Сұйылтылған ерітінділер. Рауль заңы

 

138 

 

                                          P

1

=P

0

x

1

=P

0

(1-x

2

)                                          (1) 

Мұндағы  Р

1

  -    еріткіштің  үлестік  қысымы,  х

1

-  оның  мольдік 

үлесі Р

0

 - таза еріткіш буының қысымы;  x

2

 - еріген заттың мольдік 

үлесі.  Р-х  диаграммасындағы  (4.1-сурет)  екі  құрамдастан  тұратын 

(А және В ерітіндісінің жалпы және үлестік қысымдарының өзгерісі 

көрсетілген. 

Ерітінді 

бетінде 

бұрын 

жалпы 

қысымы 

құрамдастардың  үлестік  қысымдарының  қосындысына  тең,  яғни 

аддитивтік шама: 

                                       Р

0

-Р'/Р

0

=x

2

                                              (2) 

 

2-теңдеу 

бу 

қысымының 

салыстырмалы 

түрде 

азаюын 

көрсетеді, 

яғни 

еріткіштің 

бу 

қысымының  салыстырмалы  түрде 

азаюын көрсетеді, яғни еріткіштің бу 

қысымының  салыстырмалы  кемуі 

еріген  заттың  мольдік  үлесіне  тең 

болып  шығады.  Осы  жоғарыда 

көрсетілген  екі  теңдеу  (1  және  2) 

Рауль 

заңының 

математикалық 

өрнегі болып табылады. Қаныққан бу 

идеал  газ  сияқты  қасиет  көрсететін 

ерітінділерге  1-теңдеу  қолданылады.  Жоғары  температурада 

қаныққан бу қысымы өте үлкен мәнге ие болады, оның идеал газы 

қасиеттерінен  ауытқуы  көбейіп,  1-теңдеуге  сәйкес  келмейді, 

Мұндай  жағдайларда  газдардың  термодинамикалық  қасиеттерін 

(қысым арқылы емес) ұшқыштық (f) арқылы байланыстырып, Рауль 

заңын былай       көрсетуге болады: 

                                     f=f

0

x

1=

f

0

(1-x

2

)                                             (3) 

Егер  ерітінді  Рауль  заңына  кез  келген  қоюлық  пен 

температурада  1  -теңдеуге  бағынса,  онда  ерітінділер  идеал 

ерітінділер  деп  аталады.  Мысалы,  бензол  мен  толуол,  гексан  мен 

октан,  бензол  мен  дихлорэтаннан  тұратын  қоспалар  идеал 

ерітінділерге жатады. 

 

Белгілі бір і құрамдастың тепе-теңдік жағдайда ерітінді мен бу 

арасында таралуы ол құрамдас химиялық потенциалы мен өзара тең 

болуымен сипатталады: 

                                                           

i

 (ер)=  

i

 (бу) 

 

 

4.1- сурет. Құрам-мольдік 

үлес диаграммасы 

 

139 

 

Егер  ерітінді  Рауль  заңына  бағынатын  идеал  ерітінді  болса, 

жаңағы құрамдастың химиялық потенциалы мынаған тең: 

                                                      

i

=

1

(Т)+RТlпх

і

                                                (4) 

Мұндағы

i

 (Т) - белгілі бір температура (Т) мен қысымдағы (Р) 

химиялық немесе изобарлық потенциал. 

Кейбір  өте  сұйылтылған  ерітінділер  идеал  болмаса  да  Рауль 

заңына  бағынады.  Оларды  шекті  сұйылтылған  ерітінділер  деп 

атайды. 

Реал  ерітінділер  Рауль  заңына  бағынбайды.  Ерітінді  буының 

жалпы  және  оның  құрамдастарының  үлестік  қысымдары  идеал 

ерітіндінің  жалпы  және  үлестік  қысымдарынан  көп  немесе  аз 

болады (4.2-сурет). 

4.2 а-суреттегі жағдайда - оң, ал 4.2б-суреттегі жағдайда теріс 

ауытқу болады. Рауль заңынан оң және теріс ауытқуларды әр түрлі 

ерітінділерден байқауға болады. Мысалы, ацетон-күкіртті көміртек, 

ацетон-этанол,  су-метанол  және  т.б.  оң  ауытқу  болса,  су-азот 

қышқылы, су-хлорлы сутек, хлороформ-ацетон, хлороформ-бензол 

т.б.  ерітінділерде  теріс  ауытқуларды  байқауға  болады.  Біртекті 

молекулаларға қарағанда әртекті молекулалардың ерітіндідегі өзара 

тартылуы әлсіздеу келеді. Ендеше ондай жағдайда молекулалардың 

сұйық  буға  айналуы  оңайырақ  болғандықтан,  Рауль  заңынан  оң 

ауытқуды байқауға балады (4.2а-сурет). 

