V.5. ИЗОПИЕСТИЧЕСКИЙ МЕТОД

Изопиестический метод определения давления пара применяют для исследования бинарных и многокомпонентных систем, образованных летучим растворителем и нелетучими растворенными веществами [83]. Сущность его состоит в том, что исследуемый раствор и стандартный, для которого зависимость давления пара от состава известна, помещают в изолированную систему (вакуум-эксикатор). В условиях изоляции растворитель начинает «перегоняться» из раствора с большим давлением в раствор с меньшим давлением. Этот процесс идет до установления в системе равновесия, при котором давление пара растворителя над всеми растворами становится одинаковым (такие растворы называются изопиестическими).

Рис. V.7. Изопиестикатор

Для существенного ускорения времени достижения равновесия предварительно откачивают воздух давления, на превышающего давление пара растворителя).

Обычно время установления изопиестического равновесия составляет от 3—4-х суток для концентрированных растворов и до 2—4-х недель для разбавленных и вязких. Равенство составов стандартных растворов свидетельствует об установлении равновесия. Изменение концентраций растворов определяют, взвешивая бюксы с растворами до и после опыта. Основное достоинство изопиестического метода — возможность одновременного измерения давления пара растворителя над большим числом растворов.

Экспериментальная методика изопиестических измерений в настоящее время хорошо отлажена (рис. V.7), а точность результатов лимитируется лишь точностью данных о давлении пара над стандартными растворами. Установка состоит из трех основных частей: термостата, вакуумной установки и вакуум-эксикатора с бюксами. Водяной термостат снабжен системой регулирования температуры и приводным механизмом, раскачивающим эксикаторы в термостате, что обеспечивает перемешивание растворов в бюксах и дополнительное перемешивание воды в термостате. Вакуумная установка предназначена для удаления воздуха из эксикатора, который должен быть герметичным для сохранения вакуума в течение всего периода установления равновесия. Во избежание вскипания и разбрызгивания растворов воздух из эксикаторов откачивают медленно.

Вакуум-эксикатор изготовлен из нержавеющей стали и представляет собой сосуд с крышкой, крепящейся болтами. Толщина его стенок составляет а толщина фланца и крышки — . В центре крышки имеется штуцер для удаления воздуха. Между фланцами и крышкой помещается прокладка из вакуумной резины, На дно эксикатора устанавливаются 15—18 бюксов с исследуемыми и эталонными растворами. Объем растворов Для работы можно использовать стеклянные бюксы с пришлифованными крышками, удаляемыми на время опыта. Вакуум-эксикатор обеспечивает тепловой контакт между бюксами и термоста-тируемой жидкостью. Он обладает значительной теплоемкостью, что смягчает возможные колебания температуры.

Исходные концентрации исследуемых и стандартных растворов возможности подбирают близкими к ожидаемым изопиестическим, что также ускоряет установление равновесия. После

установления равновесия бюксы взвешивают, а затем рассчитываю равновесные концентрации растворов по соотношению:

где концентрации компонента в исходном растворе и после установления равновесия; масса раствора до и после изопиестирования.

Погрешность определения давления пара растворителя не превышает 0,03 гПа.