| |
|
| Pokud se zabýváme fázovou rovnováhou zahrnující více složek, volíme obvykle některé proměnné konstantní, abychom mohli část fázového chování zachytit do dvojrozměrného fázového diagramu. Již při dvou složkách se počet stupňů volnosti mění podle počtu fází od nuly do tří. |
|
| |
|
| Jednoduchým, poučným a prakticky důležitým příkladem rovnováhy ve dvousložkovém systému je destilační rovnováha binárního roztoku. Probereme ji pro případ, kdy obě složky jsou neomezeně mísitelné v kapalné fázi a roztok se blíží ideálnímu chování. |
|
| |
|
| Destilaci nejčastěji provádíme při konstantním (okolním) tlaku. Je však možné destilovat za konstantní teploty tak, že postupně snižujeme tlak, až dosáhneme bodu varu a destilujeme dalším snižováním tlaku. Takovémuto uspořádání destilace odpovídá izotermický fázový diagram, který je na vedlejším obrázku. Všimněte si, že závislost celkového tlaku na složení kapalné fáze je lineární (ideální roztok, Raoultův zákon). Závislost celkového tlaku na složení plynné fáze se dá v ideálním případě vypočítat. |
|
| |
|
Běžné destilaci za konstantního tlaku odpovídá izobarický fázový diagram. Je z něj zřejmé, že k dobrému rozdělení látek o blízkém bodu varu jedna destilace v žádném případě nestačí. Prohlídkou tohoto diagramu si můžeme uvědomit, jak se z diagramu odečítá celková koncentrace (ve všech fázích dohromady) a jednotlivé koncentrace ve fázích. Body, které vyjadřují koncentraci kapalné a plynné fáze, jsou spojeny vodorovnou úsečkou (protože při rovnováze musí mít obě fáze stejnou teplotu). Obecně koncentrace odečítáme na vodorovné ose tak, že z příslušného bodu spustíme kolmici k této ose. |
|
| |
|
Umíme-li odečítat koncentrace, popíšeme stav systému až na množství ve fázích. Relativní množství ve fázích, které jsou v rovnováze, zjišťujeme z fázového diagramu pomocí pákového pravidla. Pokud potřebujeme znát absolutní množství, je jednoduše úměrné velikosti systému. |
|
|
|
