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 (p_внешн. = 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 р_вн. = p_смеси, следовательно, Т_к. является температурой начала кипения раствора состава х₀. При этом пар, находящийся в равновесии с жидкостью и формирующий давление p_смеси при Т_к. = const, будет иметь состав, в соответствии с законом Коновалова равный х_п., т.е. пар обогащен низкокипящим компонентом А. В этот момент термометр 4 (см. рис. 8.1) зафиксирует одинаковую температуру: Т_ж. = Т_п.. Если пар состава х_п. сконденсировать (превратить в жидкость) с помощью холодильника 5, то первая капля жидкости, называемая дистиллятом, будет иметь состав х_п., т.е. обогащена компонентом А. Распределение исходного раствора между паром и жидкостью