wymaganiay bmp

)2

2. Roztwory doskonale

oraz

P₂ = 0. 5599 ■ 0,4400 = 0,2463 bar.

Sumaryczna prężność pary nad rozl worem jest sumą prężności cząstkowych zgodnie ze wzorem (2.47)

P- P,+ P₂ = 0,5000 + 0,2463 = 0, 7463 bar

Ułamki molowe składników w fazie gazowej obliczamy korzystając ze wzoru (2.22)

yi =

Pl

P

0,5000

0,7463

= 0,6700 oraz y₂

Pą

P

0,2463

0,7463

Odpowiedź: Prężność sumaryczna pary nasyconej nad roztworem P = 0, 7463 bar. Prężności cząstkowe i ułamki molowe składników w fazie gazowej wynoszą, odpowiednio:    Pi = 0,5000 bar,

3/1 := 0,6700 oraz P₂ = 0,2463 bar, 1/2 = 0,3300.

Uwagi: Wobec Pf > P₂ mamy y\ > x₂. Faza gazowa w równowadze z roztworem doskonałym jest. wzbogacona o składnik bardziej lotny, tj. mający większą prężność pary nasyconej.

Przykład 2.3. Wpływ prężności par czystych składników na skład pary w równowadze z roztworem doskonałym dwuskładnikowym.

Znaleźć ogólną postać zależności składu fazy gazowej i ciekłej pozostających w stanie równowagi w funkcji stosunku prężności par nasyconych obu składników. Wykonać obliczenia dla kilku wartości Pf/P\ oraz wykresy obliczonych zależności.

Rozwiązanie: Z połączenia zależności (2.22), (2.46) i (2.47) znajdujemy

_ Pz __    *2 f 2*    _    -cąPą*    ,

^Vl ~ P ~ *1P,* + T'2 P₂ ~ (1 - *2)Pf + *zP₂ ^y J

Stosunek prężności par nasyconych składników (lotność względną)

(2.49)

Pt

podstawiamy do wzoru (2.48) na szukaną zależność

(2.50)

Vz =

x₂a

ł + (a — \)x₂ Indeks 2 oznacza składnik bardziej lotny (P₂ > P').

Odpowiedź: Wykresy zależności 1/2(^J‘2) przedstawiono na rys. 2.2.

Rys. 2.2. Zależność składu pary od składu cieczy w przypadku różnych lotności względnych składników układu doskonałego

Uwagi:    U' roztworach doskonałych stosunek a jest jedynym

parametrem określającym zależność składu pary od składu cieczy. Zwracamy uwagę, że para jest zawsze bogatsza w składnik bardziej lotny, a dysproporcja pomiędzy yi i x-i rośnie w miarę jak stosunek a oddala się od jedności. Dla wartości a = 1 mamy yi = *₂; skład pary staje się identyczny ze składem cieczy.

Przykład 2.4. Prężność pary nasyconej nad roztworem doskonałym substancji nielotnej w lotnym rozpuszczalniku.

W temperaturze T prężność pary nasyconej benzenu wynosi Pj", a prężność pary naftalenu jest pornijalnie mała. Obliczyć, prężność pary nad roztworem zawierającym rn\ [g] benzenu i m-> [g] naftalenu przyjmując, że jest to praktycznie roztwór doskonały.

Dane: Masy molowe Mi = 78, 114 g/mol i A7= 128, 17 g/mol.

T = 323, 2 K, Pr = 0, 3618 bar, m, = 100, 0 g, >n₂ = 25, 0 g. Rozwiązanie: Wobec, znikomej prężności pary nasyconej naftalenu (składnik taki nazywa się nielotnym) para nad roztworem zawiera praktycznie jedynie benzen. Ciśnienie całkowite wyrażone jest więc wzorem

P = P. = Pi’*i    (2.01)

Ułamki molowe obliczamy analogicznie jak w przykładzie 2.3: »M = 100,0/78,114 = 1,2802, n₂ = 20,0/128,17 = 0,1901, n = 1,2802 + 0,1901 = 1,4703, a następnie

= 1,2802/1,4703 = 0,8678.