Диаграмма жидкость-пар

Многовариантные задачи
1. Дана зависимость составов жидкой фазы и находящегося с пси в равновесии пара
от температуры для двухкомпонентной жидкой системы А—В при постоянном давлении.
Молярный состав жидкой фазы х и насыщенного пара у выражен в процентах вещества
А. IIо приведенным данным 1) постройте график зависимости состава пара от состава
жидкой фазы при постоянном давлении; 2) постройте диаграмму кипения системы А—В;
3) определите температуру кипени» системы с молярным содержанием а% вещества А;
каков состав первого пузырька пара над этой системой; при какой температуре закончится
кипение системы; каков состав последней капли жидкой фазы; 4) определите состав
пара, находящегося в равновесии с жидкой фазой, кипящей при температуре Т1; 5) при
помощи какого эксперимента можно установить состав жидкой бинарной системы, если
она начинает кипеть при температуре Т1 при наличии диаграммы кипении системы? 6)
какой компонент и в каком количестве может быть выделен из системы, состоящей из b кг
вещества А и с кг вещества В? 7) какого компонента и какое количество надо добавить к
указанной в п. 6 смеси, чтобы получилась азеотропная система? 8) какое количество
вещества А будет в парах и в жидкой фазе, если 2 кг смеси с молярным содержанием а%
вещества А нагреть до температуры Т1; 9) определите вариантность системы в
азеотропной точке.
№
Система
Р·10-4, Па Молярный состав А, %
Т, К
варих - жидкая у — пар
анта
фаза
1
A—HNO3
В—Н2О
10,133
2
A – HNO3
В – СН3СООН
10,79
3
A—HF
В–Н2О
10,133
0,0
8,4
12,3
22,1
30,8
38,3
40,2
46,5
53,0
61,5
100,0
0,0
10,0
20,0
33,3
40,0
50,0
60,0
100,0
0,0
0,6
1,8
6,6
16,6
38,3
60,2
75,9
89,1
92,1
100,0
0,0
3,0
8,0
34,0
47,0
82,0
96,0
100,0
373
379,5
385
391,5
394,6
394,9
394,0
391,0
385
372
357
391,1
395,1
399,5
401,6
400,3
393,3
378,0
358,3
4,95
9,2
18,9
22,8
27,9
33.8
34,4
35,8
39,7
44.4
50.3
0,8
1,8
6,4
10,6
17,8
30,5
32,1
35,8
47,5
63,3
81,0
374,6
375,8
379,8
381,4
383,3
384,7
385,0
385,4
384,4
381,7
374,7
№
варианта
Система
Р·10 ,
Па
-4
Продолжение таблицы
Молярный состав А, %
Т, К
х - жидкая у — пар
фаза
52,2
86,2
371.9
56,0
92.2
365,9
58.2
95.8
359,6
61,7
98.9
352,0
79,8
99,2
318,1
87,9
99,5
306,5
100.0
100,0
292,4
4
А – Н2 О
В – С6Н4О2
(фурфурол)
10,133
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
20,0
30.0
50,0
90,8
96,0
98,0
99,0
100,0
0,0
10,0
19,0
36,0
68,0
81,1
89,0
90,5
90,8
90.8
90,8
92,0
94,5
100,0
435,0
431,8
427,8
419,0
395,5
382,5
373,6
371,7
370,9
370,9
370,9
371,1
371,6
373,0
5
А—Н2О
В—С4Н10О
(н-бутиловый
спирт)
10,133
3,9
4,7
5,5
7,0
25,7
27,5
29,2
30,5
49,6
50,6
55,2
57,7
97,5
98,0
98,8
99,2
99,4
99.7
99,9
26,7
29,9
32,3
35,2
62,9
64,1
65,5
66,2
73,6
74,0
75,0
75.0
75.2
75.6
80.8
