Тот факт, что составы раствора и равновесного с ним насыщенного пара в общем случае не равны, лежит в основе процесса разделения жидкостей, называемого перегонкой.
Рассмотрим принцип действия установки, предназначенной для простой перегонки жидких смесей при p = const (рис. 8.1).
Рис. 8.1. Прибор для однократной перегонки бинарных жидких смесей: 1 - колба с бинарной жидкостью; 2 - электрическая плитка; 3 - приемник для сбора дистиллята; 4 - термометр; 5 - обратный холодильник
Пусть в колбе 1 содержится бинарная жидкая смесь ограниченно растворимых веществ А и В состава x0. На рис. 8.2 представлена зависимость температуры составов жидкостей (нижняя кривая) и находящегося в равновесии с ней пара (верхняя кривая).
Рис. 8.2. Диаграмма «давление - состав бинарной системы»
Составляющие смесь компоненты А и В отличаются друг от друга физическими свойствами:
Поскольку кипение начинается после достижения состояния равновесия, характеризуемого равенством внешнего давления и давления насыщенного пара над жидкостью (pвнешн. = p0), то компонент А называют низкокипящим (более летучим), а компонент В - высококипящим (менее летучим).
С ростом температуры при нагревании смеси состава х0 в точке 1 (см. рис. 8.2) реализуются условия равновесия рвн. = pсмеси, следовательно, Тк. является температурой начала кипения раствора состава х0. При этом пар, находящийся в равновесии с жидкостью и формирующий давление pсмеси при Тк. = const, будет иметь состав, в соответствии с законом Коновалова равный хп., т.е. пар обогащен низкокипящим компонентом А. В этот момент термометр 4 (см. рис. 8.1) зафиксирует одинаковую температуру: Тж. = Тп.. Если пар состава хп. сконденсировать (превратить в жидкость) с помощью холодильника 5, то первая капля жидкости, называемая дистиллятом, будет иметь состав хп., т.е. обогащена компонентом А. Распределение исходного раствора между паром и жидкостью