 

а) 

 

ә) 

4.2-сурет. Реал ерітінді (үздіксіз қисық) мен идеал ерітіндінің (үзік 

қисық) буларының жалпы және үлестік қысымдары 

 

Әр  түрлі  молекулалардың  өзара  әрекеттесуі  күштірек  болса 

(химиялық  қосылыс,  сутектік  байланыстар  түзілу,  сольватация), 

 

140 

 

онда молекулалардың газ фазасына ауысуы қиындау болғандықтан, 

Рауль  заңынан  теріс  ауытқуларды  байқаймыз  (4.2  ә-сурет). 

Молекулалардың  сұйықтан  буға  ауысының  жылулық  эффектісі 

болады.  Бірдей  молекулалардың  буға  айналуы  -  теріс,  ал  әр  түрлі 

молекулардың  әрекеттесуі  кезінде  оң  жылулық  эффектілер  пайда 

болады.  Алайда  кейбір  ерітінділерде  оң  және  теріс  ауытқуларды 

тудыратын  факторлар  бірдей  әсер  ететіндіктен,  жылулық 

эффектілер мен ауытқулар таңбасы сәйкес келмеуі де мүмкін. 

 

З.  Бинарлық  жүйелердегі  сұйықтық-бу  тепе-теңдігінің 

диаграммасы. Коноваловтың бірінші заңы 

Көптеген  тәжірибелер  сұйық  ерітінді  құрамы  мен  оған  тепе-

теңдікте  болатын  будың  құрамы  бірдей  болмайтынын  көрсетті. 

Егер  ордината өсіне  ерітінді  буының  жалпы қысымын,  ал абцисса 

өсіне  будың  немесе  бумен  тепе-теңдікте  тұрған  сұйық  ерітіндінің 

құрамын  мольдік  үлес  түрінде  қойып,  күйдің  диаграммасын 

жасасақ, онда тепе-теңдік изотермалары бір-біріне сәйкес келмейді. 

Диаграммада екі қисық алынады (4.3-сурет): біріншісі - бу қисығы, 

ал  екіншісі  -  сұйықтық  қисығы  деп  аталады.  Осы  екі  қисық 

диаграммамен  жазықтық  үш  алаңға  бөлінеді.  Жүйенің  құрамын 

көрсететін 

диаграмма 

жазықтығында 

кез 

келген 

нүкте 

фигуративтік нүкте деп аталады. Диаграмманың ең жоғары алаңы 

айнымалы  құрамдағы  ерітіндіге,  яғни  тек  сұйық  фазаға  сәйкес 

келеді. Ең төменгі алаң айнымалы құрамдағы газдардың қоспасына 

(бу  фазасына)  сәйкес  келеді.  Сол  сұйық  және  бу  қисықтарының 

арасындағы алаң екі фазалық (сұйық және бу) жүйеге сәйкес келеді. 

Осы  үшінші  алаңдағы  кез  келген  фигуративтік  нүкте  екі  фазаның 

(ерітінді мен қаныққан бу) тепе-теңдігін анықтайды. Тепе-теңдікте 

тұрған  фазалардың  құрамдары  осы  фигуративтік  нүкте  арқылы 

жүргізілген  изобара  түзуімен  сұйық  және  бу  қисықтарының 

қиылысу  нүктелерімен  анықталады.  Мысалы,  К  нүктесі  арқылы 

сипатталатын жүйе тепе-теңдікте тұрған екі фазадан тұралы, ал ол 

фазалардың  құрамдары  а  жәнс  в  нүктелерімен  анықталады  (4.3-

сурет):  а  -  қаныққан  будың  құрамын,  ал  в  -  ерітінді  құрамын 

анықтайды. 

