Калонна баландлиги

Идеал аралашмалар деб эритма таркибидаги компонент олиниши натижасида иссиқлик ажраб чиқмайдиган ёки ютилмайдиган ва ҳажми ўзгармайдиган аралашмаларга айтилади.
Енгил учувчан А ва қийин учувчан В компонентли бинар, суюқ аралашмани кўриб чиқамиз. А ва В тоза компонентлар тўйинган буғларининг босимини Р_А ва Р_В деб белгилаймиз.
Маьлумки, идеал аралашмалар Рауль қонунига бўйсинади. Ушбу қонунга биноан, суюқлик устидаги тоза компонентнинг буғ босими унинг суюқликдаги моль улушига пропорционалдир:
(1)
бу ерда р_А, р_В - А ва В компонентларнинг парциал босими; х, (1-х) - суюқ аралашмадаги А ва В компонентларнинг моль улуш.
Дальтон қонунига биноан системадаги умумий босим, парциал босимлар йиғиндисига тенг:
(2)
Бундан



(1) ва (2) тенгламалардан кўриниб турибдики, бир хил ўзгармас температурада суюқлик аралашмаси устидаги компонентлар парциал ва буғларнинг умумий босими енгил учувчан компонентнинг моль улуши х билан тўғри чизиқли боғлиқликда бўлади.
1-расмда компонентлар парциал босими ва умумий босим изотермалари тасвирланган.
ОВ ва СА тўғри чизиқлар компонентлар парциал босими (р_А ва р_В) ни, АВ эса - суюқлик устидаги умумий босим ўзгаришини ифодалайди. ОА ва СВ вертикал кесмалар тоза компонентлар тўйинган буғ и босими (р_А ва р_В) ни кўрсатади.
Дальтон қонунига кўра, буғдаги компонентнинг парциал босими, ундаги шу компонент моль улушига пропорционалдир:
(3)
бу ерда Р - система умумий босим; у, (1-у) - буғ аралашмасидаги А ва В компонентлар моль улуши.
Мувозанат шароити учун:
(4)
бундан
ёки (5)

Одатда, ҳайдаш ва ректификация жараёнлари изобарик жараёнда ўтказилади. Шунинг учун, Р = const бўлган ҳолатдаги бинар аралашмани кўриб чиқамиз.

Бунда мувозанат чизиғини t - x, y ёки y - x координатларда тасвирлаш мумкин. Агар, температура маълум бўлса ва х, у катталиклари ҳисоблаб топилса, системадаги мувозанатни ифодаловчи диаграммани қуриш мумкин. Диаграммадаги пастки чизиқ (1б-расм) суюқ аралашманинг қайнаш температурасини, юқори чизиқ эса - буғ аралашмани конденсациялаш температурасини ифодалайди. х = 0 ва х = 1,0 да ордината ўқларидаги кесмалар, қийин ва енгил учувчан компонентлар қайнаш температурасини кўрсатади.
Суюқликнинг маълум таркиби х₁ бўйича буғ таркибини аниқлаш учун суюқлик концентрациясига тегишли абсцисса ўқидаги нуқтадан қайнаш чизиғи билан кесишгунча вертикал чизиқ ўтказилади. Сўнг эса, кесилиш нуқтасидан буғ конденсацияланиш чизиғи билан кесишгунча горизонтал чизиқ ўтказилади. Кесилиш нуқтасининг абсцисса ўқидаги қиймати буғнинг мувозанат таркиби у_р1 ни беради.
1б-расмда кўриниб турибдики, бир хил қайнаш температурасида буғдаги енгил учувчан компонент концентрацияси унинг суюқлик буғлари мувозанат концентрациясидан катта бўлади. «Суюқлик - буғ» системанинг бу хоссаси Коноваловнинг биринчи қонунига бўйсунади, яъни эритма билан мувозанатда бўлган буғ доим ўзида шундай компонентни ортиқча ушлайди, бунда эритмага шу компонентдан қўшилганда унинг қайнаш температураси камаяди. Масалан, этил спиртига сув қўшилса, системанинг қайнаш температураси пасаяди. Коноваловнинг 1-қонунига биноан, эритманинг қайнаши даврида сув буғи фазасининг спирт буғлари билан бойиши содир бўлади.
Ректификация жараёнини ҳисоблаш учун у - х диаграммадан фойдаланиш қулайдир (1в-расм).