Ограниченная взаимная растворимость жидкостей. Взаимно нерастворимые жидкости.

Существуют жидкости, практически не растворимые одна в другой или растворимые в ограниченных пределах концентраций.

Жидкости ограниченно растворимые друг в друге

Если смешивать две жидкости с ограниченной растворимостью, то в некотором интервале температур они будут неограниченно смешиваться друг с другом с образованием одной гомогенной фазы (раствора). В другом интервале температур система будет распадаться на две гомогенные фазы: раствор первого компонента во втором и второго компонента в первом. Система в целом гетерогенна, при неизменной температуре состав каждого из равновесных слоев остается постоянным и не зависит от количества той или иной жидкости в смеси.

Температура, выше или ниже которой имеет место неограниченная взаимная растворимость компонентов, называется критической.

Существуют следующие системы ограниченно растворимых друг в друге жидкостей:

1. Системы с верхней критической температурой растворения(фенол – вода, анилин – вода).

В этом случае повышение температуры ведет к увеличению взаимной растворимости жидкостей, так что при некоторой температуре достигается полная взаимная растворимость жидкостей, например при Т = 168⁰С для системы вода – анилин (рис. 7). Кривая abc является кривой расслоения (ликвации).

Прямая, соединяющая точки равновесных слоев (сопряженных фаз), например прямая a_ib_i, называется нодой.

 

 

2. Системы с нижней критической температурой растворения(триэтиламин – вода). Повышение температуры в этом случае ведет к уменьшению взаимной растворимости жидкостей.

3. Системы с верхней и нижней критическими температурами растворения (вода – никотин). Между двумя критическими температурами существует область, в которой система гетерогенна.

Взаимно нерастворимые жидкости.

Если жидкости практически не растворимы друг в друге, то система кипит при более низкой температуре, чем температура кипения для каждой отдельной жидкости. Давление насыщенного пара над каждой из таких жидкостей зависит только от температуры:

и . (17)

Общее давление пара над системой, состоящей из взаимно нерастворимых жидкостей равно:

(18)

и превышает давление пара над любой отдельно взятой жидкостью. В результате давление пара над системой становится равным внешнему давлению при более низкой температуре по сравнению с температурами кипения чистых жидкостей. На этом явлении основан метод перегонки с водяным паром,

В этом случае, малолетучая жидкость может быть переведена в пар при температуре более низкой, чем температура её кипения, путём совместного кипения с несмешивающейся и химически не взаимодействующей с ней более летучей жидкостью.