Давление пара
Изучение величин давления насыщенного пара важно не только с точки зрения теории (определение характеристик процесса парообразования), но и с позиции практики электролиза, поскольку с испарением связаны потери ценных составляющих электролита, загрязнение атмосферы цехов и окружающей среды вредными примесями.
В соответствии с правилом фаз Гиббса для системы жидкость — пар при полной взаимной растворимости в жидком состоянии число степеней свободы равно числу независимых компонентов, которое, в свою очередь, равно разности между числом компонентов молекулярных форм, существующих в системе, и числом независимых обратимых реакций. Это накладывает определенные ограничения на равновесие, например, в однокомпонентной системе температура и давление не могут меняться произвольно вне зависимости одно от другого, что определяет моновариантное равновесие.
Условие равновесия между фазами в однокомпонентной системе в соответствии с правилом фаз определяется уравнением Клаузиуса — Клапейрона
Для интересующего нас равновесия пар — жидкость это термодинамически строгое уравнение упрощается при введении некоторых допущений:
-
молярный объем пара Vn при температуре Г и давлении Р может быть найден из предположения, что насыщенный пар ведет себя как идеальный газ;
-
поскольку молярный объем пара значительно больше объема конденсированной фазы, последним можно пренебречь;
-
теплота фазового перехода не зависит от температуры.
Это уравнение широко используется как для описания зависимости давления насыщенного пара от температуры, так и для определения данных по давлению пара.
Реальные смеси могут иметь как отрицательные, так и положительные отклонения от закона Рауля. При положительных отклонениях силы связи между одноименными частицами компонентов А и В больше, чем между разноименными (А— В), поэтому добавление компонента А к смеси повышает давление пара по сравнению со значениями для идеальных смесей. При очень больших положительных отклонениях силы связи между разноименными частицами могут оказаться настолько слабыми, что в системе наступит расслоение.
Отрицательные отклонения от закона Рауля свидетельствуют об усилении связи между разноименными частицами по сравнению с одноименными. При значительных отрицательных отклонениях возможно химическое взаимодействие между компонентами системы.
|