Дистилляцияның негізгі заңдары

мұндағы: С-еркіндік дәрежелерінің саны; К-компоненттер саны; Ф-фазалар саны.
Демек, жүйенің күйін толық анықтайтын үш тәуелсіз параметрдің ішінен – температура Т, қысым Р және концентрация с-кез-келген екеуін ерікті түрде таңдауға болады; бұл ретте ерікті бола алмайтын үшінші параметрдің мәні анықталады.
Тепе-теңдіктегі фазалардың құрамы туралы мәселе Дистилляция процестерін зерттеу үшін өте маңызды. Бұл процестердің негізгі заңдылықтарын Д. П. Коновалов белгіледі, ол судағы спирттер мен органикалық қышқылдардың ерітінділерін зерттей отырып, екі негізгі заң құрды.
Д. П. Коноваловтың бірінші заңы келесідей тұжырымдалған: "Ерітіндімен тепе-теңдіктегі бу әрқашан сұйықтыққа қосылатын компонент жалпы қысымды жоғарылатады.
Басқаша айтқанда, бу сұйықтыққа қосылуы оның үстіндегі будың жалпы қысымын жоғарылататын немесе оның қайнау температурасын төмендететін компонентпен байытылады. Бұл заң бу фазасының сапалық құрамын анықтайды. Мысал үшін С2Н5ОН - Н2О жүйесін қарастырайық. Сұйық фазаға алкогольдің қосылуы бұл жүйеде қайнау температурасының төмендеуіне әкеледі. Демек, қайнаған кезде бу фазасы алкоголь буымен байытылады. Идеал ерітінділер жағдайында бұл позиция сұйық фазаның кез- келген құрамына қатысты болады.
Қысым қисығы максимум немесе минимум болатын ерітінділер үшін сұйық қоспаның белгілі бір құрамы бар, онда бөлінетін булар сұйық фазамен бірдей құрамға ие. Мұндай қоспаны қайнатпайтын немесе азеотропты деп атайды. Бұл қоспаның P-x графигіндегі орны Д. П. Коноваловтың екінші заңымен белгіленеді:"қоспалардың бу қысымының (немесе қайнау температурасының) экстремумдарында сұйық және бу фазаларының құрамы сәйкес келеді". Бөлінбейтін қоспалар тобына этил спирті мен су қоспасы жатады.

1. Тепе-теңдік қисықтары

Осы немесе басқа екілік қоспаны айдау процесін зерттеу үшін сұйық фазаның құрамына байланысты бу фазасының құрамын білу қажет. Идеалдан басқа барлық ерітінділер үшін композициялардың бұл қатынасы тәжірибе арқылы анықталады. Эксперименттік анықтамалар анықтамалықтарда келтірілген тепе-теңдік құрамдарының кестелерін құруға негіз береді. Деректерді қолдана отырып, бу фазасының сұйық фазаның құрамына тәуелділігінің графигін құруға болады (сурет.10.3).
Суретте көрсетілген тепе-теңдік қисығы.10.3, y-x координаттарында салынған (%моль.) немесе В-А координаттарында (массалардың%.). Д. П. Коноваловтың бірінші заңына сәйкес этил спирті – су жүйесі үшін қисық диагональдан жоғары өтеді. Демек, бу сұйық фазамен салыстырғанда алкогольмен байытылады. Алайда қисық д.П. Коноваловтың екінші заңына сәйкес диагональды бір нүктеде қиып өтеді. Бұл нүкте бөлінбейтін қоспаның құрамын көрсетеді және азеотропты нүкте болып табылады. Қалыпты қысымда этил спирті – судың қайнатпайтын қоспасы массаның 95,57% құрайды. спирттің қайнау температурасы 78,15 °С, сол қысымда этил спиртінің қайнау температурасы 78,3°С, ал су -100°с.
Суретте көрсетілген График.10.3, изобарлық жағдайлар үшін салынған. Жүйедегі қысым өзгерген кезде тепе-теңдік қисығының орны да өзгереді. Бұл өзгеруді басқаратын заңдарды М. С. Вревский белгіледі:

1. 
   Булардағы екі сұйықтық ерітіндісінің қайнау температурасы (қысымы) жоғарылағанда, булану көп энергия шығынын қажет ететін компоненттің салыстырмалы мөлшері артады.