Diagram fazowy
ciecz-para (6a)
a
P=const
XB=const
a
tylko
ciecz
xB=XB
Chem. Fiz. TCH II/09 1
Warunki izobaryczne mają większe znaczenie praktyczne.
Nasz tłok jest nieważki i porusza się bez tarcia, zatem we wnętrzu cylindra panuje cały czas stałe
ciśnienie równe zewnętrznemu.
Przechodząc od punktu a do e, podgrzewamy zawartość cylindra, podwyższając jego
temperaturę.
Tutaj krzywa rosy pokazuje zależność temperatury pary nasyconej (obu składników) od jej
składu X=y, czyli w jakiej temperaturze para o danym składzie zacznie kondensować (pojawi się
rosa, gdy będziemy iść od punktu e do a.
Krzywa wrzenia pokazuje tutaj zależność temperatury wrzenia cieczy dwuskładnikowej od
składu cieczy, X=x (w równowadze z parą).
Diagram fazowy
ciecz-para (6b)
a
b
P=const
XB=const
b
pierwsza
a
tylko
para
ciecz
nasycona
xB=XB
xB=XB
ciecz
Chem. Fiz. TCH II/09 2
Warunki izobaryczne mają większe znaczenie praktyczne.
Nasz tłok jest nieważki i porusza się bez tarcia, zatem we wnętrzu cylindra panuje cały czas stałe
ciśnienie równe zewnętrznemu.
Przechodząc od punktu a do e, podgrzewamy zawartość cylindra, podwyższając jego
temperaturę.
Tutaj krzywa rosy pokazuje zależność temperatury pary nasyconej (obu składników) od jej
składu X=y, czyli w jakiej temperaturze para o danym składzie zacznie kondensować (pojawi się
rosa, gdy będziemy iść od punktu e do a.
Krzywa wrzenia pokazuje tutaj zależność temperatury wrzenia cieczy dwuskładnikowej od
składu cieczy, X=x (w równowadze z parą).
Diagram fazowy
ciecz-para (6c)
a
b
P=const
c
XB=const
b
para
nasycona
pierwsza
xBa
tylko
para
ciecz
nasycona
c
xB=XB
xB=XB
ciecz
ciecz
Chem. Fiz. TCH II/09 3
Warunki izobaryczne mają większe znaczenie praktyczne.
Nasz tłok jest nieważki i porusza się bez tarcia, zatem we wnętrzu cylindra panuje cały czas stałe
ciśnienie równe zewnętrznemu.
Przechodząc od punktu a do e, podgrzewamy zawartość cylindra, podwyższając jego
temperaturę.
Tutaj krzywa rosy pokazuje zależność temperatury pary nasyconej (obu składników) od jej
składu X=y, czyli w jakiej temperaturze para o danym składzie zacznie kondensować (pojawi się
rosa, gdy będziemy iść od punktu e do a.
Krzywa wrzenia pokazuje tutaj zależność temperatury wrzenia cieczy dwuskładnikowej od
składu cieczy, X=x (w równowadze z parą).
Diagram fazowy
ciecz-para (6d)
d
a
b
P=const
c
XB=const
para
b
nasycona
para
XB=yB
nasycona
pierwsza
xBa
tylko
para
d
ciecz
nasycona
c
xB=XB
xB=XB
resztka
ciecz
ciecz
Chem. Fiz. TCH II/09 4
cieczy
Warunki izobaryczne mają większe znaczenie praktyczne.
Nasz tłok jest nieważki i porusza się bez tarcia, zatem we wnętrzu cylindra panuje cały czas stałe
ciśnienie równe zewnętrznemu.
Przechodząc od punktu a do e, podgrzewamy zawartość cylindra, podwyższając jego
temperaturę.
Tutaj krzywa rosy pokazuje zależność temperatury pary nasyconej (obu składników) od jej
składu X=y, czyli w jakiej temperaturze para o danym składzie zacznie kondensować (pojawi się
rosa, gdy będziemy iść od punktu e do a.
Krzywa wrzenia pokazuje tutaj zależność temperatury wrzenia cieczy dwuskładnikowej od
składu cieczy, X=x (w równowadze z parą).
