Wyznaczanie diagramu faz ciecz-para dla układu dwuskładnikowego.

1)      Pojęcia podstawowe:

·         Układ – część przestrzeni oddzielona od otoczenia w sposób mechaniczny (np. ścianki naczynia), lub myślowy

·         Faza – wyodrębniona powierzchniami rozdziału część układu posiadająca różne, od reszty, właściwości termodynamiczne, ale niekoniecznie chemiczne tzn. związki chemiczne wykazujące całkowitą mieszalność (np. gazy) stanowią jedną fazę jeśli posiadają  te same właściwości termodynamiczne. Ponadto jeśli w układzie  znajduje się kilka wydzielonych części posiadających identyczne właściwości termodynamiczne (np. kilka kawałków lodu) to stanowią one jedną fazę

·         Składnik – stanowią go jednorodne pod względem chemicznym cząsteczki , z których można otrzymać wszystkie fazy występujące w układzie, w dowolnych ilościach

·         Liczba stopni swobody – liczba parametrów intensywnych, tzn. niezależnych od masy fazy (np. ciśnienie, temperatura), które można (w pewnych granicach) zmieniać nie powodując tym samym zmiany liczby faz występujących w układzie

2) Stan równowagi fazowej – z termodynamicznego punktu widzenia występuje wówczas, gdy w badanym układzie zachodzi równość potencjałów chemicznych (stan równowagi chemicznej) wszystkich składników niezależnie od faz w jakich się w momencie pomiaru znajdują.

3) Reguła faz Gibbsa – gdy układ znajduje się w stanie równowagi chemicznej, wówczas następujący związek pomiędzy liczbą stopni swobody, a liczbą faz i składników:                                                                  Z = S – f + 2, gdzie

z – liczba stopni swobody

s – liczba składników

f – liczba faz

Zgodnie z tą regułą w badanym układzie dwuskładnikowym (benzen-aceton), istnieją dwa stopnie swobody.

Skład takiej mieszaniny w fazie ciekłej najłatwiej przedstawić za pomocą ułamków molowych:                                                

Prawo Daltona – stwierdza, że prężność par nad roztworem równa jest sumie prężności par poszczególnych składników:

                                   p = p_a + p_b           p_a,p_b – prężności par składników a,b                                                       

Prawo Raoulta – mówi, że cząstkowe ciśnienie pary składnika roztworu jest wprost proporcjonalne do ułamka molowego tego składnika w roztworze i do ciśnienia pary nad czystym składnikiem.