Азеотропные растворы.

АЗЕОТРОПНЫЕ СМЕСИ (азеотропные растворы, хилотропные смеси, неразделенно кипящие смеси) — растворы, состоящие из двух или более компонентов, кипящие при данном внешнем давлении и при постоянной температуре без изменения состава. А.с. не могут быть разделены на составляющие компоненты путем обычной дистилляции

От чистых жидкостей А. с. отличаются тем, что при изменении внешнего давления у них изменяется не только температура кипения, но и состав. Так, напр., А. с. — вода + хлористый водород при давлении 760 мм рт. ст. содержит 20,24% НСl, а при давлении 50 мм рт. ст. — 23,2%.

Значительные положительные или отрицательные отклонения растворов от закона идеальных растворов приводят, как указывалось выше, к появлению максимума или соответственно минимума на кривой полного давления пара.

По митюку:

Д. П. Коновалов установил (1881), что экстремумы на кривых полного давления пара (или температур кипения) отвечают такому равновесию раствора и насыщенного пара, при котором составы обеих фаз одинаковы (второй закон Коновалова).

По второму закону Коновалова на кривых давления пара или температуры кипения растворов, дающих экстремумы, обе кривые - кривая пара и кривая жидкости - должны касаться в точке экстремума. Соответствующие диаграммы температура кипения - состав имеют вид, показанный на рис.12 и 13. Эти диаграммы можно представить как бы составленными из двух частей, каждая из которых аналогична диаграмме, показанной на рис.9.

С раствором, состав которого отвечает экстремуму на кривых давления пара или температур кипения, находится в равновесии пар такого же состава. Очевидно, что состав таких растворов при перегонке не меняется и они кипят при постоянной температуре. Такие растворы называются азеотропными (нераздельно-кипящими).

Очевидно, что разделение азеотропного раствора (его называют также азеотропом) на чистые компоненты путем фракционированной перегонки невозможно.

В табл.3 приведены температуры кипения некоторых азеотропных растворов.

Таблица 3. Азеотропные (нераздельно-кипящие) растворы

Рис.12(слева). Диаграмма температура кипения - состав бинарной смеси с минимумом температуры кипения (метилаль - сероуглерод).

Рис.13(справа). Диаграмма температура кипения - состав бинарной смеси с максимумом температуры кипения (хлороформ - ацетон).