Diagram fazowy
ciecz-para (6e)
e
d
a
b
P=const
c
XB=const
para nie
para
b
nasycona
nasycona
para
XB=yB
XB=yB
nasycona
pierwsza
xBe
a
tylko
para
d
ciecz
nasycona
c
xB=XB
xB=XB
resztka
ciecz
ciecz
Chem. Fiz. TCH II/09 5
cieczy
Warunki izobaryczne mają większe znaczenie praktyczne.
Nasz tłok jest nieważki i porusza się bez tarcia, zatem we wnętrzu cylindra panuje cały czas stałe
ciśnienie równe zewnętrznemu.
Przechodząc od punktu a do e, podgrzewamy zawartość cylindra, podwyższając jego
temperaturę.
Tutaj krzywa rosy pokazuje zależność temperatury pary nasyconej (obu składników) od jej
składu X=y, czyli w jakiej temperaturze para o danym składzie zacznie kondensować (pojawi się
rosa, gdy będziemy iść od punktu e do a.
Krzywa wrzenia pokazuje tutaj zależność temperatury wrzenia cieczy dwuskładnikowej od
składu cieczy, X=x (w równowadze z parą).
Destylacja prosta
P=const
hi
ef
bc
a j g d
Chem. Fiz. TCH II/09 6
Krzywa destylacji prostej pokazuje zależność temperatury kondensacji od ułamka (lub %)
odebranego kondensatu.
Dla kolejnych porcji odbieranego kondensatu, jego temperatura kondensacji jest coraz wyższa,
jeśli bowiem odprowadzimy pewną ilość kondensatu bogatszego w składnik bardziej lotny, to
ciecz w kolbie (wyczerpana) staje się coraz bogatsza w składnik mniej lotny (i podobnie kolejne
porcje pary, zatem i kondensatu).
Destylacja prosta
wielokrotna
P=const
c
b
e
d
g
f
a
Chem. Fiz. TCH II/09 7
Destylacja wielokrotna.
Jeżeli kilkukrotnie (powiedzmy, co 10% odebranego destylatu będziemy go przenosić do
kolejnego aparatu, łącznie 3) powtórzymy destylację kolejnych destylatów, to krzywa destylacji
wygląda jak widać po prawej).
Temperatura jest temperaturą kondensacji kondensatu w ostatnim (3) aparacie.
Dla kolejnych porcji odbieranego kondensatu, jego temperatura kondensacji jest coraz wyższa,
lecz na początku otrzymujemy jednak  prawie czystą ciecz B.
Liczba aparatów (3) jest minimalną liczbą tzw.  półek teoretycznych koniecznych do przejścia
od cieczy o składzie b do pary (zatem i ostatniego kondensatu) o składzie g.
Destylacja na kolumnie
półkowej
P=const
n
ab
c
d
c
e
h
fg
g
h
f
e
d
c
b
c
a
Chem. Fiz. TCH II/09 8
Jeżeli kolejne aparaty destylacyjne zastąpimy tzw. kolumną destylacyjna, czyli zestawem półek z
przelewami, z których każda kolejna (ku górze) będzie miała nieco niższą temperaturę (w
warunkach izobarycznych), czyli równowagę ciecz-para nieco bogatszą w składnik bardziej
lotny (niżej wrzący), to otrzymamy bardzo ostrą krzywą destylacji.
Temperatura jest temperaturą kondensacji kondensatu powyżej ostatniej (n) półki.
Krzywa destylacji będzie wyglądać tak jak pokazano, gdy z kolby destylacyjnej (gara)
oddestylujemy całość początkowo znajdującej się tam mieszaniny cieczy A i B.
Destylacja ciągła
(na kolumnie)
w
w
v
v
x y
i
x
i
P=const
y z
z
B
a
a
b
b
a
c
c
g
g
h
h
u
u
a
A
Chem. Fiz. TCH II/09 9
Jeżeli kolumnę destylacyjną będziemy zasilać nie od spodu (z kolby, skończona porcja), lecz na
jedną ze środkowych półek cieczą podgrzaną do odpowiedniej temperatury (wrzącą), to z dołu
odbierać możemy czystą ciecz wyżej wrzącą A, zaś u góry kolumny  czystą ciecz niżej wrzącą
B.
Destylacja cieczy tworzącej
mieszaninę azeotropową
a
Chem. Fiz. TCH II/09 10
Ciecz o składzie a ulegnie rozdestylowaniu na azeotrop (w odbieralniku) i ciecz trudniej lotną
(wyżej wrzącą).
