Гетерогенные двухкомпонентные системы, образованные взаимно нерастворимыми жидкостями

Согласно закону Дальтона общее давление паров над смесью, образованной двумя взаимно нерастворимыми жидкостями, постоянно. Оно не зависит от состава смеси и равно сумме давлений насыщенных паров каждой жидкости:

Р = р_А^о + р_В^о (6)

Состав пара и конденсата не зависят от состава жидкой фазы и определяются соотношением:

(7)

или (8)

Содержание жидкости в конденсате в массовых долях можно рассчитать по формулам: (9) и

(10)

Пример 2. Рассчитайте молярную массу нитробензола, зная, что смесь нитробензола и воды, перегоняющаяся при 731,9 мм рт. ст., имеет температуру 98,2 ^оС и что весовое отношение нитробензола к воде в дистилляте 0,188. р⁰(Н₂О) = 712,4 мм рт. ст.

Решение:

р^о(С₆Н₅NО₂) = 731,9 – 712,4 = 19,5 мм рт. ст.

М(С₆Н₅NО₂) = М(Н₂О) г/моль

Задачи для самостоятельного решения

1. Жидкое органическое вещество, практически нерастворимое в воде, перегонялось с водяным паром при атмосферном давлении при 98,4 ^оС. Содержание органической жидкости в конденсате 0,231 массовые доли. Определите молярную массу вещества и давление его паров при указанной температуре, если р⁰(Н₂О) = 95665 Па.

2. Органическое вещество, практически нерастворимое в воде, перегонялось с водяным паром при атмосферном давлении при 99,3 ^оС. Массовая доля вещества в конденсате 0,144. Найдите молярную массу вещества, если р⁰(Н₂О) = 98811,3 Па.

3. При перегонке бромбензола с водяным паром при атмосферном давлении смесь кипит при 95,25 ^оС. Считая бромбензол практически нерастворимым в воде, определите соотношение количества молей воды и бромбензола в парах и массовые доли (процентное содержание) бромбензола и воды в дистилляте. р⁰(С₆Н₅Вг) = 16129,3 Па.

4. При 99^оС давление паров нафталина р⁰(С₁₀Н₈) 2386 Па. Считая, что вода и нафталин нерастворимы друг в друге, определите, какое количество дистиллята необходимо собрать, перегоняя нафталин с водяным паром, чтобы получить 20 г нафталина. р⁰(Н₂О) = 97740,9 Па.

5. Температура кипения системы нафталин – вода 98^оС при 733 мм рт. ст. р⁰(Н₂О) = 707 мм рт. ст. Найдите массовую долю нафталина в дистилляте.