Тепе-теңдіктегі  сұйық  және  бу  фазаларының  мөлшері 

(массасы) күйенте ережесі бойынша графиктік түрде анықталады: 

                                          m/(1-m)=(x

2

–х

0

)/(х

0

 – х

1

)                             (5) 

 

141 

 

Мұндағы  m  -  будың  массасы  (мольдер  саны);  (1  -  х)  - 

сұйықтықтың  массасы  (мольдер  саны);  х

0

  -  В  -ның  ерітіндідeгі 

мольдік  үлесі;  х

1

  және  х

2

  -  В-ның  тепе-теңдіктгі  тұрған  бу  мен 

сұйықтықтағы мольдік үлесі. 

x

2

 – х

0 

және х

0

 – х

1 

айырмашылықтары фазаларды қосып тұрған 

ав  қисығының  (4.3-сурет)  К  фигуративтік  нүктелері  арқылы 

бөлінген  кесінділеріне  (ак  және  кв)  тең.  Күйенте  ережесін  былай 

айтуға 

болады: 

тепе-теңдіктегі 

фазалардың 

массалары 

фазалардың  фигуративтік  нуктелерін  қосатын  түзуді  жүйенің 

фигуративтік  нүктесі  бөлетін  кесінділерге  кері  пропорционал 

болады. Бұл ереже механикадағы бірінші текті күйенте ережесіне 

сәйкес  келеді  және  әр  түрлі  гетерогендік  жүйелер  күйінің 

диаграммасы  бойынша  фазалардың  массасын  анықтауға  жиі 

қолданылады. 

Күй-диаграммасы  арқылы  (4.3-сурет)  қанықпаған  буды 

изотермиялық сығылу кезінде жүйедегі өзгерістерді білуге болады. 

Егер  х

1

  құрамы  бар  қанықпаған  буды  қыссақ  (фигуративтік)  нүкте 

жоғары  қарай  көтеріледі),  онда  а  нүктесінде,  p

1

  қысымда  будың 

конденсациясы басталады. Буға тепе-теңдікте сұйықтың (е нүктесі) 

құрамы  х

2

  болады.  Бұдан  түзілген  сұйықтың  А  құрамдас  бөлігі 

конденсацияланатын  будың  құрамына  қарағанда  аз  болады. 

Сондықтан,  буда  онымен  тепе-теңдіктегі  сұйыққа  қарағанда 

құрамдас  бөлігі  көбірек  А  болады,  ал  А  құрамдас  бөлігін  жүйеге 

қоссақ, ол будың жалпы қысымын арттырады. 

Әр түрлі ерітінділерді зерттей отырып, 1881 ж. Д. П. Коновалов 

мынадай  қорытынды  жасады:  жүйеге  енгізгенде  оның  жалпы 

қысымын  арттыратын  құрамдасдас  қаныққан  будың  құрамында 

онымен тепе-теңдіктегі сұйыққа қарағанда көбірек болады. Мұны 

Коноваловтың  бірінші  заңы  дейді.  Коноваловтың  бірінші  заңы 

сұйық  ерітінділерді  бастапқы  құрамдастарға  фракциялық  айдау 

арқылы анықтаудың теориялық негізі болып табылады. 

Енді сұйық ерітінді үшін қайнау температурасы-құрам ( t

0

кайн

 - 

x)  координаталары  бойынша  күйінің  диаграммасын  қарастырайық. 

Мұндай  диаграмманы  тәжірибелік  мәліметтер  бойынша  жасауға 

болады.  (4.4-сурет).  Мұндағы  ең  жоғарғы  алаң  -  буға,  ал  төменгі 

алаң сұйықтыққа сәйкес келеді. Сол себептен қарастырып отырған 

жағдайда  жоғары  қисық  -  бу  қисығы,  ал  төменгі  қисық  сұйықтық 

қисығы болады. 

 

142 

 

 

 

