Cân bằng lỏng hơi (hóa lý)

ĐẠI CƯƠNG VỀ DUNG DỊCHDung dịch là một hệ đồng thể của hai hay nhiều chất mà thành phần của chúng có thể thay đổi trong một giới hạn nhất định C% CM CN Cm xi Dung dịch... pi: áp suất riê

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

GV: Đào Ngọc Duy

ĐẠI CƯƠNG VỀ DUNG DỊCH

Dung dịch là một hệ đồng thể của hai hay nhiều chất mà thành phần của chúng có thể thay đổi trong một giới hạn nhất định

C%

CM

CN

Cm

xi

Dung dịch

pi: áp suất riêng phần

ci: nồng độ khí/lỏng

xi: nồng độ phần mol

pi = ci kH

Hệsố Henry

(khí/nước, 298K)

Ảnh hưởng củaáp suất

Ở nhiệt độ không đổi, độ hòa tan của một khí trong chất lỏng tỷ lệ thuận với áp suất riêng

phần của khí trên pha lỏng

Chỉ đúng với dung dịch lý tưởng và dung dịch vô cùng loãng

Khí O2 H2 CO2 N2 He Ne Ar CO

C(K) 1700 500 2400 1300 230 490 1300 1300

Ảnh hưởng của nhiệt độ

))

T °

1

T

kH,pc(T) = kH,pc(T ° ).exp( − C.(

298K

∆H sol R

C = −

SỰ HÒA TAN CHẤT LỎNG TRONG CHẤT LỎNG

Các chất lỏng dễ hòa tan vào các dung môi giống nó

Tan vô hạn

&

SỰ HÒA TAN CHẤT LỎNG TRONG CHẤT LỎNG

Hệdung dịch tan lẫn vô hạn

Ápsuất hơi bão hòa của mỗi cấu tử tỉ lệ thuận với phần phân

tử của nó trong dung dịch

Ápsuất hơi bão hòa của cấu tử nguyên chất

P = PA°.xA + PB°.xB (Hệ 2 cấu tử)

Pi = Pi°.xi

Nồng độ phần mol

SỰ HÒA TAN CHẤT LỎNG TRONG CHẤT LỎNG

xA xB

PA°

Giảnđồ Áp suất – Thành phần

P = PA°.xA + PB°.(1- xA)

P = (PA°-PB°).xA + PB°

P-x

PB°

SỰ HÒA TAN CHẤT LỎNG TRONG CHẤT LỎNG

Giảnđồ Áp suất – Thành phần

1 pha, F=2

Hệ thực

P = (PA°-PB°).aA + PB°

Vapor – liquid equilibrium

1 pha, F=2

Hệ benzen - aceton Hệcloroform – ete etylic

Positive deviation

SỰ HÒA TAN CHẤT LỎNG TRONG CHẤT LỎNG

xB

Giảnđồ Nhiệt độ– Thành phần

TA°

TB°

Lỏng

Hơi

T

đường sôi

SỰ HÒA TAN CHẤT LỎNG TRONG CHẤT LỎNG

Hệđẳng phí (Azeotrope)

Hệđẳng phí là hệcó thành phần pha lỏng và pha hơi cân bằng nhau trướcvà

sau điểm sôi (điểm đẳng phí) tại nhiệt độcốđịnhvà áp suấtcốđịnh

Cấutử Nhiệtđộsôi(1atm)

%lỏngtrong hỗnhợp

Nhiệtđộsôicựctiểu

H2O

CHCl3

CH3OH

C2H5OH C2H5OH C6H6

100,00 61,20 64,70

78,30 78,30 80,20

78,15 59,30 58,34

95,57 6,80 60,45 Nhiệtđộsôicựcđại

H2O

H2O

H20

HCl HNO3 HClO4

100,00 100,00 100,00

85,00 86,00 110,00

108,50 120,00 203,00

20,24 68,00 71,60

Hệđẳng phí (Azeotrope)

SỰ HÒA TAN CHẤT LỎNG TRONG CHẤT LỎNG

Hệdung dịch tan lẫn giới hạn

xB

F=2

F=1

Thành phần pha 2

Thành phần

pha 1

T

Giản đồ pha hệ tan giới hạn

SỰ HÒA TAN CHẤT LỎNG TRONG CHẤT LỎNG

Hệdung dịch tan lẫn giới hạn

Giản đồ pha hệ 2 chất lỏng tan giới hạn gồm 2 phần

Phần đồng thể (tan vô hạn) Phần dị thể (không tan lẫn)

T

x

T

x

L=H

L1+L2 Hơi

Chưng cất

TA°

T

TB°

xB