102 2 Le basi chimico-fisiche delle operazioni unitarie: equilibri liquido-vapore esempio 2.5 Un impianto frigorifero con ciclo a assorbimento lavora facendo vaporizzare adiabaticamente il soluto volatile di una soluzione, in maniera che il calore latente venga fornito dalla soluzione con conseguente suo raffreddamento. Anche se con efficienze modeste questi impianti furono impiegati prima di quelli a compressione e riescono a raggiungere temperature di 60°C. Comunemente si operava con soluzioni acquose di ammoniaca che, per i nostri scopi, si considerano a comportamento ideale. Determinare la composizione della fase vapore in equilibrio con una soluzione di composizione xNH3 = 0,7 in frazione molare, alla temperatura di 20°C. 0 A questa temperatura le tensioni di vapore sono: PNH = 861,2 kPa e PH02O = 2, 3 kPa 3 Calcolo pressioni parziali e totale Applicando la legge di Raoult e la legge di Dalton si ottiene: Ammoniaca 0 PNH3 = xNH3 PNH = 0,7 861,2 kPa = 602,9 kPa 3 Acqua PH2O = xH2O PH02O = 0, 3 2, 3 kPa = 0,7 kPa Pressione totale Ptot = PH2O + PNH3 = 0,7 kPa + 602,9 kPa = 603,6 kPa Calcolo composizione in fase vapore Applicando la legge di Dalton: Ammoniaca y NH3 = Acqua y NH3 = 2.4 Limiti di validità della legge di Raoult PNH3 Ptot PH2O Ptot = 602,9 kPa = 0,9988 603,6 kPa = 0,7 kPa = 0,0012 603,6 kPa LA LEGGE DI RAOULT E I DIAGRAMMI DI EQUILIBRIO LIQUIDO-VAPORE La rappresentazione grafica degli equilibri liquido-vapore assume una particolare importanza sia per le informazioni che rapidamente si possono ottenere, sia perché molte procedure di progettazione delle operazioni unitarie si basano su metodi grafici. L ipotesi di idealità delle miscele sia in fase vapore che in fase liquida comporta che la legge di Raoult si debba ritenere valida su tutto l intervallo di frazioni molari, comunemente riferite al componente più volatile. Se consideriamo, quindi, un piano cartesiano che riporti sulle ascisse le frazioni molari e sulle ordinate la pressione parziale, assegnata una determinata temperatura, la legge di Raoult rappresenta l equazione di una retta passante per