Азеотропная смесь

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Фазовая диаграмма двухкомпонентного положительного азеотропа.

Азеотро́пная смесь — смесь двух или более жидкостей, состав которой не меняется при кипении, то есть смесь с равенством составов равновесных жидкой и паровой фаз. Смесь, в которой данное условие, напротив, не выполняется ни при каком соотношении количеств компонентов, называется зеотропной[en]*. Зеотропы (называемые иногда неазеотропами), то есть раздельно кипящие системы, при заданных температуре или давлении в состоянии равновесия имеют различные составы жидкости и пара во всём интервале концентраций. Зеотропные системы, состоящие из одной жидкой фазы (растворы), называются гомозеотропами, а состоящие из двух и более жидких фаз — гетерозеотропами. Любой гомозеотропный раствор кипит при температуре ниже температуры кипения менее летучего компонента, но выше температуры кипения более летучего компонента[1].

Точка на фазовой диаграмме, которая соответствует равенству составов жидкости и пара, называется азеотропной точкой. Термодинамика не накладывает ограничений на число азеотропных точек в системе[1]. В основном известны бинарные растворы с одной азеотропной точкой. Примером азеотропного раствора с единственной азеотропной точкой служит смесь воды и этилового спирта, содержащая 95,5 % спирта (по массе) и кипящая при температуре 78,1 °C[2][3]. Этим объясняется принятая промышленная концентрация этилового спирта 96 %: это азеотропная смесь, и дальнейшей перегонкой её нельзя разделить на фракции. Температура кипения для азеотропной смеси может быть как меньше (положительные азеотропы), так и больше (отрицательные азеотропы) температуры кипения низкокипящего компонента.

При изменении давления изменяется не только температура кипения, но и состав азеотропной смеси, этим они отличаются от чистых жидкостей.

Для разделения азеотропных смесей используют различные технологии:

  • Удаление одного из компонентов за счёт адсорбции на твёрдом пористом материале;
  • Разделение на пористых мембранах;
  • Первапорация на непористых мембранах;
  • Перегонка при давлении, отличном от атмосферного, в частности — под вакуумом, см. выше;
  • Перегонка с дополнительным компонентом, с созданием тройного (или более) азеотропа.

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 Дуров, Агеев, 1987, с. 72.
  2. Lange’s Handbook of Chemistry, 10th ed. pp. 1496—1505
  3. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 44th ed. pp 2143—2184

Литература[править | править вики-текст]