Такие системы характерны для случая, когда вещества, образующие систему, обладают достаточно близкими физическими параметрами (состав, структура, наличие дипольного момента…). Это могут быть смеси изомеров или гомологов, обладающие близкими химическими свойствами и структурой. При этом силы взаимодействия между разнородными частицами А - В, примерно равны межмолекулярным взаимодействиям между одинаковыми частицами А - А и В – В. Образование раствора в этом случае происходит без изменения объема и без заметного выделения тепла.
Для изучения равновесий в гомогенных жидких системах применяются методы, основанные на изучении концентрационной зависимости от следующих групп свойств:
*механические – плотность, вязкость;
*поверхностные – поверхностное натяжение;
*оптические – показатель преломления;
*спектральные – оптическая плотность или интегральная интенсивность полос поглощения в различных областях спектра;
*электрические – электропроводность, диэлектрическая проницаемость и т. д.
|
|
Из перечисленных параметров свойством аддитивности обладают плотность, показатель преломления, оптическая плотность.
Рассмотрим зависимость температуры кипения от состава смеси в изобарном процессе (Р = const) (Рис.2.3):
Рис. 2.3. Диаграмма кипения двухкомпонентной смеси с неограниченной взаимной растворимостью компонентов.
Диаграмма кипения имеет две кривые, разделяющие ее на 3 области:
*Область пара: V(усл.) = 2 – 1 + 1 = 2
*Область жидкости: V(усл.) = 2 - 1 + 1 = 1
*Область равновесия между паром и жидкостью: V(усл.) = 2 – 2 + 1 = 1 (Только один параметр- температура или состав смеси может быть выбран произвольно. Каждому значению температуры отвечают строго определенные значения равновесного состояния жидкость - пар).
ТА и ТВ – фигуративные точки, отражающие температуры кипения чистых жидкостей.
Фигуративные точки, лежащие на нижней кривой (кривая кипения жидкости), характеризуют составы кипящих жидкостей и температуры, при которых начинают кипеть жидкие смеси при постоянном давлении.
Фигуративные точки, лежащие на верхней кривой (кривая конденсации пара), характеризуют составы насыщенного пара и температуры, при которых исчезают последние капли жидкости при кипении исходных смесей.
Фигуративные точки, расположенные между двумя кривыми, отражают ситуацию, когда состав жидкой смеси не совпадает с составом равновесной ей паровой смеси. При этом равновесные составы лежат на линии Т = const, соединяющей точки равновесных фаз. Такая линия называется нодой или конодой. Состав парожидкостной смеси Х легко определить графически, проведя ноду через точку Х. При этом количественные соотношения фаз находят по правилу рычага.
Подобные системы имеют большое практическое значение для расчета процессов фракционной перегонки и ректификации.