Amestecuri Fizice Binare

TIPURI DE ECHILIBRE ÎN AMESTECURI

BINARE

În cele ce urmează se vor discuta soluţiile în sensul mai larg al cuvântului, numite şi amestecuri fizice.În care nu se poate face o deosebire netǎ între dizolvant şi solvat, diferiţii componeţi ai amestecului putând avea fracţii molare variate în fazele sistemului. Diagramele de fază sunt în aceste cazuri polidimensionale şi de aceea se reprezintă grafic secţiuni care dau variaţia unui parametru in funcţie de compoziţia unei faze, menţinând ceilalţi parametri constanţi.

Amestecurile binare conţin numai doi componenţi, dar pot avea două sau mai multe faze. Echilibrele studiate în diferitele sisteme sunt redate mai jos, indicându-se şi câteva exemple.

SISTEMUL ECHILIBRUL

Lichid-vapori

Lichid-lichid

Lichid-solid

Substanţe miscibile în orice proporţie în toate fazele a) benzen-acetonă

apă-acid clorhidric

apă alcool

―

e) aur-argint

cupru-aur

Substanţe miscibile limitat în unele faze b) fenol-apă d) fenol-apă

trietilamină-apă

nicotină-apă f) cupru-argint

Substanţe nemiscibile în unele faze c) clorobenzen-apă

― g) apă-clorură de amoniu

ECHILIBRUL LICHID-VAPORI LA LICHIDE

MISCIBILE ÎN ORICE PROPORŢIE

Un sistem format din doi componenţi care se amestecă în orice proporţie în fază lichidă (în faza gazoasă se amestecă în general toate substanţele) va conţine în total două faze.Variaţia sistemului va fi :

l = c + 2 – f = 2

Dacă se menţine constantă temperatura (sau presiunea) , atunci sistemul este monovariant :

l = 2 + 1 – 2 = 1,

adică variind, de exemplu, compoziţia în stare lichidă, se modifică tensiunea de vapori.

Dacă interacţiunile dintre molecule de acelaşi fel (A – A şi C – C ) sunt la fel de intense ca şi cele dintre moleculele diferite ( A – C ), atunci amestecul este ideal, adică se supune legilor soluţiilor ideale.Scriind pentru fiecare component legea lui Raoult, se obţine :

( 5.387 )

şi :

, ( 5.388 )

şi fiind tensiunile de valori ale componenţilor puri, iar P1 şi P2 – presiunile parţiale ale componenţilor de deasupra amestecului. Presiunea totală va fi suma presiunilor parţiale :

P = P1 + P2 ( 5.389 )

Sau înlocuind valorile presiunilor parţiale :

P = + ( – ) ( 5.390 )

Presiunea totala este funcţie liniara de compozitie ( ). Reprezentarea grafică a presiunilor parţiale P1 si P2 şi a presiunii totale P a vaporilor în funţie de compoziţia lichidului este redată în fig. 5.46. Conform ecuaţiilor ( 5.387, 5.388, 5.390 ), presiunile sunt funcţii de

Compoziţia fazei gazoase are să fie dată de funcţiile molare y1 şi y2 ale celor doi componenţi :

y1 = şi y2 = ( 5.391 )

Raportul acestor fracţii molare după simplificare cu P şi înlocuirea presiunilor parţiale din relaţiile 5.387 şi 5.388 va fi