84.3
88,4
92,9
98,1
384,5
383,6
382,6
381,8
370,9
370,2
369,7
369,3
366,5
366.4
365,9
365,8
365,7
366.0
366,7
368,4
369,8
371,7
372,5
6
А – Н2 О
В – С4Н10О
(изо-бутиловый
спирт)
10,133
13,5
15,0
15,9
17,2
39,7
40,5
40,1
42,0
43,7
44,6
62,6
63,3
370,8
370,1
369,6
369,0
363,3
363,2
№
варианта
Система
Р·10-4,
Па
7
А – Н2 О
В – С5Н12О
(2-метил-3-бутил2-ол)
10,246
8
А – CS2
B – СН3СОСН3
10,133
9
А – СН3ОН
В – ССl4
10,133
Продолжение таблицы
Молярный состав А, %
Т, К
х - жидкая у — пар
фаза
56,4
66,0
362,5
60,5
66,7
362,4
67,0
67,0
362,2
97,5
67,2
362,5
97,8
67,3
363,1
98,6
71,4
364,5
99,1
78,2
366,4
99,8
95,7
371,9
0,0
0,0
377,5
18,9
42,7
367,8
34,2
55,3
365,3
53,8
63,4
364,3
66,7
65,7
364,1
75,7
66,9
364,2
82,4
67,5
364,25
87,5
68,1
364,3
91,6
69,1
364,4
94,9
70,3
364,8
97,7
75,7
366,4
99,5
91,0
369,0
100,0
100,0
373,3
0,0
0,0
329,2
1,9
8,3
327,0
4,8
18,5
324,4
13,4
35,1
319,6
18,6
44,3
317,0
29,1
52,8
314,4
38,0
57,4
313,3
44,8
59,8
312,8
53,6
62,7
312,3
65,3
66,1
312,1
78,9
70,5
312,3
87,9
76,0
313,5
96,8
88,6
316,5
100,0
100,0
319,3
0,0
0,0
349,7
0,2
2,0
349,1
0,4
12,0
345,4
1,3
24,2
340,6
1,7
26,4
339,9
3,0
38,3
335,0
5,1
44,5
332,4
10,7
49,0
330,2
12,4
50,0
330,0
24,8
52,2
329,3
40,1
53,7
328,8
45,3
54,1
328,8
55,0
55,2
327,7
№
варианта
Система
Р·10-4,
Па
10
А – СН3ОН
В – С6Н6
9,670
11
А – СН3ОН
В – С6Н6
10,133
12
А – СН3ОСН3
В – С6Н6
10,000
Продолжение таблицы
Молярный состав А, %
Т, К
х - жидкая у — пар
фаза
56,6
55,2
328,7
72,5
59,1
329,0
76,4
60,3
329,4
81,3
63,0
329,8
83,8
64,9
330,1
88,3
69,6
331,2
91,8
75,3
332,5
94,8
82,3
333,9
97,9
91,0
335,8
99,3
96,7
337,1
100,0
100,0
337,7
0,0
0,0
351,6
2,4
17,5
341,2
3,6
30,1
336,9
4,7
43,5
333,3
5,9
51,1
330,7
6,3
53,4
330,3
9,2
54,6
329,8
24,9
59,9
329,4
64,5
64,5
329,4
78,5
66,6
329,9
84,7
71,3
330,6
90,2
77,1
330,6
94,1
84,4
332,6
98,3
93,6
334,9
100,0
100,0
336,1
0,0
0,0
363,2
2,8
31,0
342,4
5,0
39,5
339,8
5,7
42,0
338,7
9,0
48,5
334,4
11,8
56,5
332,0
27,0
57,5
331,0
44,0
58,5
330,8
58,6
61,0
330,7
69,5
62,5
330,6
81,7
65,5
331,1
88,3
70,0
331,9
90,2
73,0
332,9
94,5
82,2
333,2
96,8
90,0
335,4
98,8
94,2
336,4
0,0
0,0
352,8
4,0
15,1
348,2
15,9
35,3
342,5
29,8
40,5
341,5
42,1
43,6
340,8
53,7
46,6
341,0
№
варианта
Система
Р·10-4,
Па
13
A – CH3COCH3
B – CH3OH
10,133
14
А – СН3СОСН3
В – СНСl3
9,760
15
А – СН3СОСН3
В – СНСl3
10,000
16
А – С3Н8О
В – Н2 О
10,133
Продолжение таблицы
Молярный состав А, %
Т, К
х - жидкая у — пар
фаза
62,9
50,5
341,4
71,8
54,9
342,0
79,8
60,6
343,3
87,2
68,3
344,8
93,9
78,7
347,4
100,0
100,0
351,1
0,0
0,0
337,7
4,8
14,0
335,9
17,6
31,7
333,1
28,0
42,0
331,3
40,0
51,6
330,2
60,0
65,6
329,1
80,0
80,0
328,6
90,0
94,0
328,8
99,0
97,0
329,1
100,0
100,0
329,5
0,0
0,0
332,9
7,9
6,0
