Cân bằng lỏng hơi (hóa lý)

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

Chất tan

Dung môi

C%
CM
CN

Cm

Dung dịch


SỰ HÒA TAN KHÍ TRONG LỎNG

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

pi = ci . kH

pi: áp suất riêng phần
Chỉ đúng với dung dịch lý tưởng và dungcdịch
vô cùng loãng
i: nồng độ khí/lỏng
xi: nồng độ phần mol


SỰ HÒA TAN KHÍ TRONG LỎNG
Ảnh hưởng của nhiệt độ
298K

kH,pc(T) = kH,pc(T°).exp(−C.( 1 − 1 ))
T°
T
Khí

O2

C(K) 1700

C = − ∆Hsol
R

H2

CO2

N2

500

2400 1300

He

Ne

230

490

Ar

CO

1300 1300


SỰ HÒA TAN CHẤT LỎNG TRONG CHẤT LỎNG

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

Tan vô hạn

&
C2H5OH

H2 O

&
CCl4

Tan tốt
C2H5OC2H5


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

Pi = Pi°.xi
Ápsuất hơi bão hòa của
cấu tử nguyên chất
Nồng độ phần P
mol=

PA°.xA + PB°.xB

(Hệ 2 cấu tử)


SỰ HÒA TAN CHẤT LỎNG TRONG CHẤT LỎNG

Giảnđồ Áp suất – Thành phần

P = PA°.xA + PB°.(1- xA)

P = (PA°-PB°).xA + PB°

0

P-x
xA
xB

PA°

1


SỰ HÒA TAN CHẤT LỎNG TRONG CHẤT LỎNG
Giảnđồ Áp suất – Thành phần
Hệcloroform – ete etylic
Hệ thực

P = (PA°-PB°).aA + PB°

Vapor – liquid equilibrium

1 pha, F=2
1 pha, F=2

Positive deviation
Hệ benzen - aceton

SỰ HÒA TAN CHẤT LỎNG TRONG CHẤT LỎNG

Giảnđồ Nhiệt độ– Thành phần

Hơi
T
TA°
đường sôi
Lỏng
0

đường sương

L=H

xBlong

xB

xBhoi

T B°
1


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


SỰ HÒA TAN CHẤT LỎNG TRONG CHẤT LỎNG
Hệđẳng phí (Azeotrope)
Cấutử

Nhiệtđộsôi(1atm)

A

%lỏngtrong
hỗnhợp

B

A

B

Hh

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

100,00
100,00
100,00

85,00
86,00
110,00

108,50
120,00
203,00

20,24
68,00
71,60

Nhiệtđộsôicựctiểu

H2O
CHCl3
CH3OH

Nhiệtđộsôicựcđại
H2O
H2O
H20

HCl
HNO3
HClO4


SỰ HÒA TAN CHẤT LỎNG TRONG CHẤT LỎNG
Hệdung dịch tan lẫn giới hạn

B

A
F=1
Thành phần

F=2

T

Thành phần

pha 1

pha 2
0

xB

Giản đồ pha hệ tan giới hạn

1


SỰ HÒA TAN CHẤT LỎNG TRONG CHẤT LỎNG
Hệdung dịch tan lẫn giới hạn
Phần đồng thể (tan vô hạn)
Giản đồ pha hệ 2 chất lỏng tan giới hạn gồm 2 phần
Phần dị thể (không tan lẫn)

Hơi
T

T

L=H

L1

x

L2
L1+L2

x


Chưng cất

TA°

T
T B°

0

x1B

xB

x2B

1