Условие задачи
Равновесие “жидкость–пар” в двухкомпонентных системах неограниченно смешивающихся жидкостей
1. Сформулируйте 1-й и 2-й законы Коновалова.
2. По данным о составах равновесных жидкой ²хж² и паровой ²хп² фаз для бинарной системы А – В при различных температурах и давлении р= 1 атм (табл. 8) постройте диаграмму кипения (диаграмму Т-х).
Таблица 8
3. Дайте схематическое изображение диаграммы р-х. Постройте диаграмму «состав пара – состав жидкости» (хп-хж) по компоненту В.
4. На диаграмме Т-х обозначьте области существования системы А – В в различных состояниях: парообразном (П), жидком (Ж) и гетерогенном (Г). Укажите системы сосуществования фаз одинакового состава.
5. Определите температуру начала и конца кипения системы, состав которой равен d = 80 мол. % В (табл. 9).
6. Каков состав 1-го пузырька пара и последней капли жидкого раствора перед его исчезновением для системы состава d = 80 мол. % В?
7. Определите в мол. % составы равновесных жидкой (хж) и паровой фаз (хп), если систему состава d =80 мол. % В нагреть до Т1 = 380 К. (табл. 8).
8. Найдите среднюю молярную массу раствора состава d = 80 мол. % В.
9. Определите количество молей смеси и каждого компонента в отдельности, содержащихся в 1 кг системы состава d мол. % В.
10. Найдите количество образующейся паровой фазы (кг) и массу вещества А (кг) в этой фазе, если раствор состава d =80 мол. % В нагреть до Т1 = 380 К.
11. На какие составные части (какие фазы и какого состава) можно разделить при ректификации систему состава d = 80 мол. % В?
12. Определите число молей вещества А (или В), перешедшего в азеотропную смесь при ректификации 1 кг системы состава d = 80 мол. % В.
13. Сколько молей чистого компонента можно выделить при ректификации 1 кг системы состава d мол. % В?
14. Какое количество (в кг) и какого компонента следует добавить к 1кг раствора d мол. % В, чтобы получить систему азеотропного состава?
15. Определите вариантность (число степеней свободы) системы в азеотропной точке и точке, отвечающей температуре кипения вещества А.
Ответ
1.Первый закон Коновалова: пар над смесью двух летучих жидкостей относительно богаче тем из компонентов, прибавление которого к смеси повышает общее давление пара при данной температуре или понижает температуру кипения смеси при данном давлении.
Второй закон Коновалова: экстремальные точки на кривой общее давление пара - состав раствора (или на кривой температура кипения - состав раствора) отвечают растворам, состав которых одинаков с составом равновесного с ним пара. Жидкая летучая смесь такого состава называется азеотропом.
2.
