Analitik, fizikaviy va kolloid kimyo

Ma'ruza № 10


IKKI KOMPOENTLI SISTEMALAR VA ULARNING HOLAT DIAGRAMMASI


REJA:
1. Suyuqlik va bug’ fazasi muvozanati.
2. Suyuq aralashmalarning holat diagrammalari.
3. Suyuq aralashmalarni haydash.


Suyuqlik va bug’ fazasi muvozanati
Binar (ikki komponentli) sistemalarni grafik usulda tasvirlash uchun uch o’qli koordinata sistemasini olish kerak. Chunki fazalar qoidasini bu sistemalarga tadbiq etsak S + F = 4 bo’ladi va F=1 bo’lganda S=3 ga teng bo’ladi. Lekin 3 o’qli koordinata sistemasini qo’llash ancha noqulay. Ba'zan sistemadagi holat o’zgarishlar turg’un bosim yoki turg’un temperaturada boradi. Bu holatlarda fazalar qoidasi S+F=K+1 ko’rinishda qo’llaniladi va erkinlik darajasi ko’pi bilan 2 ga teng bo’lishi mumkin va bunday sistemani holatini ikki o’qli koordinata sistemasi bilan tasvirlash mumkin. Bunda ordinatalar o’qiga bosim yoki temperatura qo’yilib, abtsissalar o’qida tarkib beriladi. Ko’pincha tarkib molyar qismlar ko’rinishida beriladi (buni chizmada ko’rish mumkin).
Agar binar sistemaning ikkala komponenti ham uchuvchan bo’lsa, ya'ni toza holda ularning bug’ bosimlari katta bo’lsa, bug’ fazada ikkala komponent ham mavjud bo’ladi. To’g’ri, muvozanatda turgan bug’ va suyuqlikning tarkiblari bir xil bo’lmasliklari mumkin, lekin bug’ fazaning tarkibi suyuq fazaning tarkibiga va komponentlarning uchuvchanligiga bog’liqdir.
Bular orasidagi bog’lanishlarni D.F. Konovalov o’rganib, ikki qonun sifatida ta'rif etgan.
1 - qonun ta'rifi:
a) biror komponentning nisbiy miqdori suyuq fazada oshirilsa, bug’ fazada ham uning miqdori ortadi;
b) eritmaga qo’shilganda eritmaning umumiy bug’ bosimini oshiruvchi (yoki eritmaning qaynash haroratini pasaytiruvchi) komponent bug’ fazada nisbatan ko’p bo’ladi.
Tabiiyki, suyuqlik va bug’ fazalar tarkibi orasidagi bog’lanishni bilish uchun birinchi va ikkinchi komponentlarning bug’ fazadagi molyar qismlarini N₁¹, N₂¹, mollar sonini n₁, n₂, suyuqlikdagi molyar qismlarini N₁, N₂, komponentlarning toza holdagi bug’ bosimi P₁⁰, P₂⁰, ularning eritmadagi bug’ bosimlarini P₁, P₂, eritmaning umumiy bosimi P deb belgilasak, Dalton qonuniga muvofiq a-komponent uchun:
va Na=Pa/P

Bundan, biz o’rganayotgan ikki komponentli suyuq sistema uchun

Raul qonuniga ko’ra
Biz yuqoridagi tenglamalardan

Bundan

Agar P₁⁰=P₂⁰ bo’lsa, N₁¹=N₁ va N₂¹⁼N₂ bo’ladi. Demak, agar komponentlarning uchuvchanligi bir xil bo’lsa, fazalarning tarkibi ham bir xil bo’ladi. Harorat o’zgarishi bilan ko’pincha P₁⁰, P₂⁰ lar turlicha o’zgaradi va fazalar tarkibi ham har xil bo’ladi. Ma'lumki, Klauzius-Klayperon tenglamasiga muvofiq harorat o’zgarishi bilan bug’ bosimning o’zgarishi molyar bog’lanish issiqligiga bog’liq. Binobarin, harorat o’zgarishi bilan bug’ fazasi tarkibining o’zgarishi komponentlarning molyar bog’lanish issiqliklari orasidagi nisbatga bog’liq bo’lishi kerak.

Bu to’g’risida M.S. Vrevskiy qonunida bunday deyiladi:
Harorat ortganda partsial molyar bug’lanish issiqligi katta bo’lgan komponentning nisbiy miqdori bug’ fazada oshadi (bu Vrevskiyning birinchi qonuni deyiladi).