Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

8.7: Системи рідина-пара - закон Рауля

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    21169

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

    Рідини, як правило, летючі, і як такі потрапляють у парову фазу, коли температура підвищується до досить високого значення (за умови, що вони не розкладаються спочатку!) Летюча рідина - це та, яка має помітний тиск пари при заданій температурі. Ідеальну суміш, що продовжує принаймні одну летючу рідину, можна описати за допомогою Закону Рауля.

    Закон Рауля

    Закон Рауля може бути використаний для прогнозування загального тиску пари над сумішшю двох летких рідин. Як з'ясовується, склад пари буде іншим, ніж у двох рідин, причому більш летюча сполука має більшу моль фракцію в паровій фазі, ніж в рідкій фазі. Це підсумовано в наступній теоретичній діаграмі для ідеальної суміші двох сполук, одна з яких має тиск чистої пари,\(p_B^o = 450\, Torr\) а інша має тиск чистої пари\(p_B^o = 350\, Torr\). На\(\PageIndex{1}\) малюнку рідка фаза представлена у верхній частині графіка, де тиск вище.

    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Рідка фаза представлена у верхній частині графіка, де тиск вище

    Часто фазову діаграму бажано зобразити при єдиному тиску так, щоб температура і склад були змінними, включеними в графічне подання. На такій схемі пар, який існує при більш високих температурах) вказується у верхній частині діаграми, в той час як рідина знаходиться внизу. Типова діаграма температури проти складу зображена\(\PageIndex{2}\) на малюнку для ідеальної суміші двох летких рідин.

    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Типова діаграма температури та складу.

    На цій\(T_A^o\) схемі і\(T_B^o\) представляють точки кипіння чистих з'єднань\(A\) і\(B\). Якщо система, що має склад, вказаний,\(\chi_B^c\) має температуру збільшено до температури, зазначеної точкою c, Система буде складатися з двох фаз, рідкої фази, зі складом, позначеною\(\chi_B^d\) і парової фази, зазначеної складом\(\chi_B^b\). Відносні кількості матеріалу в кожній фазі можна описати правилом важеля, як описано раніше.

    Далі, якщо пар зі складом\(\chi_B^b\) конденсується (температура знижується до зазначеної точкою b') і відновлюється, новий пар буде мати склад відповідно\(\chi_B^{a}\). Це демонструє, як більш летюча рідина (та з більш низькою температурою кипіння, яка дорівнює А в разі наведеної вище діаграми) може бути очищена від суміші шляхом збору і повторного випаровування фракцій пари. Якби рідина була потрібним продуктом, можна було б зібрати фракції залишкової рідини для досягнення бажаного результату. Цей процес відомий як дистиляція.