Amestecuri azeotrope. Echilibrul izoterm si izobar

Amestecuri azeotrope. Echilibrul izoterm si izobar

Unele amestecuri de lichide miscibile prezinta abateri de la idealitate mai ales daca presiunile lor de vapori sunt apropiate la aceeasi temperatura. Presiunea de vapori totala a solutiei, respectiv temperatura de fierbere prezinta un maxim sau un minim.

Curba lichid-vapori de pe diagrama izoterma (fig. 5.2.) si curbele de fierbere si roua de pe diagrama izobara (fig. 5.3.) au aspectul indicat in fig. 5.4. a, b si fig. 5.5 a, b.

Fig. 5.4. Amestec care prezinta abatere pozitiva:

a)      presiune de vapori maxima;

b)      temperatura de fierbere minima.

Fig. 5.5. Amestec care prezinta abatere negativa:

a) presiune de vapori minima;

b) temperatura de fierbere maxima

Compozitia celor doua faze (lichida, gazoasa) este aceeasi la punctul maxim (M) sau minim (m). Un astfel de amestec se numeste amestec azeotrop. Acest amestec lichid (M sau m) fierbe la temperatura constanta si va distila complet fara schimbare de compozitie la o temperatura data.

Compozitia si temperatura de fierbere a amestecurilor azeotrope (pozitia maximului sau minimului) se schimba daca presiunea se modifica, ceea ce dovedeste ca ele nu sunt combinatii chimice definite. Avand compozitia vaporilor egala cu cea a fazei lichide, amestecul azeotrop nu se poate separa in componenti puri prin distilare.

Azeotropismul este pozitiv daca amestecul manifesta abatere pozitiva a presiunii de vapori, adica temperatura de fierbere a azeotropului la o presiune data corespunde unui minim.

Azeotropismul este negativ daca amestecul are presiune de vapori minima si temperatura de fierbere maxima.

Exemple de amestecuri azeotrope cu temperatura de fierbere maxima si presiune de vapori minima sunt sistemele: acetona-cloroform, apa-acid clorhidric, apa-acid azotic.

Printre amestecurile azeotrope cu temperatura de fierbere minima si presiune de vapori maxima se numara sistemele: apa-etanol, apa-alcool n-propilic.

Amestecurile azeotrope joaca un rol esential in distilarea fractionata.

Daca se distila fractionat un amestec de etanol si apa, se separa apa si azeotropul, fara a se putea obtine alcool pur (absolut). Azeotropul apa-alcool etilic prezinta temperatura de fierbere minima de 78,15C, in timp ce alcoolul etilic fierbe la 78,30C. Prin distilare se obtine azeotropul care contine 95,57% alcool etilic.