Prężność par składnika mieszaniny

General chemistry. Wszystko co związane z chemią ogólną.

Moderator: #Chemia

Prężność par składnika mieszaniny

Postprzez Drombo » 15 maja 2020, o 14:42

Witam wszystkich.
Nie jestem pewien swojego toku myślenia i mam nadzieję na Waszą pomoc.

Mam pytanie odnośnie mieszanin węglowodorów i ich składników w kontekście oparów jakie jest w stanie wygenerować.
Zależnie od różnych kart charakterystyki dla przykładu przyjąłem, że olej napędowy ma prężność par na poziomie 0,4kPa (t=40oC) co przyjmując normalne ciśnienie powietrza na poziomie ok. 101kPa daje opary na poziomie ok. 0,4% obj. przy t=40oC. (nie znalazłem danych dla 20oC)
Składnikami oleju są heksan, heptan, oktan, nonan itd.
Heksan (zależnie od źródeł) to ok. 4% pozostałe coraz mniej.
Heksan ma prężność par na poziomie 17kPa przy t=20oC czyli czysty heksan w powietrzu przy 20oC może wytworzyć opary na poziomie ok. 17%obj.
Czy dobrze rozumiem, że sam składnik mieszaniny jaką jest olej napędowy wytworzy opary zgodnie ze swoją prężnością par, ale w ilości adekwatnej do wielkości tego składnika czyli, że w ogólniej mieszaninie par oleju napędowego przykładowy heksan to będzie:
(17kPa (20oC) / 101 kPa) * 4% objętości całej mieszaniny = 0,0067% obj.
Czy jest to spowodowane ogólnym nasyceniem par na danym poziomie?
Czy ewentualnie jeden ze składników nie jest w stanie wytworzyć więcej bo jego prężność par jest większa niż prężność par mieszaniny?

Z góry dzięki za wskazówki.
Drombo
 
Posty: 2
Dołączył(a): 15 maja 2020, o 14:14

Re: Prężność par składnika mieszaniny

Postprzez kmno4 » 16 maja 2020, o 00:08

Składnikami oleju są heksan, heptan, oktan, nonan itd.
Heksan (zależnie od źródeł) to ok. 4% pozostałe coraz mniej.

To raczej nie będzie się sumowało do 100%.
Nie ogarniam tego "toku myślenia", ale parcjalne prężności są z grubsza proporcjonalne do ułamka molowego danego składnika w mieszaninie (nie do stężeń procentowych)
kmno4
******
 
Posty: 312
Dołączył(a): 9 lip 2004, o 23:05
Lokalizacja: z Krainy Deszczowców

Re: Prężność par składnika mieszaniny

Postprzez Drombo » 16 maja 2020, o 01:24

Udało mi się dojść do wniosków:
Zgodnie z prawem Raulta ciśnienie cząsteczkowe par składników mieszaniny jest proporcjonalne do jej składu. https://pl.wikipedia.org/wiki/Prawo_Raoulta
Jednak obowiązuje ono dla dużych proporcji i składników o podobnym charakterze.
Dla małych stężeń obowiązuje prawo Henry'ego https://pl.wikipedia.org/wiki/Prawo_Henry’ego (tego trochę nie kumam), które też mówi, że cząstkowe ciśnienie par jest proporcjonalne do ilości składnika w mieszaninie.
Na to wszystko jednak wchodzi prawo Daltona i mówi, że od obu praw jest odchylenie związane z prężnością par składników. Im wyższa prężność par (składnik bardziej lotny) tym więcej będzie go w oparach w stosunku do cieczy.
Przykładowo proporcja mieszaniny jest 1:9, ale pierwszy składnik jest bardziej lotny więc w danej temperaturze proporcja par będzie 1,4:8,6. I dzięki temu możemy przeprowadzić proces destylacji frakcjonowanej. To po lekturze tego: https://www.umlub.pl/gfx/umlub/userfile ... a_2015.pdf

Wynikałoby z tego, że moje rozumowanie jest słuszne, ale skomplikowanie tematu powoduje, że czuję się głupszy niż przed przeczytaniem tych praw.
Chciałbym to odnieść do stężeń procentowych par. Czyli np. mam mieszaninę węglowodorów, która w danej temperaturze osiągnie parę nasyconą. I moje pytanie jak będzie wyglądał jej skład procentowy.
Przykładowo (wartości tylko dla przykładu):
mieszanina: 25% heksan, 25% heptan, 25% oktan, 25% nonan
opary łącznie mają prężność par 20kPa czuli w powietrzu o ciśnieniu 100kPa będzie 20% oparów
ale ich skład (tych 20%) będzie 35%% oparów heksanu, 30% oparów heptanu, 20% oktan, 15% oparów nonanu bo wg prawa Daltona więcej będzie oparów bardziej lotnych

Pytanie czy moje myślenie jest prawidłowe bo im więcej czytam tym mam więcej wątpliwości?
Drombo
 
Posty: 2
Dołączył(a): 15 maja 2020, o 14:14

Re: Prężność par składnika mieszaniny

Postprzez MacHalski » 16 maja 2020, o 11:51

Kombinujesz w dobrą stronę. Np. pary nad roztworem etanol-woda są bogatsze w etanol i dzięki temu można go zatężyć przez destylację. Zagadnienie jest jednak dosyć skomplikowane i bez eksperymentów chyba ciężko byłoby to liczyć "na sucho" dla twojej mieszaniny. Wracając do etanolu, współczynnik "wzbogacenia" oparów w składnik bardziej lotny nie jest stały, zależy od stężenia alkoholu w wodzie - np. nad roztworem 10% pary będą zawierać ok 55% etanolu (x5,5), a nad 25% niecałe 75% (~x3). Kolejna rzecz, która może być dla ciebie przydatna w rozważaniach to tzw. rybka destylacyjna, czyli wykresy fazowe ciecz-para dla różnych mieszanin. Żeby jeszcze bardziej skomplikować, to składniki mieszaniny mogą tworzyć azeotropy - też się z tym zapoznaj.
Terz chcem gwiasdke.
Avatar użytkownika
MacHalski
 
Posty: 276
Dołączył(a): 3 gru 2008, o 21:32
Lokalizacja: Tiutiurlistan


Powrót do Chemia Ogólna



Kto przegląda forum

Użytkownicy przeglądający ten dział: Brak zidentyfikowanych użytkowników i 2 gości