4.3-сурет. Бинарлық жүйедегі 

қысым-құрам диаграммасы 

4.4-сурет. Бинарлық жүйедегі 

қайнау температурасы-құрам 

диаграммасы 

Алғашқы  құрамы  х

3

  болатын  екі  сұйықтың  (А  және  В  -дан 

тұратын ерітіндінің) фракциялық айдауын қарастырайық. Ерітіндіні 

тұрақты қысымда қайнағанға дейін қыздырамыз (а

3

 нүктесі). Будың 

алғашқы  құрамы  X  болатын  ерітінді  әрі  қарай  буланған  да 

(қайнағанда)  сұйықтықтың  да  (a

2

,  a

1

),  будың  да  (b

2

,  b

1

)  нүктелері 

біртіндеп  өзгере  береді.  Ал  будың  конденсациялануынан  алынған 

сұйықтың  құрамдары  x

2

,  x

1 

т.б.  нүктелермен  және  A-ның 

мөлшерімен  анықталып,  x

3

-тен  о-ге  дейін  өзгереді.  Әрбір 

конденсацияланған  фракцияларды қыздыра  отырып,  оларға  сәйкес 

булардың  сериясы  алынады.  Бұларды  біртіндеп  айдаудың 

нәтижесінде жеке таза A немесе В құрамдастарын алуға болатынын 

көреміз.  Дефлегмациялық  және  ректификациялық  бағаналарда 

тізбектеп  айдау  бір  автоматталған  процеске  біріктірілген.  Онда 

сұйық  ерітінділердің  құрамдастарын  бөліп  алуға  болады. 

Лабораториялық 

жағдайда 

дефлегматорды 

қарапайым 

ректификациялық колонка ретінде қарастыруға болады. 

 

4. Азеотроптық ерітінділер. Коноваловтың екінші заңы 

Кейбір ерітінділерде оң және теріс ауытқулар идеал ерітінділер 

заңынан  көбірек  болады.  Ондай  жағдайда  жалпы  бу  қысымының 

қисығында  максимум  немесе  минимум  кездеседі.  1881  ж.  Д.  П. 

Коновалов  будың  жалпы  қысым  қисығында  немесе  будың  қайнау 

температурасы  қисығындағы  экстремумда  (максимум  немесе 

минимумда)  қаныққан  бу  мен  онымен  тепе-теңдікте  ерітінді 

 

143 

 

құрамының  бірдей  болатынын  анықтады.  Бұл  тұжырымдама 

Коноваловтың екінші заңы деп аталады. 

Бұл  заңға  бағынатын  сұйық  ерітінділерде  бу  қисығы  мен 

сұйықтық қисығы экстремумдық нүктеде қиылысатын болады. Осы 

экстремумдық  нүктелердегі  ерітінділердің  құрамы  айдау  кезінде 

өзгермейді.  Олар  жеке  сұйықтар  сияқты  тұрақты  температурада 

қайнайды. Сондықтан оларды  азеотроптық (бөлінбей қайнайтын) 

ерітінділер деп атайды.  

 

4.5-сурет. Қайнау температурасы-құрам диаграммасы. Қайнау 

температурасы минимум (а) және максимум (ә) болатын жағдайлар 

 

4.5-суретте 

А  және  В  заттарынан  тұратын,  қайнау 

температурасы  минимум  (а)  және  максимум  (ә)  болып  келетін 

азеотроп  көсетілген.  Айдау  кезінде  айдалған  ерітінді  азеотроптың 

құрамына сәйкес келеді, ал бастапқы ерітінді құрамы минимумдық 

нүктенің  қай  жағында  жатуына  байланысты  (х

1

  немесе  х

2

)  қалған 

ерітіндіде А немесс В құрамдас бөліктер концентрациясы көбейеді.       

Егер  қайнау  температурасы  максимум  болып  келетін 

азеотропты  алсақ  (ә  жағдайы),  онда  фракциялық  айдау  кері 

мәліметтер  береді,  яғни  бөлінбей  қайнайтын  ерітінді  (азеотроп) 

құтыда  қалып  қояды  да,  қабылдағышта  таза  А  немесе  В  құрамдас 

бөліктері  жиналады.  Кейбір  азеотроптық  ерітінділер  4.1-кестеде 

көрсетілген. 

Көп  жағдайда  азеотроптық  ерітінділерді  химиялық  жолмен 

бөледі.  Азеотроптық  құрамдастардың  бөліктері  бөлінуін  төмен 

немесе  жоғары  қысымда  айдау  арқылы  жеңілдетуге  болады, 

мысалы,  С

2

Н

5

ОН-Н

2

О  ерітіндісінің  бетіндегі  қысымды  сынап 

бағанасы  бойынша  100  мм  кеміткенде,  азеотроптағы  спирттің 

 

144 

 

мөлшері  99,6  мольдік  пайызға  дейін  көтеріледі  де,  оның  қайнау 

температурасы 34,2 °С-ге дейін төмендейді.  

