Suyuqlikdagi binar aralashmalar
To‘yingan bug‘ bosimi va aralashmaning bog‘liqligi
Binar aralashmaning ikkita komponenti to‘liq aralashtirilsa aralashmaning bug‘ bosimi shuningdek ikkila siof komopnentning bug‘ bosimi nisbatga ega bo‘ladi. Agar suyuqliklar ideal bo‘lsa bug‘ bosimi va kompozitsiya nisbati Rual qonuni bilan aniqlanadi. Doimiy haroratda bug‘ning parsial bosimi suyuqlikdagi uning mol ulushiga mos bo‘ladi .Shunday qilib A va V aralashmalar uchun ,
(10.7)
bunda PA aralashmadagi bug‘ning parsial bosimi, PA sof bug‘ bosimi A va XA uning mol ulushi .
Umumiy bosim tizimi, P, PA + PB.
Bu munosabat geografik tarzda aks ettirilishi ham mumkin. Har bir komponentning parsial bosimi mazkur figura diagonali bilan belgilanadi. Bu tamoyil 10.4 rasmda ko‘rsatilgan . Alohida nisbat har bir harorat uchun tuzilgan bo‘lishi mumkin.
Juda kam suyuqlik aralashmalari Raul qonuniga bo‘ysunadi. Bug‘ bosimi to‘g‘risidagi ma’lumotlar tajriba yo‘li bilan aniqlanishi mumkin. Qonundan ijobiy chetlanuvchi aralashmalar bug‘ bosimining umumiy egri chizig‘ini beradi.Manfiy chetlanish liniya pastidan o‘tadi . Ayrim holatlarda chetlanish yuqori bo‘lishi mumkin.
Ideal tizimga qaytib komponentning parsial bosimi uning mol ulushiga proporsional bo‘lishi mumkin. A komponent uchun ,
(10,9)
bunda PA bug‘dagi parsial bosim va YA.I.uning mol ulushi.
FIGURa 10.4 (A) Ideal binar aralashmaning tarkibi. (B) diagramma.
Agar A yuqori uchuvchan komponent bo‘lsa , PA yuqori bo‘ladi, R • Ua ga qaraganda.
Qaynash harorati va kompozitsiyani aralashtirishning bog‘liqligi
Tortish maqsadalri uchun bug‘ va kompozitsiya bosimlarining teskari bog‘liqligi egri nuqtaga almashtiriladi. Ular mazkur bosimda tajriba yo‘li bilan aniqlanadi. Rasm 10.5A ayrim aralashmalarning bosimi sof bug‘ bosimiga qaraganda yuqori bo‘lgan tizimni o‘zida aks ettiradi. Bu tizim minimal qaynash haroratiga va Z nuqtada suyuqlik tarkibiga ega bo‘lishi kerak. Qaynashning doimiy harorati bo‘lgan azeotrop aralashmalar bir yoki bir nechta tarkibda rivojlanadi. 10.5 rasmda keltirilgan ikkinchi tizimda uchuvchi komponentlarga qaraganda kam bo‘lgan bug‘ bosimiga ega aralashmalar shakllanadi. Qaynashning maksimal harorati Z azeotrop aralashmalarda o‘tadi.
Aralashmalarning minimal haroratda qaynashi bilan shakllanadigan tizimlar umumiy bo‘ladi. Etil spirti 4.5% suv massasi bo‘yicha azeotropga misol bo‘ladi.Atomsfera bosimidagi qaynash harorati 351,15 K, 0,25 K ni tashkil qiladi. Qaynashning maksimal haroratidagi aralashmalar keng tarqalmagan.Eng mashhur namunalar kislota tuzlari bo‘lib, tuzli kislota massasi bo‘yicha 20.2% dan iborat bo‘ladi .
Azeotrov aralashmalar oddiy tortish usuli bilan sof komponentlarga ajratilmaydi. Ayniqsa azeotpro bo‘linish joyi va bitta sof komponentga ega bo‘ladi. Aralashmalarni samarali birlashtirish 10.5 A rasmda keltirilgan bo‘lib, Z distilyat sifatida va V sof qoldiq sifatida keltirilgan.
