10.1-rasm. Ideal aralashmalar uchun suyuqlik – bug’ muvozanat diagrammasi.
a – aralashma ustidagi komponent parsial bosimi va umumiy bosim izotermalari; b – t-x, y diagrammalar; c – y-x diagramma.
OB va CA to’g’ri chiziqlar komponentlar parsial bosimi ( va ) ni, AB esa – suyuqlik ustidagi umumiy bosim o’zgarishini ifodalaydi. OA va CB vertikal kesmalar toza komponentlar to’yingan bug’i bosimi ( va ) ni ko’rsatadi.
Dalton qonuniga ko’ra, bug’dagi komponentning parsial bosimi, undagi shu komponent mol ulushiga proporsionaldir:
; (10.3)
bu yerda – sistema umumiy bosimi; , – bug’ aralashmasidagi A va B komponentlarning mol ulushlari.
Muvozanat sharoiti uchun:
; (10.4)
bundan
yoki (10.5)
Odatda, haydash va rektifikatsiya jarayonlari izobarik jarayonda o’tkaziladi. Shuning uchun, P = const bo’lgan holatdagi binary aralashmani ko’rib chiqamiz.
Bunda muvozanat chizig’ini t-x,y yoki y-x koordinatlarda tasvirlash mumkin. Agar, temperature ma’lum bo’lsa, va x, y kattaliklari hisoblab topilsa, sistemadagi muvozanatni ifodalovchi diagrammani qurish mumkin. Diagrammadagi pastki chiziq (10.1b-rasm) suyuq aralashmaning qaynash temperaturasini, yuqori chiziq esa – bug’ aralashmani kondensatsiyalash temperaturasini ifodalaydi. x = 0 va x = 1,0 da ordinata o’qlaridagi kesmalar, qiyin va yengil uchuvchan komponentlar qaynash temperaturasini ko’rsatadi.
Suyuqlikning ma’lum tarkibi x1 bo’yicha bug’ tarkibini aniqlash uchun suyuqlik konsentratsiyasiga tegishli abssissa o’qidagi nuqtadan qaynash chizig’i bilan kesishguncha vertikal chiziq o’tkaziladi. So’ng esa, kesilish nuqtasidan bug’ kondensatsiyalanish chizig’i bilan kesishguncha gorizontal chiziq o’tkaziladi. Kesilish nuqtasining abssissa o’qidagi qiymati bug’ning muvozanat tarkibi ni beradi.
10.1b-rasmdan ko’rinib turibdiki, bir xil qaynash temperaturasida bug’dagi yengil uchuvchan component konsentratsiyasi uning suyuqlik bug’lari muvozanat konsentratsiyasidan katta bo’ladi. “Suyuqlik – bug” sistemaning bu xossasi Konovalovning birinchi qonuniga bo’ysunadi, ya’ni eritma bilan muvozanatda bo’lgan bug’ doim o’zida shunday komponentni ortiqcha ushlaydi, bunda eritmaga shu komponentdan qo’shilganda uning qaynash temperaturasi kamayadi. Masalan, etil spirtiga suv qo’shilsa, sistemaning qaynash temperaturasi pasayadi. Konovalovning 1 – qonuniga binoan, eritmaning qaynashi davrida suv bug’i fazasining spirt bug’lari bilan boyishi sodir bo’ladi.
Rektifikatsiya jarayonini hisoblash uchun y-x diagrammadan foydalanish qulaydir (10.1v-rasm).
funksiya quyidagi tenglamaga mos keladi:
(10.6)
hamda suyuq va bug’ fazalar muvozanat tarkiblari orasidagi bog’liqlikni ifodalaydi.
Komponentlar nisbiy uchuvchanligi:
ma’lum bo’lsa, ideal aralashmalar muvozanat chizig’ini hisoblash va qurish mumkin.
(10.7)
Faqat yengil uchuvchan komponentlardan tarkib topgan suyuqlik bilan shu komponentdan tarkib topgan bug’ muvozanat holatida bo’ladi. Muvozanat chizig’ining eng chetki nuqtalari kvadratning qarama-qarshi burchaklarida joylashgan. Kvadrat diagonali va muvozanat egri chizig’i suyuq va bug’ fazalarning mavjud bo’lish sohalarini chegaralaydi.
|