 

4. 1- кесте. Азеотроптық (бөлінбей  қайнайтын) ерітінділер 

 

Құрамдастар

 

Қайнау температурасы, 

0

t 

Азеотроптың 

құрамы, % В 

А 

В 

А 

В 

азеотроп 

 

Максимумдық қайнау температурасы 

СH

3

Cl 

СH

3

COCH

3

 

61,2 

56,25 

64,5 

20,5 

H

2

O 

HCl 

100 

-85 

110 

20,3 

H

2

O 

HNO

3

 

100 

85 

120 

68,0 

СH

3

OCH

3 

HCl 

-23,65 

-84 

-1,5 

40,0 

Максимумдық қайнау температурасы 

C

2

H

5

OH 

C

6

H

6 

100 

78,3 

78,13 

95,53 

CS

2 

CH

3

COCH

3

 

46,25 

56,25 

56,25 

34,0 

CHCl

3 

C

2

H

5

OH 

61,2 

78,2 

59,3 

6,7 

H

2

O 

C

2

H

5

OH 

100 

78,30 

78,15 

95,57 

 

Қазіргі  кезде  азеотропты  ерітіндіні  бөлу  үшін  айдау  алдында 

оған  үшінші  құрамдас  қосады.  Ол  басқа  бір  температурада 

қайнайтын  екі  қабаттық  жүйе  түзеді.  Мысалы,  абсолюттік  (сусыз) 

спирт  алу  үшін  кәдімгі  сатылатын  ректификатқа  химиялық  заттар 

қосады.  Олар  кальций  оксиді,  металдық  кальций,  сусыз  тотияйын 

сияқты  спиртпен  әрекеттеспейтін,  суды  жақсы  сіңіретін  заттар. 

Осыған байланысты сусыз таза спирт қайтадан айдағанда алынады. 

 

5. Сұйықтықтардың өзара еруі 

Кез келген  екі сұйықтықты араластырсақ, олар өзара үш түрлі 

жағдайда  ериді:  1)  екі  сұйық  өзара  өте  жақсы  еритіндіктен,  кез 

келген  қатынаста  араласып,  гомогендік  ерітінді  береді  (мысалы 

С

2

Н

5

ОН - Н

2

О, Н

2

О-ацетон, Н

2

О-глицерин, т. б. ); 2) екі сұйықтық 

бір-бірінде  аздап қана  ериді  (мысалы,  су-эфир, су-анилин,  т.б.); 3) 

екі  сұйықтық  бір-бірінде  іс  жүзінде  ерімеуі  мүмкін  (мысалы,  су-

сынап, су-бензин т.б.) 

Бұл  үш  жағдайдың  біріншісі  -  кәдімгі  ерітінді,  ал  үшінші 

жағдайдың  іс  жүзінде  маңызы  жоқ  болғандықтан,  тек  екінші 

жағдайға  тоқталайық.  Бұл  жағдай  ерітінді  буының  үлестік 

қысымының  Рауль  заңынан  оң  ауытқуы  өте  көп  болған  кезде 

байқалады. Сұйықтықтардың өзара еруін жүйелі түрде алғаш рет В. 

Ф.  Алексеев  зерттеді.  Өзара  еруі  нашар  болатын  екі  сұйықтық 

 

145 

 

анилин мен суды қарастырайық. Егер анилинге су қосатын болсақ, 

олар  бір-бірінде  нашар  еритіндіктен,  екі  қабат  түзіледі.  Оларды 

әбден  шайқап,  біраз  қойғаннан  соң  қайтадан  екі  қабатқа  бөлінеді: 

жоғары  қабаты-анилинге  қаныққан  су  қабаты,  ал  төменгісі  суға 

қаныққан  анилиннің  қабаты.  Осы  екі  қабаттың  құрамы 

температураға  байланысты  өзгереді  және  әр  қабаттың  құрамында 

екінші  еритін  сұйықтық  мөлшері  көбейеді.  Оны  мына 

мәліметтерден көруге болады. 

