V.3. МЕТОД СТРУИ ИНЕРТНОГО ГАЗА

Суть метода струи инертного газа состоит в насыщении инертного газа (например, воздуха) парами исследуемых веществ. Один из вариантов этого метода подробно описан в работе [75].

Рис. V.4. Схема установки для исследования равновесия жидкость—пар методом струи инертного газа: 1 — аспиратор (бутыль с водой); 2 — ловушка; 3 — сатуратор; 4 — кран; 5 — трубка

На рис. V.4 изображена схема установки, основными частями которой являются: сатуратор 3, помещенный в термостат, ловушка 2 для поглощения паров и термостатированные аспираторы 19 с помощью которых через сатуратор просасывается воздух.

Установка работает следующим образом. Из бутыли закрытой герметичной пробкой с патрубками, при открывании крана 4 вытекает вода. В результате этого во всей системе создается разряжение, под действием которого через входное отверстие сатуратора 3 засасывается воздух. В сатураторе воздух насыщается парами исследуемой смеси и через трубку 5 с электрообогревом поступает в поглотительную систему 2. Пары исследуемых растворов лучше всего поглощать вымораживанием в ловушке специальной конструкции, погруженной в жидкий воздух или смесь ацетона с углекислотой. Зная массу поглощенного пара и объем прошедшего через систему воздуха, можно рассчитать парциальное давление компонентов и общее давление пара над раствором по следующим соотношениям:

где

молярный объем пара, давление и температура при нормальных условиях; молекулярная масса компонента; абсолютная температура исследуемой системы; масса вещества, собранная в ловушке; Ратм — атмосферное давление во время опыта; объем сухого воздуха, прошедшего через сатуратор.

Объем воздуха прошедшего через сатуратор, определяют по количеству вытекшей воды. При этом необходимо учесть, что объем сухого воздуха, поступившего из системы в аспираторы (бутыли), меньше объема вытекшей воды, так как часть объема, освободившегося в результате вытеснения воды, занимается насыщенными парами воды.

Объем и определяют по формуле

где объем влажного воздуха, равный объему вытекшей воды; Давление насыщенного пара воды при температуре в бутылях.

Для получения надежных данных методом струи инертного газа необходимо точно определять объем прошедшего газа, что достигается взвешиванием воды, вытекшей из аспираторов, полное насыщение газа парами жидкости, полное улавливание паров исследуемого раствора.

Метод струи инертного газа удобен для получения данных о равновесии жидкость—пар при постоянной температуре. В результате опыта определяется состав пара и общее давление пара. Метод позволяет заранее задавать состав жидкой фазы. Объем заливаемого раствора составляет

Недостатки метода струи инертного газа — сравнительно большой расход веществ, большая продолжительность опыта при низких температурах, метод дает значительную ошибку при давлениях более Ограничение в применении метода состоит в том, что при расчете общего давления пара из данных опыта принимается предположение о подчинении паровой фазы законам идеальных газов, что естественно не всегда так. Однако метод может быть эффективно использован тогда, когда задача состоит только в определении состава равновесного пара, без определения общего и парциальных давлений. При этом опыты могут ставиться со значительно меньшим количеством раствора, сокращается время опыта.