РАЗГОНКА СМЕСИ ДВУХ ЖИДКОСТЕЙ

Фракционная перегонка имеет целью выделение в чистом виде компонентов гомогенных смесей жидких веществ, отличающихся друг от друга по температурам кипения. Перегонка смесей жидкостей, смешивающихся во всех отношениях, безусловно, является гораздо более сложным случаем перегонки, чем перегонка индивидуального вещества. Упругость пара таких смесей и температура их кипения не являются постоянными, а находятся в зависимости от состава смеси.

Теория перегонки основана на законах, установленных Д. П. Коноваловым в 1981-1984 гг. Эти законы выражают связь между составом насыщенного (равновесного с ней пара) и его давлением. В настоящее время законы Коновалова формулируются так:

1. В жидкой двойной системе пар относительно богаче тем компонентом, прибавление которого повышает общее давление пара.

Из этого закона вытекает следствие: в жидкой двойной системе пар относительно богаче тем компонентом, прибавление которого понижает температуру кипения.

2. Экстремуму (максимуму или минимуму) давление пара жидкой двойной системы соответствует жидкая смесь, насыщенный пар которой обладает одинаковым с ней составом.

Из этого закона следует, что экстремуму температуры кипения жидкой двойной системы соответствует жидкость и пар с одинаковым качественным и количественным составом.

Смеси полностью смешивающихся жидкостей разделяются на два класса.

Смеси первого класса не имеют экстремума на кривых, изображающих зависимость упругости пара или температуры кипения от состава смеси. Такие смеси могут быть разделены на чистые компоненты, они не образуют азеотропных (нераздельно кипящих) смесей.

Смеси второго класса имеют экстремум на кривых, изображающих зависимость упругости пара или температуры кипения от состава смеси. Такие растворы образуют азеотропные смеси, которые, несмотря на различные температуры кипения чистых веществ, но могут быть разделены перегонкой на чистые компоненты.

К смесям первого класса относятся многие смеси органических жидкостей: бензол и толуол, бензол и хлорбензол, н-гексан и н-октан, 1, 2-дибромэтан и 1, 2-дибромпропан и др. Такие смеси выделяют пары, в которых содержание легколетучего компонента всегда больше, чем в исходной смеси. Поэтому жидкость в колбе при перегонке всё более и более обогащается высококипящим компонентом. В результате повторных перегонок удаётся достигнуть полного разделения жидкостей.

Следовательно, в основе фракционированной перегонки лежит последовательное чередование испарения и конденсации полученного пара. Многократное повторение перегонок позволяет получить, в конечном счете, низкокипящий компонент смеси, не содержащий другого компонента. Последняя фракция будет состоять из чистого высококипящего компонента. Фракционированная перегонка применяется для разделения на компоненты смесей первого класса.