 

4.2 – кесте 

 

Температура 

0

С 

20 

60 

100  140  160  168 

100  г  ерітіндіде  1  г  H

2

O  бар  анилиннің 

қабаты 

5,0  5,8 

8,5  11,9  28,8  51,4 

100 г ерітіндіде 1 г анилин бар су қабаты 

3,1  3,8  7,21  10,5  24,9  48,6 

 

4.2-кестеден  температура  артқан  сайын  анилин  қабатында 

біртіндеп  су  мөлшерінің,  ал  су  қабатында  анилин  мөлшерінің 

көбейетінін  көреміз.  168°С  температураға  дейін  әр  қабаттың 

құрамдарының айырмашылығы кемиді, ал 168°С температурада екі 

сұйықтық  бір-бірінде  шексіз  ериді.  Осы  нашар  ерудің  шексіз  (өте 

жақсы) еруге ауысатын температурасы дағдарыстық температура 

деп аталады. Бұл терминді алғаш В. Ф. Алексеев енгізген. 

 

 

 

 

4.6-сурет. Су-анилин жүйесінің 

диаграммасы 

4.7-сурет. Никотин-су жүйесінің 

диаграммасы 

 

Су-анилин жүйе күйінің диаграммасы 4.6-суретте көрсетілген. 

Өзара  еру  қисығы  бөліну  қисығы  немесе  бинодальдық  қисық  деп  

аталады.      Осы    қисықтың    сыртқы  алаңы  гомогендік  әр  түрлі 

құрамдағы сұйық ерітіндіге сәйкес келеді. Ал қисықпен шектелген 

алаң  екі  сұйықтықтың  тепе-теңдікте  болатын  гетерогендік  аймағы 

 

146 

 

болып  табылады.  Қисықтағы  кез  келген  нүкте  белгілі  бір 

температурадағы  тепе-теңдік  қабаттарының  құрамын  сипаттайды. 

Бір температура сәйкес келетін осындай екі нүктені қосатын түзу А

/

 

А"  нода  немесе  коннода  деп  аталады.  Сұйықтықтың шексіз  еруіне 

сәйкес  келетін  нүкте  (К)  ерудің  дағдарыстық  температурасы 

болады. 

Өзара шектеле еритін фенол-су, күкіртті көміртек-метил спирті 

сияқты  қоспаларда  да  температура  артқан  сайын  өзара  ерігіштік 

көбейіп, 

жоғары 

бір 

температурада 

яғни 

дағдарыстық 

температурада шексіз ерігіштікке айналады. 

Кей  жағдайда  температура  артқан  сайын  екі  сұйықтықтың 

өзара  ерігіштігі  кемиді.  Мұндай  жағдайлар  үшін  екі  сұйықтықтың 

шексіз  ерігіштігі  ең  төменгі  температурада  яғни  төменгі 

дағдарыстық  температурада  болатыны  байқалады.  Мысалы, 

коллидин  мен  су  үшін  төменгі  дағдарыстық  температура  -  57°С. 

Коллидин  дегеніміз  -  триметилпиридин  С

5

Н

2

(СН

3

)

3

N.  Төменгі 

дағдарыстық 

температураны 

триметиламин-су 

(12,5°С), 

метилпиперидин-су  (48°С)  сияқты  басқа  да  жүйелерден  байқауға 

болады. 

Шексіз 

ерігіштіктері 

жоғары 

және 

төменгі 

температураларда байқалатын жүйелер бар. Олардың жоғары және 

төменгі дағдарыстық температуралары болады. 

Мысалы, су-никотин жейсінде 2 дағдарыстық температура бар 

(4.7-сурет). 

Мұндағы  жоғары  дағдарыстық  температураға  (К

1

)  -  207°С,  ал 

төменгі  дағдарыстық  температураға  (К

2

)  -  60,8°С  сәйкес  келеді. 

Төменгі  дағдарыстық  температурада  шексіз  еріген  ерітінді 

құрамында  -  29%,  ал  жоғарғы  дағдарыстық  температурада  32% 

никотин болады. Жүйеге үшінші бір затты енгізгенде екі сұйықтың 

өзара еруі өзгереді. Егер осы үшінші зат екі сұйықтықта да еритін 

болса,  онда  екі  сұйықтықтың  өзара  еруі  артады.  Мысалы,  егер 

жүйеге  LiJ-тың  қажетті  мөлшерін  енгізсе,  онда  су  мен  анилиннің 

кез  келген  температурада, кез  келген  қатынаста  бір-бірінде  шексіз 

еритінін байқаймыз. Еріткіштің тұз қатысында артуын ерімталдану 

деп атайды. Егер үшінші құрамдас бөлік екі сұйықтықтың біреуінде 

ғана  ерісе,  онда  олардың  өзара  ерігіштігі  әдетте  кемиді.  Мысалы, 

фенол  су  жүйесінде  3%  КСl  ерітсе,  ол  жүйенің  дағдарыстық 

температурасы  30  градусқа  артады.  Кейбір  жағдайларда  жүйеге 

үшінші  құрамдасты  енгізгенде  біртекті  ерітінді  екі  қабатқа 

бөлінеді. Мысалы, су-спирт біртекті ерітіндісі кальций карбонатын 

 

