Краткие теоретические положения

Ограниченная взаимная растворимость двух жидкостей наблюдается в системах со значительным отклонением от идеальности. Растворимость таких жидкостей зависит от температуры. В одних системах взаимная растворимость жидкостей с ростом температуры увеличивается (система с верхней критической температурой растворения), а в других падает (системы с нижней критической температурой растворения).

Где a, b – температуры плавления фенола и льда

aB, co – кристаллизация фенола при охлаждении

Bo – процесс кристаллизации льда

Bkc – кривая расслоения

Bk – состав водного раствора фенола

над aBkcob – устойчивая жидкая фаза

области aBg – фенол + фенольный раствор

Bkc – фенольный раствор + водный раствор

gco - твердый фенол + водный раствор

obe - лед + водный раствор

ниже doe (изотерма) – область смеси кристаллического фенола и льда

Под критической температурой растворения понимают ту температуру, при которой составы двух жидких равновесных фаз одинаковы. Для изображения зависимости взаимной растворимости жидкостей от температуры при постоянном давлении строятся диаграммы состояния в координатах температура – состав (диаграмма растворимости). Вид такой диаграммы для системы с верхней критической температурой растворения (точка К) показан на рис. 1.

На этой диаграмме кривая Bkc, называемая кривой расслоения, делит диаграмму на две области: гомогенную, лежащую над кривой расслоения, и гетерогенную, находящуюся под кривой расслоения. Фигуративные точки внутри гомогенной области изображают состояние однофазной бивариантной системы (С_усл = 2-1+1=2). Фигуративные точки, лежащие внутри гетерогенной области, изображают состояние двухфазной моновариантной (С_усл = 2-2+1=2). Составы равновесных фаз находятся по правилу соединительной прямой – по правилу рычага.

Правило рычага: точка, отвечающая составу гетерогенной двойной системы, располагается на прямой, соединяющей точки, представляющие сосуществующие фазы. При этом отрезки, отсекаемые на прямой этой точкой, обратно пропорциональны количествам каждой из фаз (графическое выражение правила смешения):

Где Р₁, Р₂ – массы отдельных фаз;

Х₀ – содержание компонента в % точке;

Х1, Х2 – в фазе

Система, изображенная на диаграмме точкой k, является инвариантной (С_усл = 2 – 2 + 1 – 1 = 0).

Положение критической точки k на диаграмме определяется по правилу Алексеева: середины конод, соединяющих фигуративные точки сопряженных растворов, лежат на прямой линии, проходящей через верхнюю или нижнюю критическую растворимости (выполняется, если состав в весовых %).