FIGURE 10.5 Binar aralashmalardagi harorat diagrammasi. (A) minimum azeotrop (B) maksimum azeotrop.
Azeotrop aralashmalari tarkibi ayrim holatlarda bosimni o‘zgartirish yo‘li bilan aralashmaning doimiy qaynashini bartaraf qilishda ishlatiladi. Masalan 100 mm simob ustunidan kam bosimda etil spirti va suv azeotropga aylanmaydi. Bunday bosimda ular to‘liq ajratilishi mumkin.
Bug‘ suyuqlik diagrammalari.
Bug‘ suyuqlik diagrammalari 10.6 rasmda ko‘rsatilgan bo‘lib. Distilyasiyaning muqobil va qulay usulini ta’minlaydi. Ular odatda grafikdan iborat bo‘lib, X suyuqlikdagi uchuvchan komponentlar ulushini, Y bug‘dagi uchuvchan komponentlar ulushini ko‘rsatadi. Ideal ikkala tizim 10.6 A rasmda ko‘rsatilgan. Aralashma qaynashining maksimal va minimal haroratlari egri chiziqlari mos ravishda 10. 6 V va S rasmda keltirilgan.
Oddiy yoki differensial distilyasiya
Oddiy yoki differensiyaal distilyasiyada qaynatilgan aralashmadan bug‘ chiqariladi va kondensatsiya qilinadi. Bu 10.7 A rasmda ko‘rsatilgan. Suyuqlik tarkibi V yo‘nalishida harakatlanadi va qaynash nuqtasigacha o‘sadi. Bug‘ tarkibi bosqichma-bosqich o‘zgarib, uchuvchan komponentlardagi mol ulushi doimiy kamayadi. Agar ikkita sof komponentning qaynash harorati farqlanmasa bo‘linishning to‘g‘ri darajasi aks ettirilmaydi. Usul suvli eritmalardan erituvchilarni yo‘qotish uchun foydalnish mumkin .
FIGURE 10.7 (A) fraksional distiyashda uchta ideal bosqich (B) fraksional distilyasiya bilan qamralgan kolonna
To‘g‘rilash yoki birlashtirish
Oddiy haydashda bug‘ kam bo‘ladi. Rektifikatsiyaning sinonimi bo‘lgan birlashtirishda bug‘ qaynagan suyuqlikka to‘kiladi, suyuqlik oqimini qanoatlantirish uchun kolonna yuqorisiga yo‘naltiriladi. Rektifikatsion kolonna deb nomlanadigan ustunlar ikki turli bo‘ladi: uchlik va plastinkasimon.
Uchlik kolonnalar laboratoriya va kam seriyali sanoat ishlab chiqarishida foydalaniladi, davriy tartibda ishlaydi. Kolonna vertikal silindrik qobiqdan iborat bo‘ladi. O‘ram shakli o‘zgartirilishi mumkin. Kichki metall yoki keramik silindrdan iborat halqa eng keng foydalaniladi.
Haydash tezligi va o‘ram shakli va o‘lchami suyuqlik fazasi, faza harakatlanishi va o‘zaro faolitya fazalarini samarali saqlash imkonini beradigan qilib tanlanishi kerak. Bug‘ oqimining yuqori tezligi suyuqlik harakatini saqlab turadi.
Kolonkaning samaradorligi agar suyuqlik butun o‘rash yuzasida tushmasa kamayadi. Umuman kolonnalar samaradorlikni jiddiy yo‘qotmasdan turli sharoitlarda ishlaydilar .
Plastinkasimon kolonnalar
Plastin kolonnasi plastina yoki tarnovdan iborat bo‘ladi.Ko‘tarilayotgan bug‘ fazalar o‘rtasidagi uzviy aloqani ta’minlab mazkur suyuqlik orqali o‘tadi . Suyuqlik plastinalar o‘rtasida pastga harakatlanadi va qoidaga ko‘ra stakan yordamida amalga oshiriladi. Bug‘ va suyuqlik o‘rtasidagi aloqa bosqichma-bosqich sodir bo‘ladi.
Kolonnalar cheklangan sharoitda yaxshi ishlaydi. Ular asosan yirik o‘lchamlarda, uzluksiz faoliyatni o‘rnatishda foydalaniladi.
|
