skan0164 (2)

Roztwory i równowagi fazowe 167

wykreślić diagram destylacyjny mieszaniny benzenu i toluenu pod ciśnieniem standardowym, w całym zakresie stężeń, traktując roztwór jako idealny.

Mieszaninę 3 moli benzenu i 2 moli toluenu umieszczono w kociołku i poddano destylacji prostej, a) Określić temperaturę wrzenia tego roztworu oraz skład pierwszej kropli destylatu, b) Destylację zakończono, gdy ułamek molowy toluenu w pozostałości wyniósł x₂ = 0,950. Ile cieczy pozostało w kotle i jaki był skład otrzymanego destylatu?

Rozwiązanie. W celu obliczenia prężności par składników najdogodniej ;est skorzystać z arkusza kalkulacyjnego. Dla każdej z temperatur z zakresu >0-llO°C otrzymuje się wartości p*(t). Układ stosuje się do prawa Raoulta, to-:eż ułamki molowe w cieczy i w parze obliczymy, korzystając z tych samych równań co w przykładzie 4.13:

X2(0 =

_v (ń- Pi{t)x₂{t) >2 U)--—-•

Obliczone z równań Antoine’a, np. w 90°C, prężności par dla benzenu i to-nenu są równe, odpowiednio, 1020,98 i 406,78 mm Hg. Zatem w tej temperaturze ułamki molowe pod ciśnieniem p° (750,06 mm Hg) wyniosą:

0,239.

750,06 - 1020,98    406,78 • 0,441

-— --— = o 441 • is = ---^!-

406,78 - 1020,98    ’    ’    ^>2    750,06

Wyniki obliczeń zestawiono w tab. 4.11, a wykreślone na tej podstawie izo-bary wrzenia i skraplania, w funkcji ułamka molowego, pokazano na rys. 4.19.

Rys. 4.19. Diagram destylacyjny dla układu benzen-toluen