E. Szewczuk, 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 = 500Hg = 66,66118 kPa
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 |
Ponieważ roztwór benzenu i toluenu traktujemy jako doskonały więc prężność pary nad roztworem jest równa sumie prężności cząstkowych pary każdego ze składników pomnożonej przez jego ułamek molowy w roztworze. Zapisujemy to :
(1)
a ponieważ :
x2 = 1 - x1 (2)
to po podstawieniu mamy :
(3)
(4)
oraz :
(5)
Po przekształceniu równania Antoine`a w postaci :
(6)
otrzymujemy
(7)
Obliczam zakres temperatur , w którym będę wykonywała diagram fazowy :
K
K
Ze wzoru (6) obliczam prężności benzenu i toluenu dla temperatury 340,24 K :
kPa
kPa
a otrzymane wartości wykorzystuję do obliczenia ze wzorów (5) i (6) x1 oraz y1 :
Wyniki obliczeń dla kolejnych temperatur według powyższego klucza przedstawione są w tabeli :
Lp |
Ti[K] |
p1[kPa] |
p2[kPa] |
x1 |
y1 |
1. |
340,24 |
66,6531 |
24,3685 |
1,0002 |
1,0001 |
2. |
341 |
68,3749 |
25,0750 |
0,9604 |
0,9851 |
3. |
342 |
70,6940 |
26,0300 |
0,9097 |
0,9647 |
4. |
343 |
73,0750 |
27,0143 |
0,8608 |
0,9436 |
5. |
344 |
75,5190 |
28,0287 |
0,8135 |
0,9216 |
6. |
345 |
78,0272 |
29,0738 |
0,7678 |
0,8987 |
7. |
346 |
80,6007 |
30,1504 |
0,7237 |
0,8750 |
8. |
347 |
83,2408 |
31,2590 |
0,6810 |
0,8504 |
9. |
348 |
85,9487 |
32,4005 |
0,6398 |
0,8249 |
10. |
349 |
88,7254 |
33,5755 |
0,5999 |
0,7985 |
11. |
350 |
91,5724 |
34,7847 |
0,5613 |
0,7711 |
12. |
351 |
94,4906 |
36,0289 |
0,5240 |
0,7427 |
13. |
352 |
97,4815 |
37,3088 |
0,4878 |
0,7133 |
14. |
353 |
100,5462 |
38,6252 |
0,4528 |
0,6829 |
15. |
354 |
103,6859 |
39,9788 |
0,4188 |
0,6515 |
16. |
355 |
106,9020 |
41,3704 |
0,3859 |
0,6189 |
17. |
356 |
110,1957 |
42,8007 |
0,3540 |
0,5853 |
18. |
357 |
113,5682 |
44,2706 |
0,3231 |
0,5505 |
19. |
358 |
117,0208 |
45,7808 |
0,2931 |
0,5145 |
20. |
359 |
120,5549 |
47,3321 |
0,2640 |
0,4774 |
21. |
360 |
124,1716 |
48,9253 |
0,2357 |
0,4391 |
22. |
361 |
127,8724 |
50,5612 |
0,2082 |
0,3995 |
23. |
362 |
131,6585 |
52,2407 |
0,1816 |
0,3586 |
24. |
363 |
135,5312 |
53,9646 |
0,1557 |
0,3165 |
25. |
364 |
139,4919 |
55,7337 |
0,1305 |
0,2730 |
26. |
365 |
143,5418 |
57,5489 |
0,1060 |
0,2282 |
27. |
366 |
147,6825 |
59,4110 |
0,0821 |
0,1820 |
28. |
367 |
151,9150 |
61,3209 |
0,0589 |
0,1343 |
29. |
368 |
156,2409 |
63,2794 |
0,0364 |
0,0853 |
30. |
369,67 |
163,6770 |
66,6610 |
0,0000 |
0,0000 |
1
1
1
3