35665 skan0173 (2)

176 Roztwory i równowagi fazowe

Pionowa linia g-f przy w = 44,09%, kończąca się w 32,38°C oznacza sól glauberską. Gotowy wykres, z naniesionymi krzywymi rozpuszczalności, łączącymi punkty E i P oraz P i W, pokazano na rys. 4.26. Widoczne na nim 8 obszarów fazowych zostało opisane w tab. 4.14.

Tabela 4.14

Obszar	P	Fazy w równowadze
1	2	lód + sól glauberska
2	2	lód + roztwór nasycony Na₂S0₄
3	2	roztwór nasycony + sól glauberska
4	1	roztwór nienasycony Na₂S0₄
5	2	para wodna + roztwór nasycony Na₂S0₄
6	2	para wodna + Na₂S0₄ (rombowy)
7	2	roztwór nasycony + Na₂S0₄ (rombowy)
8	?	sól glauberska + Na₂S0₄ (rombowy)

Układ ma 3 punkty potrójne: eutektyczny E, perytektyczny P i wrzenia W. Z przebiegu łączących je linii wynika, że cząstkowe⁽⁷⁾ ciepło rozpuszczania Na₂S0₄ • 10H₂O będzie dodatnie, natomiast dla bezwodnego siarczanu sodu jest ono ujemne (reguła przekory).

b) Układ złożony z 35% Na₂S0₄ i 65% H₂0, w temperaturze 60°C, przedstawia na rys. 4.26 punkt b. Leży on w obszarze 7 (dwufazowym), gdzie w równowadze ze stałym Na₂S0₄ (punkt c) znajduje się roztwór nasycony (punkt a), zawierający 31,18% siarczanu. Z reguły dźwigni (4.45) możemy obliczyć masę roztworu m_a oraz masę nie rozpuszczonej soli bezwodnej m_c. Ponieważ masa całkowita układu m wynosi 100 g, wdęc

m_a = m

c - b c - a

100-35

100-31,18

94,45 g.

Stąd m_c = 5,55 g, tak więc reszta z 35 g Na₂S0₄, czyli 29,45 g znajduje się w roztworze a.

c) Zgodnie z regułą faz dw>uskładnikowy układ w^r obszarze 2-fazowym - ma tylko jeden stopień swobody. Podczas obniżania temperatury układu b skład roztworu zmienia się wzdłuż linii a-P (rys. 4.26). Wzrasta rozpuszczalność, toteż część kryształków soli ulegnie rozpuszczeniu. W momencie osiągnięcia temperatury perytcktycznej układ znajdzie się w punkcie //, a masa kryształków m_hwyniesie

⁽ⁿ Zgodnie z definicją (4.26) cząstkowe ciepło rozpuszczania Na₂S0₄ dla roztworu nasyconego jest ciepłem wymienionym z otoczeniem, gdy siarczan sodu rozpuszcza się w roztworze prawie nasyconym, z utworzeniem roztworu nasyconego.