Solubilitatea lichidelor intre ele (miscibilitatea) este    dependentă de presiunea lor internă, adică de natura forţelor de  coeziune dintre molecule.

In funcţie de solubilitatea reciprocă, lichidele pot fi :

  • Lichide total miscibile (apă – alcool; apă – acid acetic; benzen – toluen);
  • Lichide parţial miscibile (fenol- apă; anilină-apă);
  • Lichide nemiscibile  (benzen-apă; ulei–apă);

Solubilitatea reciprocă depinde de temperatură.

Două lichide nemiscibile sau parţial miscibile, în condiţii obisnuite, pot deveni miscibile la o temperatură superioară.

 

Lichidele total miscibile, se pot separa din amestec prin distilare, operatie bazată pe diferenţa dintre temperaturile de fierbere ale componentelor amestecului.

La temperatura de fierbere, compoziţia vaporilor saturaţi este diferită de compoziţia amestecului lichid.

Separarea vaporilor prin condensare la diferite intervale de temperaturi se numeste distilare fractionata.

O operatie similară dar mai complexă este rectificarea, care constă dintr-o succesiune de evaporari si condensari, în  care o parte din lichidul rezultat prin condensarea vaporilor, este recirculat în instalatia respectivă (coloană de rectificare).          Lichidul recirculat poartă denumirea de reflux.

El circulă de sus în jos, în sens invers cu vaporii, rezultand un schimb de caldură cu acestia.

 

Amestecuri azeotrope– amestecuri binare  care la o anumită temperatură emit vapori cu o compoziţie identică cu a amestecului lichid.

Componentele unui astfel de amestec nu se pot separa prin distilare.

Unele amestecuri azeotrope au puncte de fierbere inferioare punctelor de fierbere ale componentelor, numite azeotrope cu punct minim de fierbere sau pozitive.

       Exemple: amestec apă-alcool etilic, CS2  – acetonă.

Alte amestecuri azeotorpe au puncte de fierbere  superioare punctelor de fierbere ale componentelor, numite azeotrope cu punct de fierbere maxim sau negative, iar componentele distilă impreună.

        Exemple: amestec apă- acid azotic, apă- acid clorhidric.

 

Lichidele parţial miscibile – formează sisteme alcătuite din două straturi. La creşterea temperaturii, aceste lichide se pot amesteca în orice proporţie.

Exemplu: amestec eter-apă, format dintr-un strat de eter în care se dizolvă 1% apă si un strat de apă în care se dizolvă  6,5 % eter. Concentratia eterului în cele 2 straturi variază cu temperatura.

Cu cresterea temperaturii, solubilitatea apei în eter creste iar solubilitatea eterului în apă scade.

Temperatura deasupra căreia două lichide parţial miscibile se amestecă în orice proporţie – temperatură critică de miscibilitate.

Sub punctul critic, lichidele devin din nou partial miscibile si formează straturile initiale.

Se produce o egalizare a presiunilor interne ale celor două lichide.

 

      Lichide nemiscibile – cele două lichide formează două straturi separate printr-o suprafaţă de separare.

Sistemul este eterogen.

Legea repartiţiei: Raportul concentraţiilor unei substanţe  care se repartizează între două lichide nemiscibile, este o mărime constantă la o anumită temperatură, independentă de cantitatea de solvent şi de substanţă repartizată.

      Această lege se aplică la separarea substantelor prin extractie.

Extractia este operatia de separare a unuia sau mai multor componenti, dintr-un lichid sau solid, cu ajutorul solventilor.

      Exemplu:  In sistemul apă-benzen se introduce iod, solubil mai mult sau mai putin in fiecare din cele doua straturi.

După stabilirea echilibrului, in ambele straturi se va gasi o cantitate de iod dizolvată intr-un anumit raport, numit coeficient de repartitie.

Adaugand noi cantitati de iod, se va produce o crestere proportionala a concentratiei acestuia in fiecare din cele 2 straturi; raportul concentratiilor de iod in cele doua straturi ramane constant.

Invers, dacă după repartitie, se separă stratul de benzen, si se adaugă o nouă cantitate de benzen pur, iodul din stratul de apă se repartizează din nou intre cele două straturi.

Repetandu-se această operatie, se ajunge, la un moment dat, ca intreaga cantitate de iod din solutia apoasă să fie extrasă in benzen.

 

Apă         C1         Legea repartiţiei :  C 1 / C 2 = K

Benzen    C 2         K = coeficient de repartiţie;