Фазовые равновесия: Равновесие жидкость - пар в бинарных системах, страница 8

Номер опыта	Ткип, 0С	Ратм, мм рт. ст	nD жидкости	nD конденсата	Состав жидкости	Состав пара
1	82	760	1,377	1,377	1	0
2	81,5		1,389	1,386	0,88	0,12
3	81		1,393	1,393	0,85	0,15
4	81		1,399	1,400	0,81	0,19
5	81		1,406	1,404	0,75	0,25
6	81		1,410	1,407	0,71	0,29
7	81,2		1,413	1,410	0,68	0,32
8	81,5		1,418	1,412	0,65	0,35
9	81,5		1,424	1,414	0,56	0,44
10	82		1,424	1,416	0,56	0,44
11	82		1,427	1,417	0,48	0,52
12	82,5		1,430	1,418	0,45	0,55
13	83		1,440	1,423	0,40	0,60
14	85		1,445	1,431	0,38	0,62
15	89		1,451	1,444	0,30	0,70
16	91,5		1,466	1,449	0,22	0,78
17	93,5		1,475	1,454	0,15	0,85
18	101		1,484	1,476	0,10	0,90
19	106,5		1,494	1,487	0,09	0,91
20	109,5		1,495	1,493	0	1

В результате измерений было установлено, что изопропиловый спирт и толуол образуют азеотропную смесь состава 75 % мол изопропилового спирта, 25 % мол. толуола, которая кипит при температуре 535 К.

Согласно данным построена кривая сосуществования жидкость-пар (фазовая диаграмма Т-х), которая представляет собой типичную диаграмму двухкомпонентной системы с азеотропом (см. приложение).

Рассчитали коэффициенты активности компонентов смеси, используя данные о температурной зависимости давления насыщенного пара чистых жидкостей взятые из справочника (см. табл.№3). Коэффициенты активности рассчитываются по формуле

.

Для определения Р_i можно использовать закон Дальтона, со­гласно которому Р_i = у_iР, где Р - общее давление пара, а у_i  -мольная доля i-го компонента в паре.

Таблица№3

Зависимость давления насыщенного пара чистых жидкостей от температуры.

Вещество		Температура, 0С при давлении, кПа (мм рт. ст.)										Тплавл, 0С
		0,133 (1)	0,667 (5)	1,333 (10)	2,666 (20)	5,333 (40)	7,999 (60)	13,33 (100)	26,66 (200)	53,33 (400)	101,32 (760)
С7Н8	Толуол	-26,7	-4,4	6,4	18,4	31,8	40,3	51,9	69,5	89,5	110,6	-95,0
С3Н8О	Пропанол	-15,0	5,0	14,7	25,3	36,4	43,5	52,8	66,8	82,0	97,2	-126,2

. Выводы:

1.  Построили диаграмму состояния – графическую экспоненциальную зависимость Т _кип от состава смеси толуол – изопропиловый спирт;

2.  Установлено наличие азеотропной смеси, состава 75% мол изопропилового спирта, 25% мол. толуола, которая кипит при температуре 535 К ;

3.  Построена экспериментальная зависимость показателя преломления от состава смеси изопропиловый спирт, толуол, которые аппроксимирована линейной зависимостью;

4.  Экспериментальная зависимость дает хорошее согласие с теоретической кривой, хотя несколько точек снято с погрешностью.

Литература.                                        

1.  Пармон В. Н. Лекции по химической термодинамике: Учеб. пособие / Новосиб. гос. ун-т. Новосибирск, 2004.

2.  Краткий справочник физико-химических величин / Под ред. К. П. Мищенко, А. А. Равделя. Л.: Химия.

3.  Карапетъянц МАГ. Химическая термодинамика. М.: Химия, 1975.

4.  Иванченко В. А., Халимская Л. М. Фазовые равновесия: Метод, пособие / Новосиб. гос. ун-т. Новосибирск

Приложения

Прибор

Калибровочный график.

Фазовая диаграмма.