333,3
14,3
11,6
334,2
18,6
16,0
334,8
26,6
23,5
335,2
39,4
39,4
335,4
46,2
52,0
335,0
53,6
59,8
334,3
61,8
69,8
333,3
71,5
79,2
331,9
77,0
84,8
331,2
82,1
90,1
330,2
91,5
95,4
329,0
100,0
100,0
328,2
0,0
0,0
334,3
18,6
10,3
336,0
34,0
31,8
336,8
46,8
51,5
336,4
57,8
65,2
335,2
67,3
75,7
334,0
75,5
83,2
332,9
82,7
89,0
331,8
89,2
93,6
330,8
94,9
97,3
330,0
100,0
100,0
329,0
0,0
0,0
373,0
1,0
11,0
368,0
2,0
21,6
365,0
4,0
32,0
363,5
6,0
35,1
362,3
10,0
37,2
361,5
20,0
39,2
361,1
№
варианта
Система
Р·10-4,
Па
17
А – С4Н10О
(диэтиловый эфир)
В – С6Н12О2
(бутилацетат)
0,668
18
А – С4Н10О
(диэтиловый эфир)
В – С6Н12О2
(бутилацетат)
2,200
19
А – С4Н10О
(диэтиловый эфир)
В – С6Н12О2
(бутилацетат)
10,133
20
А – СНСl3
В – СН3ОН
10,100
Продолжение таблицы
Молярный состав А, %
Т, К
х - жидкая у — пар
фаза
30,0
40,4
360,9
40,0
42,4
360,8
50,0
45,2
360,9
60,0
49,2
361,3
70,0
55,1
362,0
80,0
64,1
363,5
85,0
70,4
364,5
90,0
77,8
365,8
96,0
90,0
367,0
100,0
100,0
370,3
0,0
0,0
325,6
18,0
22,5
324,5
28,2
32,2
324,1
35,5
36,3
323,8
37,0
37,0
323,7
43,5
41,6
323,8
59,1
50,4
324,2
76,5
64,5
325,3
86,8
75,2
326,5
92,1
83,3
327,7
100,0
100,0
329,1
0,0
0,0
353,6
16,1
21,0
351,2
31,3
37,5
349,9
47,4
47,9
349,4
61,3
57,8
349,5
77,7
70,5
350,2
87,3
80,7
351,3
100,0
100,0
353,3
0,0
0,0
399,0
21,9
33,4
394,2
37,2
48,2
391,9
51,4
58,0
390,9
66,4
69,2
390,1
72,2
74,1
389,9
77,9
78,6
389,8
84,7
84,4
390,0
89,6
88,0
390,1
100,0
100,0
390,5
0,0
0,0
337,9
2,9
8,3
337,1
6,3
16,1
335,4
10,3
24,0
333,7
15,2
32,3
332,1
21,2
41,2
330,5
28,7
48,8
328,9
38,5
54,2
327,5
51,8
58,9
326,7
№
варианта
Система
Р·10-4,
Па
21
А – ССl4
В – СН3СН2ОН
9,930
22
А – ССl4
В – С4Н8О2
(этилацетат)
9,140
23
А – С6Н5СН3
В – изо-С4Н10О
(изо-бутиловый
спирт)
10,133
Продолжение таблицы
Молярный состав А, %
Т, К
х - жидкая у — пар
фаза
70,72
67,8
326,7
84,7
82,3
330,0
100,0
100,0
334,4
0,0
0,0
350,9
3,2
16,6
347,8
7,0
26,5
345,4
11,4
35,4
343,3
16,6
43,5
341,4
23,0
49,8
339,6
31,0
53,6
338,3
41,1
56,9
337,4
55,67
59,7
336,9
63,0
63,0
336,6
72,9
66,9
337,3
89,0
84,0
343,0
100,0
100,0
348,9
0,0
0,0
347,1
0,5
0,8
347,0
7,3
10,0
346,3
15,9
20,2
345,8
28,0
32,4
345,2
35,2
38,9
344,9
42,9
45,9
344,7
51,3
52,8
344,6
57,2
57,7
344,6
58,8
48,7
344,6
61,3
61,0
344,6
69,3
67,5
344,8
79,2
76,5
345,1
89,4
87,1
345,6
100,0
100,0
346,4
0,0
0,0
381,0
6,6
13,1
378,2
11,4
21,8
376,6
15,0
26,7
375,8
21,1
33,4
374,9
33,3
42,1
374,2
35,5
44,2
374,1
44,1
48,0
373,8
55,0
53,6
373,5
58,8
54,4
373,6
63,8
57,0
373,4
68,2
59,8
374,4
76,2
64,1
374,9
80,3
67,4
375,5
84,4
71,2
376,3
87,0
73,6
376,8
89,7
77,3
377,7
№
варианта
Система
Р·10-4,
Па
24
А – транс-С2Н2Сl2
(транс-дихлорэтан)
В – СН3ОН
10,133
25
А – цис-С2Н2Сl2
В – СН3ОН
10,133