147 

 

қосқанда  екі  қабатқа  бөлінеді:  біреуі  -  сусыз  этил  спирті,  ал 

екіншісі - К

2

СО

3

-тің судағы ерітіндісі. Ерігіштіктің тұз қатысуында 

кемуін ерімталданбау  деп атайды. 

Егер  өзара  ерігіштік  өте  аз  болса  (мысалы,  су-бензол  тәрізді 

бір-бірінде  іс  жүзінде  ерімейтін  сұйықтықтар),  онда  әр 

сұйықтықтың қоспа бетіндегі қысымы сол таза сұйықтық бетіндегі 

қысымға, ал жалпы қысым таза сұйықтықтың сол температурадағы  

қысымдарының  қосындысына,  яғни P=P

0

1

 + Р

0

2

 -ға тең болады. 

Өзара 

ерімейтін 

сұйықтықтар 

қоспасының 

қайнау 

температурасы жеке сұйықтықтың қайнау температурасынан төмен 

болып  кетеді.  Бу  қысымының  құрамы  сұйықтықтар  қоспасының 

құрамына  тәуелсіз  болады,  өйткені  құрамдастардың  мольдік 

үлестері X және (1-X) сол температурада тұрақты шамалармен (P

0

1

 

және Р

0

2

) анықталады: 

                           Х=Р

0

1

/(Р

0

1

+Р

0

2

) және (1-Х)=Р

0

2

/(Р

0

1

+Р

0

2

)

                     

(6) 

Аздап  ұшатын  сұйықтықты  басқа  ұшқыш,  бірақ  ерігіштігі  аз, 

химиялық  әрекеттеспейтін  сұйықпен  араластырып  қайнатқанда, 

оның  қайнау  температурасының  кемуі  сұйық  қоспаларды  су 

буымен  айдауда  жиі  қолданылады.  Аса  қыздырылған  су  буын 

қолдана  отырып,  сумен  араласпайтын  сұйықтықты  қаныққан 

буының  қысымын  арттыру  арқылы,  белгілі  бір  жоғарырақ 

температураға  дейін  ыдыратпай  қыздыру  арқылы  айдау  кезінде 

заттың еруін арттыруға болады. Бұл тәсіл органикалық технология 

мен  лабораторияларда  жиі  пайдаланылады.  Мысалы,  эфир 

майларын  осы  тәсілмен  айдайды.  Сұйықтарды  сипаттайтын 

термодинамикалық 

теңдеулерде 

реал 

ерітінділердің 

і  

құрамдасының  химиялық  потенциалын  жазғанда,  оның  мольдік 

үлесінің орнына сол құрамдастың активтілігі қолданылды: 

                                        = 

о

і

=

о

і

(Т)+RТlna

i

                                   (7) 

Теңдеуді  (7)  кез  келген  идеал  емес  ерітінділерге  қолдануға 

болады.  Реал  ерітінділердегі  әрекеттесуді  есепке  алу  үшін 

қолданылатын  активтілік  ерітіндісінің  идеал  ерітінді  заңынан 

ауытқуын 

түсіндірмесе 

де, 

ерітінді 

термодинамикасын 

математикалық түрде көрсетуге мүмкіндік береді. Активтік немесе 

активтілік  коэффициентін  (a

i

)  бу  мен  идеал  газ  қысымының 

қатынасымен  бу  және  реал  газ  ұшқыштықтарының  қатынасы 

арқылы табуға болады: a

i

 = P

і

 /P

о

і

 (8

a

) a

i

 = f

і 

 / f

о

і

                              (8

ә

) 

Активтілікті  тек  осы  формулалар  арқылы  ғана  емес,  сонымен 

қатар  қайнау  температурасы  мен  қату  температурасын,  электр 

 

148 

 

қозғаушы күшті өлшеу т.б. арқылы да табуға болады. Ол тәсілдерді 

кейінірек қарастырамыз. 

жүктеу/скачать 3,84 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: