Азеотропная смесь

Азеотро́пная смесь — смесь двух или более жидкостей, состав которой не меняется при кипении, то есть смесь с равенством составов равновесных жидкой и паровой фаз. Смесь, в которой данное условие, напротив, не выполняется ни при каком соотношении количеств компонентов, называется зеотропной. Зеотропы (называемые иногда неазеотропами), то есть раздельно кипящие системы, при заданных температуре или давлении в состоянии равновесия имеют различные составы жидкости и пара во всём интервале концентраций. Зеотропные системы, состоящие из одной жидкой фазы (растворы), называются гомозеотропами, а состоящие из двух и более жидких фаз — гетерозеотропами. Любой гомозеотропный раствор кипит при температуре ниже температуры кипения менее летучего компонента, но выше температуры кипения более летучего компонента.

Точка на фазовой диаграмме, которая соответствует равенству составов жидкости и пара, называется азеотропной точкой. Термодинамика не накладывает ограничений на число азеотропных точек в системе. В основном известны бинарные растворы с одной азеотропной точкой. Примером азеотропного раствора с единственной азеотропной точкой служит смесь воды и этилового спирта, содержащая 95,5 % спирта (по массе) и кипящая при температуре 78,1 °C. Этим объясняется принятая промышленная концентрация этилового спирта 96 %: это азеотропная смесь, и дальнейшей перегонкой её нельзя разделить на фракции. Температура кипения для азеотропной смеси может быть как меньше (положительные азеотропы), так и больше (отрицательные азеотропы) температуры кипения низкокипящего компонента.

При изменении давления изменяется не только температура кипения, но и состав азеотропной смеси, этим они отличаются от чистых жидкостей.

Для разделения азеотропных смесей используют различные технологии:

Химическое связывание одного из компонентов, например, получение абсолютного спирта связыванием воды водоотнимающим веществом (негашёной известью CaO или прокаленным сульфатом меди CuSO4);

• Удаление одного из компонентов за счёт адсорбции на твёрдом пористом материале;
• Разделение на пористых мембранах;
• Первапорация на непористых мембранах;
• Перегонка при давлении, отличном от атмосферного, в частности — под вакуумом, см. выше;
• Перегонка с дополнительным компонентом, с созданием тройного (или более) азеотропа.

Источник: Википедия