skan0171 (2)

174

Roztwory i równowagi fazowe

Przykład 4.16. W tab. 4.12 zestawiono dla ciśnienia 760 mm Hg dane, dotyczące rozpuszczalności*^ s Na₂S0₄, w gramach soli bezwodnej na 100 g H₂0, w funkcji temperatury t [°C]. W rubryce f.s. wymieniono wszystkie fazy stałe, będące w równowadze z roztworem nasyconym (g — sól glauberska Na₂S0₄ • 10H₂O, r - bezwodna sól w układzie rombowym).

Tabela 4.12

s	2,04	4,2	4,5	9,6	13,1	19,2	27,9	40,8	49,8
ł	-0,6	-1,2	0	10	15	20	25	30	32,28
f.s.	lód	lód + g	g	g	g	g	g	g	g + r
.V	48,4	46,6	45,3	44,1	43,3	42,7	42,3	42,2
t	40	50	60	70	80	90	100	102,2
f.s.	r	r	r	r	r	r	r	r

Punkt eutektyczny występuje w temperaturze -1,2°C, temperatura wrzenia roztworu nasyconego wynosi 102,2°C. Sól glauberska topi się niekongruentnie w 32,38°C.

a)    Narysować diagram fazowy w układzie temperatura - % wagowy Na₂S0₄ i opisać poszczególne pola.

b)    Obliczyć udziały (w % wagowych) wszystkich faz będących w równowadze, gdy zmieszamy 35 g bezwodnego Na₂S0₄ i 65 g H₂0 w 60°C.

c)    Opisać przemiany fazowe mieszaniny o podanym powyżej składzie, zachodzące podczas jej oziębiania od 60°C aż do -5°C.

Rozwiązanie, a) W celu wykreślenia diagramu fazowego w żądanym układzie przeliczymy rozpuszczalności s na % wagowe w według wzoru

100 -s

w — -

100+a- *

Uzyskane w ten sposób dane do wykresu zawarte są w tab. 4.13. Z jej analizy wynika, że na wykresie muszą pojawić się 3 linie równoległe do osi składu. Pierwsza z nich - eutektyczna, w temperaturze -1,2°C, zaczyna się od wody (ściślej - lodu), a kończy na soli glauberskiej (44,09%) - zob. rys. 4.26.

Tabela 4.13

W	2,0	4,03	4,31	8,76	11,58	16,11	21,81	28,98	33,24
t	-0,6	-1,2	0	10	15	20	25	30	32,38
f.s.	lód	lód + g	g	g	g	g	g	g	g + r

⁽⁶⁾ Sprawocznik chimika. Moskwa 1964, t. TU, s. 215.