19. Температура кипения раствора и дистилляция двойных смесей
Различные типы смесей, представленные на рисунке 55, неодинаково ведут себя в процессах дистилляции (перегонки). Поэтому рассмотрим температуру кипения смеси жидкостей, относящихся к первому типу.
Если нагреть раствор состава
до температуры
то будет происходить кипение данной жидкости. Пар, равновесный с этой жидкостью, имеет состав
причем пар состава
более богат компонентом В, чем раствор (рис. 56). При кипении часть компонента В испаряется и в жидкости преобладает теперь компонент А.
Обозначим новый состав жидкости через
При температуре
жидкость состава
кипеть не будет, ибо для того, чтобы она закипела, нужно повысить температуру до
Пар, который находится в равновесии с этим раствором, имеет состав
и более богат компонентом В, чем раствор. Поэтому остаток раствора обогащается компонентом
и температура кипения его повышается.
Рис. 56.
В конце концов раствор будет содержать чистый компонент
а температура его кипения будет
Рассмотрим теперь пар Если выделившийся из раствора пар состава
сконденсировать, а затем снова подвергнуть дистилляции, то он будет кипеть уже при температуре
и пар его будет еще более, чем в предыдущем случае, богат компонентом В. Продолжая такой процесс конденсации и дистилляции, можно добиться, что выделившийся пар будет представлять собой чистый компонент В.
В системах рассмотренного типа любую двойную смесь можно разделить путем дистилляции на чистые компоненты. В системах, которые принадлежат ко второму и третьему типам (рис. 55), разделение раствора на чистые компоненты описанным выше способом осуществить нельзя.
Если проводить дистилляцию двойных смесей второго или третьего типа описанным выше способом, то в зависимости от концентрации смеси можно получить только чистый компонент А и азеотропную смесь состава
или чистый компонент В и опять же азеотропную смесь состава
К второму, типу принадлежит система вода — этиловый спирт, обладающая минимумом температуры кипения 78,13°С при составе 95,75% спирта по весу (кипение при атмосферном давлении).