Продолжение таблицы
Молярный состав А, %
Т, К
х - жидкая у — пар
фаза
96,5
87,0
380,2
100,0
100,0
383,4
0,0
0,0
337,6
0,7
5,1
336,4
2,1
13,8
339,9
2,8
16,8
333,5
5,8
30,4
329,5
11,2
45,2
325,3
13,4
48,5
324,1
18,7
53,8
321,1
24,6
59,3
319,0
29,4
65,3
317,8
34,3
68,0
317,3
43,8
72,8
316,0
73,7
76,0
315,0
76,9
76,9
314,9
88,6
79,0
315,3
95,5
83,0
316,1
98,7
90,6
317,8
99,6
94,4
319,0
100,0
100,0
321,3
0,0
0,0
337,6
2,9
8,9
336,3
4,8
13,7
334,8
7,0
18,7
333,6
13,6
33,1
331,0
16,9
37,1
329,9
19,6
39,1
329,0
25,9
45,4
327,5
31,4
50,4
326,7
36,5
53,9
326,1
40,0
55,9
325,6
42,6
57,6
325,4
51,3
60,9
325,0
57,1
63,4
324,8
65,1
65,1
324,5
70,5
65,5
324,8
85,0
70,8
325,3
91,6
74,0
325,9
98,6
84,0
328,4
99,6
87,3
329,3
99,8
93,9
330,8
100,0
100,0
333,3
№ варианта
Т1
a
b
c
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
388
393
383
372
368
365
367
317
333
331
335
345
329,25
55
60
65
50
50
35
25
25
25
80
10
75
60
81
61,2
67,4
15,8
19,6
68,8
6,4
30,4
27,1
62,2
4,4
64
73
19
38,8
32,6
84,2
80,4
31,2
93,6
69,6
72,9
37,8
56,4
36
27
№
варианта
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
T1
a
b
c
334,5
336
365
325
350,5
390,25
330,3
343
345,5
377
320
339
55
55
80
65
75
65
25
25
25
80
25
25
37,2
37,2
93
54,2
65,5
54,2
55,5
36,8
52,7
83,4
50,5
50,5
62,8
62,8
7
45,8
34,5
45,8
44,5
63,2
47,3
16,6
49,5
49,5
2. На основании общего давления и состава пара, находящегося в равновесии с кипящей
жидкостью, приведенных на с. 1, определите активность и коэффициент активности в
жидкой фазе компонента А при заданном составе жидкой фазы и заданной температуре.
Рассчитайте по уравнению Клапейрона — Клаузиуса на основании справочных данных
давление насыщенного пара РоА над компонентом А. Определите изменение химического
потенциала при образовании раствора при заданной концентрации и температуре.
№
Система
Р * 10-4, Па Молярное
Т, К
варисодержание
анта
А, %
1
HNO3 – H2O
10,133
53,0
385,0
2
HNO3 – C2H4O2
10,079
60,0
378,0
3
HF – H2O
10,133
61,7
352,0
4
H2O – C2H5O2
10,133
8,0
395,5
5
H2O – C4H10O
10,133
25,7
370,9
6
H2O – C4H10O
10,133
17,2
369,0
7
H2O – C5H12O
10,246
18,9
367,8
8
CS2 – C3H6O
10,133
13,4
319,6
9
CH3OH – CCl4
10,133
3,0
335,0
10
CH3OH – C6H6
9,670
5,9
330,7
11
CH3OH – C6H6
10,133
90,2
332,9
12
C2H6O – C6H6
10,000
4,0
348,2
13
C6H6O – CH3OH
10,133
17,6
333,1
14
C3H6O – CHCl3
9,760
77,0
331,2
15
C3H6O – CHCl3
10,000
18,6
336,0
16
C3H8O – H2O
0,133
4,0
363,5
17
C4H10O – C6H12O2
0,668
28,2
324,1
18
C4H10O – C6H12O2
2,200
16,1
351,2
19
C4H10O – C6H12O2
10,133
21,9
394,2
20
CHCl3 – CH3OH
10,100
6,3
335,4
21
CCl4 – C2H6O
9,930
7,0
345,4
22
CCl4 – C4H8O2
9,140
28,0
345,2
23
C7H8 – C4H10O
10,133
11,4
376,6
24
C2H2Cl2 – CH3OH
10,133
2,8
333,5
25
C2H2Cl2 – CH3OH
10,133
4,8
334,8