Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

5.1: Вплив складу на фазову поведінку

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    29075

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Спробуємо узгодити графіки P-T для двійкової суміші з тим, що ми знаємо з графіків P-T для однокомпонентних систем. В кінці доби утворюється суміш окремими компонентами, які, будучи чистими, діють так, як представлено на діаграмі Р-Т, наведеній на рис. 3.1.1 [Модуль 3, повторюється нижче]. Тому ми очікуємо, що діаграма P-T кожного чистого компонента матиме певний вплив на діаграму P-T будь-якої суміші, в якій вона знаходиться.

    Дивіться текст вище і нижче зображення
    Малюнок\(3.1.1\) (повторюється): Крива тиску пари

    Насправді, було б розумно подумати, що, оскільки наявність даного компонента A домінує над B, графік P-T цієї суміші (A+B) повинен наближатися до графіка A як чистого компонента.

    Це говорить нам про те, що в картину з'являється нова змінна: композиція. До сих пір ми не розглядали співвідношення компонента А до компонента В в системі. Зараз ми вивчимо, як різні співвідношення (композиції) дадуть різні конверти, тобто різну поведінку P-T.

    Припустимо, що у нас є суміш компонентів А (метан, СН 4) і В (Етан, С 2 Н 6), де А є більш летючим з них. Зрозуміло, що для двох чистих компонентів ми мали б дві криві температури кипіння для кожного компонента (A і B), як показано на малюнку 5.1.1.

    Дивіться текст вище і нижче зображення
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Графіки P-T для чистих компонентів A та B

    (Bloomer, O.T., Gami, D.C., Батько, J.D., «Фізико-хімічні властивості метано-етанових сумішей». Авторське право 1953 р., Інститут газових технологій (нині «Інститут газових технологій», в Чикаго). Науковий вісник № 17.)

    Зверніть увагу, що положення кожної кривої по відношенню до іншої залежить від її мінливості. Оскільки ми вважаємо А більш летючим, очікується, що він матиме більш високий тиск пари при більш низьких температурах, таким чином, його крива розташована зліва. Для B, менш летючого компонента, ми маємо криву температури кипіння з меншим тиском пари при більш високих температурах. Отже, крива точки кипіння B виявляється праворуч при нижчих тисках.

    Тепер, якщо змішати A і B, нова фазова оболонка може знаходитися в будь-якому місці кривих A і B. Це показано на малюнку 5.1.2, де проілюстровано вплив складу на фазову поведінку бінарної суміші метан/етан.

    Дивіться текст вище і нижче зображення
    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Вплив композиції на фазову поведінку.

    (Bloomer, O.T., Gami, D.C., Батько, J.D., «Фізико-хімічні властивості метано-етанових сумішей». Авторське право 1953 р., Інститут газових технологій (нині «Інститут газових технологій», в Чикаго). Науковий вісник № 17.)

    На малюнку 5.1.2 кожна фазова оболонка представляє різний склад або певний склад між А і В (чисті умови). Фазові оболонки обмежені кривою тиску пари чистої складової для компонента А (метан) зліва, що для компонента B (етан) праворуч, і критичним локусом (тобто кривою, що з'єднує критичні точки для окремих фазових оболонок) вгорі. Зверніть увагу, що коли один з компонентів є домінуючим, криві характерні для відносно вузькокиплячих систем, тоді як криві, для яких компоненти присутні в порівнянних кількостях, складають відносно ширококиплячі системи.

    Зверніть увагу, що діапазон температур критичної точки локусу обмежений критичною температурою чистих компонентів для бінарних сумішей. Тому жодна бінарна суміш не має критичної температури або нижче критичної температури найлегшого компонента, або вище критичної температури найважчого компонента. Однак це справедливо лише для критичних температур; але не для критичних тисків. Критичний тиск суміші може бути вищим, ніж критичний тиск обох чистих компонентів - отже, ми бачимо увігнуту форму для критичного локусу. Загалом, чим більше несхожих двох речовин, тим далі вгору досягають критичного вогнища. Коли речовини, що входять до складу суміші, схожі за молекулярною складністю, форма критичного локусу сплющується вниз.