wymagania� bmp

Rysunek 3.14

Azeotrop o minimum temperatury wrzenia

Rysunek 3.15

Azeotrop o maksimum temperatury wrzenia

drodze destylacji. I tak np. w celu wydzielenia wody z alkoholu rektyfikowanego (będącego mieszaniną azeotropową o składzie: 94,6% etanolu i 3,4% wody) stosuje się specjalne środki odwadniające. Inną metodą usunięcia wody w przypadku tego azeotropu jest dodanie pewnej ilości benzenu do rektyfikatu i destylacja układu trójskładnikowego. Otrzymuje się wówczas najpierw azeotrop woda-etanoł-benzen, następnie azeotrop etanol-benzen o wyższej temperaturze wrzenia, a dopiero na koócu najwyżej wrzący, praktycznie bezwodny alkohol etylowy (zwany alkoholem absolutnym). Rozdzielenie składników mieszanin azeotropowych na drodze destylacji jest również możliwe poprzez zmianę ciśnienia, gdyż temperatura wrzehia jest ściśle związana z daną wartością ciśnienia.

3.5. Układy wieloskładnikowe, dwufazowe

3.5.1. Mieszaniny cieczy o ograniczonej wzajemnej rozpuszczalności

Nie wszystkie ciecze mieszają się ze sobą wzajemnie z wytworzeniem roztworów homogenicznych. Niewielka ilość aniliny wprowadzona do wody rozpuści się w niej całkowicie, ale dodanie większej ilości spowoduje powstanie dwóch warstw ciekłych: wodnej nasyconej aniliną i anilinowej nasyconej wodą. Obie fazy ciekle pozostają ze sobą w równowadze. Tego typu układ dwuskładnikowy, utworzony z dwóch warstw ciekłych i będącej z nimi w równowadze pary, zgodnie z regułą faz Gibbsa (równanie 3.1)), ma jeden stopień swobody. Wynika stąd, że w stałej temperaturze określony jest ściśle skład obu warstw ciekłych, a także prężność i skład pary nad cieczą. Układy cieczy o ograniczonej rozpuszczalności wzajemnej wykazują duże odchylenia od prawa Raoulta. Wzajemna rozpuszczalność wody i aniliny (i wielu innych związków organicznych i wody) praktycznie nie zależy od ciśnienia, nato-

Rysunek 3.16 Ograniczona mieszał* ność wzajemna dwóch cieczy: A - anilina, B -heksan. T_c - górna krytyczna temperatura mie-szalności

T, K

miast zmienia się wraz ze zmianą temperatury. Na rysunku 3.16 przedstawiono zależność składu obu faz ciekłych od temperatury dla układu anilina-heksan.

Układ o składzie sumarycznym określonym poprzez punkt X na rysunku 3.16 składa się z dwóch faz ciekłych, natomiast układ o składzie y jest jednofazowy. Ze wzrostem temperatury wzajemna rozpuszczalność obu cieczy wzrasta i powyżej tzw. krytycznej temperatury mieszalności tworzą one układy homogeniczne w całym zakresie stężeń.

Rysunek 3.17 Ograniczona mieszalność wzajemna dwóch cieczy: A -woda, B - tńetyloamina. T_c -dolna krytyczna temperatura mieszalności

Rysunek 3.18

Obszar ograniczonej mieszalności wzajemnej wody (A) i nikotyny (B)

Oprócz górnej krytycznej temperatury mieszalności (rys. 3.16), w wielu układach występuje tzw. dolna krytyczna temperatura mieszalności (rys. 3.17) lub dolna i górna krytyczna temperatura mieszalności (rys. 3.18). W ostatnim przypadku obszar współistnienia dwóch faz ciekłych jest ograniczony linią zamkniętą, jak np. dla układu nikotyna-woda, przedstawionego na rysunku 3.18.

W tabeli 3.3 podano wartości dolnych i górnych temperatur krytycznych mieszalności dla kilku wybranych układów.

TABELA 3.3. Wartości dolnych i górnych temperatur krytycznych mieszalności dla wybranych układów

Układ	Temperatura dolna [Kiro	Temperatura górna MCC)
nikotyna - woda	333,9 (60,8)	481,2 (208)
metyloetyloketon - woda	267,2 (-6)	406,2 (133)
3-pikoIina - woda	322,2 (49,0)	426,2 (153)
gliceryna - m-toluidyna	279,9 (6,7)	393,2 (120)