Paulina Szeląg, Technologia chemiczna , rok II

Roztwory składników A i B są roztworami doskonałymi zarówno w fazie gazowej, jak i ciekłej. Kierując się tą uwagą sporządź diagram fazowy ciecz - para układu A - B dla ustalonego ciśnienia równego p mm Hg.

Benzen - toluen

p = 300Hg = 39,99671 kPa

Ponieważ roztwór benzenu i toluenu traktujemy jako doskonały więc musi być spełnione prawo addytywności prężności cząstkowych par składników roztworu. Prężność cząstkowa pary każdego ze składników jest proporcjonalna do jego zawartości w roztworze i równa się prężności pary nasyconej nad czystą cieczą pomnożonej przez jego ułamek molowy w ciekłym roztworze. Zapisujemy to :

(1)

z sumy ułamków molowych składników roztworu (po przekształceniu) otrzymuję :

x₂ = 1 - x₁ (2)

podstawiam tą zależność do równania (1) :

(3)

(4)

(5)

Gdy znane są wartości
i
oraz skład cieczy x₁ i x₂ bardzo łatwo można obliczyć skład pary charakteryzowany ułamkami molowymi :

(6)

Do obliczeń wykorzystam również dodatkowe dane otrzymane z treścią zadania , a dotyczące benzenu i toluenu :

	A	B	C
Benzen	13,88585	2788,506	52,360
Toluen	13,99866	3096,506	53,668

Temperatury obliczać będę ze wzoru :

(7)

a prężności :

(8)

Obliczam (7) zakres temperatur , w którym będę wykonywała diagram fazowy :

K

K

ΔT = 28,19 K

Ze wzoru (8) obliczam prężności benzenu i toluenu dla temperatury 325,82 K :

kPa

kPa

a otrzymane wartości wykorzystuję do obliczenia ze wzorów (5) i (6) x₁ oraz y₁ :

W ten sam sposób postępuję przy obliczaniu kolejnych x₁ i y₁ ( do temperatury 325,82 K do 354,01 K ) zmieniając tylko za każdym razem temperaturę o 1K . Wyniki przedstawiłam w tabeli. Na podstawie tych wyników wykonałam diagram fazowy ciecz-para dla układu benzen - Toluen.

Lp	Ti[K]	p1[kPa]	p2[kPa]	x1	y1
1.	325,82	39,9938	13,7463	1,0001	1,0000
2.	326	40,2630	13,8500	0,9899	0,9965
3.	327	41,7850	14,4383	0,9346	0,9764
4.	328	43,3528	15,0471	0,8814	0,9554
5.	329	44,9675	15,6768	0,8303	0,9335
6.	330	46,6301	16,3280	0,7811	0,9106
7.	331	48,3416	17,0012	0,7337	0,8868
8.	332	50,1029	17,6971	0,6881	0,8620
9.	333	51,9152	18,4161	0,6442	0,8362
10.	334	53,7794	19,1590	0,6019	0,8093
11.	335	55,6967	19,9262	0,5611	0,7813
12.	336	57,6681	20,7183	0,5217	0,7523
13.	337	59,6947	21,5361	0,4838	0,7220
14.	338	61,7776	22,3800	0,4472	0,6907
15.	339	63,9178	23,2507	0,4118	0,6581
16.	340	66,1166	24,1488	0,3776	0,6242
17.	341	68,3749	25,0750	0,3446	0,5891
18.	342	70,6940	26,0300	0,3127	0,5527
19.	343	73,0750	27,0143	0,2819	0,5150
20.	344	75,5190	28,0287	0,2520	0,4758
21.	345	78,0272	29,0738	0,2231	0,4353
22.	346	80,6007	30,1504	0,1952	0,3933
23.	347	83,2408	31,2590	0,1681	0,3498
24.	348	85,9487	32,4005	0,1419	0,3048
25.	349	88,7254	33,5755	0,1164	0,2583
26.	350	91,5724	34,7847	0,0918	0,2101
27.	351	94,4906	36,0289	0,0679	0,1603
28.	352	97,4815	37,3088	0,0447	0,1089
29.	353	100,5462	38,6252	0,0221	0,0557
30.	354,01	103,7177	39,9926	0,0001	0,0002

1

1

1

3

---