Система из двух несмешивающихся жидкостей. Перегонка с водяным паром

В этом случае испарение каждой из жидкостей протекает независимо от присутствия другой, а парциальные давления их паров будут равны давлениям насыщенных паров каждой отдельно взятой жидкости при данной температуре:

Р_А = Р_А⁰, Р_В = Р_В⁰

Р = Р_А + Р_В = Р_А⁰ + Р_В⁰

Как парциальные так и общее давление не будут зависеть от соотношения компонентов в смеси.

Характерная особенность двухслойных систем из 2 взаимно нерастворимых жидкостей заключается в том, что они обладают более низкими температурами кипения, чем каждая жидкость смеси в отдельности, поскольку

Р_А⁰ + Р_В⁰>Р_А⁰ и Р_А⁰ + Р_В⁰ > Р_В⁰

Постоянна более низкая температура кипения смеси будет наблюдаться до тех пор, пока не исчезнет один из слоев. После этого она резко поднимется до температуры кипения оставшегося компонента.

Явление понижения температуры кипения жидкостей при возникновении двухслойных систем используется при перегонке с водяным паром. При этом в перегоняемую жидкость вводят струю горячего пара. Жидкость при этом начинает перегоняться при более низкой температуре. Пары жидкости совместно с водяными парами поступают в холодильник, конденсируются и стекают в приемник, где обе жидкости расслаиваются и отделяются друг от друга.

Количество перегоняемых воды и жидкости можно приблизительно подсчитать, применив к их парам уравнение состояния идеального газа:

и

A – пар жидкости, В- водяной пар, m – масса пара, М – молярная масса, Р – парциальное давление пара при температуре кипения.

Обозначив содержание компонента в перегоняемой жидкости в вес.%:

и преобразовав выражение m_A/m_B, получим:

Этот состав постоянен в течение всего процесса перегонки и зависит только от давления пара отгоняемых паров и воды и их молярных масс.

Перегонку с водяным паром применяют для жидкостей, практически нерастворимых в воде и обладающих довольно высокими температурами кипения (анилин, бензол, нафталин, фенол).

Если жидкость разлагается при температуре кипения и атмосферном давлении или смешивается с водой, то проводят перегонку под вакуумом (требует герметичных установок, обходится дороже перегонку с паром).

Дата добавления: 2015-07-10