Перегонка двойных жидких растворов 2-го типа

В случае если зависимость общего давления насыщенного пара смеси летучих компонентов имеет экстремум (т.н. смеси 2-го типа), диаграммы состояния системы раствор – пар имеют вид, показанный на рисунках 8 – 9.

А) Б)

Рис. 8. Диаграммы состояния раствор – пар для летучих смесей 2-го типа в координатах давление насыщенного пара – состав для систем с максимумом (А) и минимумом (Б) общего давления.

А) Б)

Рис. 9. Диаграммы состояния раствор – пар для летучих смесей 2-го типа в координатах температура кипения – состав для систем с минимумом (А) и максимумом (Б) температуры кипения.

Температура кипения азеотропных растворов при постоянном внешнем давлении неизменна, и состав раствора при перегонке не изменяется (как у индивидуальных веществ). Диаграмму состояния системы 2-го типа в принципе можно рассматривать как совокупность диаграмм состояния двух систем первого типа, в каждой из которых в роли одного из компонентов выступает азеотропная смесь. Анализ диаграммы состояния таких систем аналогичен таковому для систем 1-го типа.

Как видно из рисунка 9, полное разделение подобных систем перегонкой невозможно. При фракционной перегонке системы с минимумом температуры кипения (рис. 9-А) состав дистиллята постепенно приближается к азеотропному. Кубовой остаток при этом обогащается тем компонентом, который в исходном растворе находился в избытке по сравнению с составом азеотропной смеси – компонентом А в области концентраций левее азеотропной точки и компонентом B в области концентраций правее азеотропной точки. В системах с максимумом температуры кипения (рис. 9-В), напротив, дистиллят обогащается компонентом, который находился в избытке по отношению к азеотропному раствору, а состав кубового остатка постепенно приближается к азеотропному.

Следует, однако, помнить, что отождествление азеотропной смеси с индивидуальным веществом является сугубо условным. При изменении внешнего давления происходит смещение экстремума на кривой зависимости температуры кипения от состава (в некоторых случаях может произойти исчезновение экстремума). Следовательно, составы азеотропных растворов для жидких смесей данных компонентов при разных давлениях различаются. Так, для системы этанол – вода мольная доля этанола в азеотропе составляет 0.895 при давлении, равном 760 мм рт. ст., и 0.996 – при 100 мм рт. ст.

Дата добавления: 2014-01-04