Φυσικοχημεία Ι (414)

Ξεκινήσαμε την μελέτη μιγμάτων σε ισορροπίες φάσεων. Βρήκαμε έκφραση για την εξάρτηση του χημικού δυναμικού ενός συστατικού σε αέριο μίγμα σε ορισμένη θερμοκρασία:  μ_i(g)=μ_i^o(g)+RTln(P_i/P_o) και μ_i(g)=μ_i*(g)+RTlny_i, όπου P_i είναι η μερική πίεση του συστατικού i σε αέριο μίγμα με γραμμομοριακό κλάσμα στην αέρια φάση y_i, μ_o είναι το χημικό δυναμικό στην κατάσταση αναφοράς όπου η μερική πίεση είναι P_o, ενώ μ_i* είναι το χημικό δυναμικό στην κατάσταση αναφοράς όπου η (ολική) πίεση του καθαρού συστατικού είναι P_o. Μέσω της ισορροπίας με αέρια φάση βρήκαμε αντίστοιχες εκφράσεις για το χημικό δυναμικό συστατικών υγρού μίγματος. Για ιδανικά μίγματα, με την βοήθεια του εμπειρικού νόμου του Raoult [P_i = P_i* x_i] προκύπτει για υγρά έκφραση που θυμίζει αυτή των αερίων. μ_i(l)=μ_i*(l)+RTlnx_i.

Με την βοήθεια του νόμου του Raoult εξετάσαμε την ισορροπία υγρής και αέριας φάσεως σε σύστημα δύο συστατικών. Βρήκαμε εκφράσεις για την ολική πίεση στην αέρια φάση συναρτήσει της συστάσεως της υγρής ή της αέριας φάσεως και έτσι σχηματίσαμε διάγραμμα φάσεων μιγμάτων.

Άσκηση: Σε θερμοκρασία Τ οι τάσεις ατμών δύο καθαρών ουσιών είναι P₁* = 20 kPa και P₂* = 30 kPa. Να υπολογίσετε την σύσταση της υγρής και της αέριας φάσεως (δηλ. τα γραμμομοριακά κλάσματα x₁, x₂, y₁, y₂) ώστε η ολική πίεση στην αέρια φάση να είναι 25 kPa.