроме того, в критической точке становится равной нулю и производная дЦг1дЫ1)р Т. [c.56]

Нонвариантная критическая точка в двойной системе должна характеризоваться тремя независимыми уравнениями. Мы уже видели, что азеотропные смеси во многом ведут себя как чистые вещества. К этому приводит главная особенность азеотропов — равенство составов сосуществующих фаз. Критическую азеотропную смесь можно тогда рассматривать как псевдоодно-компонентную систему. Следовательно, первое уравнение для критической фазы азеотропа будет выглядеть так же, как для чистого вещества. [c.139]

Присуш,е ли это свойство только данным исследованным системам, или оно является общим для систем с азеотропизмом Обратимся для разрешения -этого вопроса к исследованию ван-дер-Ваальса, в котором он использовал свое уравнение состояния для смеси [8]. Он указывает, что существуют системы, для которых константа а как функция состава проходит через минимальное значение. Он указывает также, что именно в этом случае в системах появляется двойная критическая точка, и, следовательно, критическая азеотропная смесь (по нашей терминологии). Составы системы в этой области обязательно близки к составу, где [c.147]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология