Relative Flüchtigkeit
Vorlage:Hinweisbaustein Die dimensionslose relative Flüchtigkeit <math>\alpha</math> beschreibt das Verhältnis der Flüchtigkeiten der Komponenten in einem binären Gemisch.
Definition
Für Zweistoffgemische ist die relative Flüchtigkeit α definiert als:
- <math>\alpha := \frac{K_1}{K_2}</math>
mit dem K-Faktor
- <math>K_i = \frac{y_i}{x_i}</math>
mit
- y: Molenbruch einer Komponente im Dampf
- x: Molenbruch einer Komponente in der Flüssigkeit.
Daher lässt sich die relative Flüchtigkeit auch schreiben als:
- <math>\Rightarrow \alpha = \frac{ y_1 / x_1 }{ y_2 / x_2 } = \frac{ y_1 \cdot x_2 }{ y_2 \cdot x_1 }</math>
Bedeutung
Die relative Flüchtigkeit ist eine wichtige Größe bei der Stofftrennung:
- große relative Flüchtigkeiten erlauben eine leichte Trennung von Stoffen durch Destillation oder Rektifikation
- eine relative Flüchtigkeit von 1 beschreibt ein Azeotrop, das durch die beiden o. g. Verfahren nicht mehr aufgetrennt werden kann.
Beispiel
Das Gemisch aus Chloroform und Ethanol zeigt ein ausgeprägtes Azeotrop bei ca. 84 Molprozent Chloroform und p = 101,325 kPa;
hier:
- weist das Dampf-Flüssig-Gleichgewicht ein Minimum auf,
Datei:Chloroform Ethanol VLE.png Dampf-Flüssig-Gleichgewicht
(isobar) - kreuzen sich die K-Faktoren (K1 = K2)
Datei:Chloroform Ethanol K-Faktoren.png K-Faktoren - ist die relative Flüchtigkeit α = 1.
Datei:Chloroform Ethanol Relative Flüchtigkeit.png Relative Flüchtigkeit
Es ist zu erkennen, dass die K-Faktoren und die relative Flüchtigkeit aus dem Dampf-Flüssig-Gleichgewicht abgeleitet sind.