Взаимная растворимость жидкостей

На растворимость жидкостей друг в друге, кроме природы жидкостей, большое влияние оказывает температура.

Рассмотрим наиболее часто встречающийся случай возрастания растворимости с повышением температуры (рисунок 1.8):

Рисунок 1.8 – Диаграмма взаимной растворимости двух жидкостей

Линия аК – линия растворимости В в А в зависимости от температуры. Линия bК – линия растворимости А в В. Область аКb – область равновесного существования двух жидких фаз, состав которых находится на линиях аК и bК. Точка К – верхняя критическая точка растворения. Возьмем систему, изображенную точкой «m». Она приготовлена путем смешения компонента А в количестве mВ и компонента В в количестве mА. Компоненты А и В растворяются ограниченно друг в друге и при смешении образуют два слоя: А в В (состава b) и В в А (состава а). Коннода аb принимается за 100 %, а отрезки аm и mb показывают относительное количество этих слоев, соответственно слоя «b» и слоя «а».

При повышении температуры взаимная растворимость компонентов увеличивается и составы равновесных жидких фаз изменяются: от точки «а» к «а₁», «а₂» и так далее до точки «а₃» и от точки «b» к «b₁», «b₂», «b₃». При этом количество фазы «b» (отрезок аm) постоянно уменьшается до а₁m₁, а₂m₂ и при температуре, отвечающей точке а₃, исчезает совсем, система выходит из области расслаивания и становится гомогенной, то есть, компоненты А и В при более высоких температурах растворяются друг в друге неограниченно. Аналогично достигается гомогенность системы, взятой в интервале сb, здесь исчезает фаза «а». Иначе достигается гомогенность при нагревании системы «с», которая попадает в точку «К». Здесь слои не исчезают, а при нагревании их составы сближаются, в точке К оба слоя имеют одинаковый состав и поверхность раздела слоев исчезает.

Положение критической точки можно определить, применив правило В. Ф. Алексеева:

«Середины коннод ложатся на общую прямую, которая заканчивается в критической точке растворения» (прямая dk, рисунок 1.8).

Кроме рассмотренной системы с верхней критической точкой существуют такие, в которых на кривой растворимости имеется нижняя критическая точка (растворимость увеличивается с понижением температуры), и такие, в которых есть как верхняя, так и нижняя критические точки.

На растворимость двух жидкостей влияет добавление третьей жидкости. Этот вопрос подробно рассмотрен в методическом указании М. Ф. Стенникова, Н. Г. Комарова, А. В. Протопопов «Трехкомпонентные системы». – Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2005.- с.21-25.

1.8 Равновесие жидкий раствор – насыщенный пар в различных жидких смесях