skan0195

198 Roztwory i równowagi fazowe

Temperatury wrzenia benzenu i toluenu pod ciśnieniem 400 mm Hg wynoszą, odpowiednio, 60,6°C i 89,5°C. Sporządzić wykres fazowy w układzie współrzędnych skład - temperatura mieszaniny pod tym ciśnieniem, zakładając, że zachowuje się ona jak roztwór doskonały. Z wykresu wyznaczyć: a) temperaturę wrzenia roztworu o ułamku molowym benzenu x_B = 0,8 oraz skład pary będącej w równowadze z roztworem; b) temperaturę, w której pojawi się pierwsza kropla cieczy podczas ochładzania przegrzanej pary oy_B = 0,8. Jaki będzie skład tej cieczy? Odp. a) 64,6°C; y_B = 0,916; b) 69,2°C; x_B = 0,597.

4h:9. Podczas destylacji kotłowej pod ciśnieniem 400 mm Hg mieszaniny benzenu i toluenu (zob. zadanie 4h:8), pozostałość w kotle zawierała 20% molowych benzenu. Określić na wykresie końcową temperaturę wrzenia mieszaniny i skład destylatu. Odp. 81,2°C; y_B = 0,391.

4h:10. W wyparce, pod ciśnieniem 400 mm Hg, podgrzewamy 1000,0 g mieszaniny benzenu i toluenu (zob. zadanie 4h:8) o x_B = 0,5 do temperatury 75°C. Określić składy cieczy i pary będące w równowadze w 75°C oraz obliczyć masę skroplonego destylatu. Odp. x_B = 0,386; y_B = 0,625; 468,2 g.

4h:ll. Dla układu C₆H₆ (B) - CH₃COOH (Ac) - H₂0 w 25°C otrzymano następujące dane (% wagowe):

Konoda nr	Li		l2
	c6h6	CH3COOH	C6H6	CH3COOH
1	0,18	9,40	99,52	0,46
2	0,53	28,2	96,75	3,10
3	1,50	43,9	92,66	7,00
4	1,93	49,5	90,67	8,90
5	6,10	61,4	82,91	16,3
6	10,0	65,0	76,10	22,8
7	17,8	65,0	64,76	32,8
8	39,68	52,8	55,20	39,6

Narysować diagram fazowy, określić skład równowagowy i masy faz otrzymanych przez zmieszanie 30 g CH₃COOH, 60 g CYJHf, i 10 g H₂0.

Odp. Li(6,1% B; 61,4% Ac), L₂(82,9% B; 16,3% Ac), m{\Lj) = 29,8 g.

4h:12. Na rys. 4.35 przedstawiono diagram fazowy układu trójskładnikowego H₂0-NaCl-KCl w 40°C i pod ciśnieniem 1 atm. Opisać pola 1, 2, 3, 4 oraz punkty a, b i e. Dla każdego pola podać liczbę składników niezależnych a, liczbę faz fi i liczbę stopni swobody n.

Opisać proces odparowania wody z roztworu o składzie danym punktem A w warunkach p, T — const.