A ciecz o składzie b?
Układy z 2 fazami ciekłymi
Tkr,g
Tkr,g
f
a b c d e
Tkr,d Tkr,d
obszary współistnienia 2 faz ciekłych
Chem. Fiz. TCH II/09 11
Pierwszym składnikiem ciekłym we wszystkich trzech układach jest woda.
Na lewo od obszaru współistnienia istnieje roztwór B w wodzie, na prawo  roztwór wody w B.
Powyżej górnej krytycznej temperatury rozpuszczalności, Tkr,g, obie ciecze mieszają się
(rozpuszczają w sobie) bez ograniczeń.
Czasem istnieje dolna krytyczna temperatura rozpuszczalności, Tkr,d, a czasem nawet (rzadko)
obie.
Na pierwszym od lewej rysunku punkt a oznacza czystą wodę, w prawo przesuwamy się
zwiększając w układzie zawartość fenolu (dodając fenol do wody); na odcinku a-b mamy do
czynienie z roztworem fenolu w wodzie, odcinek b-d to przedział współistnienia dwóch faz, w
danej temperaturze zawsze o składach b i d, ich wzajemne ilości zależą od położenia (składu
całego układu) punktu c. W punkcie b klarowny dotąd roztwór fenolu w wodzie zaczyna
mętnieć. Na prawo od punktu d, odcinek d-e (i dalej, aż do XB=1) istnieje znów 1 faza  roztwór
wody w fenolu i roztwór znów jest klarowny.
W przypadku ogrzewania mętnego dwufazowego układu o składzie sumarycznym określonym
przez punkt c, po przekroczeniu krytycznej temperatury rozpuszczalności znów mamy w punkcie
f do czynienia z jedną fazą.
Układy z 2 fazami ciekłymi
+ faza gazowa
T = const P = const
c b
f h
d
g
e
a
Chem. Fiz. TCH II/09 12
Jest to układ woda-butanol.
Wychodząc z punktu o składzie i temperaturze określonej przez a, mamy do czynienie z
roztworem wody w butanolu, odcinek a-b to jego podgrzewanie. Punkt b leży na krzywej
wrzenia a roztwór o tym składzie pozostaje w równowadze z parą oskładzie c. Jej ochłodzenie
daje kondensat dwufazowy (punkt e) o proporcjach obu faz (roztworów) określonych regułą
dz
wigni i zależnych od składu e. Jeszcze wcześniej, w punkcie d, gdzie mamy do czynienia z
układem inwariantnym w danej sytuacji (2 składniki, 3 fazy, ciśnienie ustalone). Zatem w tej
temperaturze współistnieć będą obie fazy ciekłe (składy f i h) oraz faza gazowa o składzie g.
Zauważmy, że podgrzewanie ciekłego układu dwufazowego doprowadzi do wrzenia w takiej
samej temperaturze niezależnie od składu (dla szerokie przedziału składów). Wykorzystuje się
to w procesie destylacji z parą wodną.
Równowagi ciecz-ciało
stałe dla 2 składników
roztwór nienasycony
a likwidus
stały A + roztwór
nasycony A w B
b
stały B + roztwór
eutektyk
nasycony B w A
c
e
f
solidus
stały A + stały B
d
Chem. Fiz. TCH II/09 13
Zważmy co nazywamy roztworem nasyconym. Mimo, że w pewnym przedziale składnika A jest
więcej w roztworze, to mówimy, że jest to roztwór nasycony B w A, ponieważ pozostaje on w
równowadze ze stałym B.
Przesuwając się od punktu a do d, najpierw znajdujemy się w obszarze roztworu nienasyconego.
Począwszy od punktu B, z roztworu zaczyna wydzielać się czysty składnik B (stały) a pozostaje
coraz mniej roztworu nasyconego B w A. W punkcie c w równowadze znajduje się stały B i
roztwór B w A, co wskazują punkty e i f. Po dalszym schłodzeniu, punkt d odpowiada obecności
dwóch faz stałych (A i B).
Analiza termiczna
Krzywe stygnięcia
roztwór nienasycony
a likwidus
stały A + roztwór
nasycony A w B
b
stały B + roztwór
eutektyk
nasycony B w A
c
e
f
solidus
stały A + stały B
d
Chem. Fiz. TCH II/09 14