二组分液液平衡系统相图ppt课件

实用物理化学化学教研室陈先玉电话：13452428244;QQ：460066952;邮箱：实用物理化学化学教研室陈先玉目录图表相律和相平衡的基本概念1单组分系统相平衡相图2二组分固-液平衡系统相图3 3第二章相平衡气-液平衡系统相图4二组分液-液平衡系统相图3 5三组分平衡系统相图（自学）6目录图表相律和相平衡的基本概念1单组分系统相平衡相图2二组【知识与能力目标】1、理解部分互溶双液体系的相图2、掌握水蒸气消耗系数及其物理意义【教学重点】1.部分互溶双液系统的相图【教学难点】1.水蒸气蒸馏原理第五节二组分液-液平衡系统相图【知识与能力目标】第五节二组分液-液平衡系统相图一、拉乌尔定律及理想溶液二、气相组成与液相组成第四节二组分气-液平衡系统相图四、蒸馏与精馏原理三、非理想溶液对理想溶液的偏差一、拉乌尔定律及理想溶液二、气相组成与液相组成第四第五节二组分液-液平衡系统相图 当两种液体的性质差别较大时，可发生当两种液体的性质差别较大时，可发生部部分互溶分互溶的现象，即在某温度范围内，两种液体的的现象，即在某温度范围内，两种液体的相互溶解度都不大，相互溶解度都不大，只有当一种液体的量很少，只有当一种液体的量很少，另一种液体的量相对较多时，才能形成均匀的一另一种液体的量相对较多时，才能形成均匀的一相，而在其它配比下，系统将分层而呈两个液相相，而在其它配比下，系统将分层而呈两个液相平衡共存。此时将这两液相称为平衡共存。此时将这两液相称为共轭溶液共轭溶液。一、部分互溶液体的相互溶解度一、部分互溶液体的相互溶解度第五节二组分液-液平衡系统相图当两种液体的性第五节二组分液-液平衡系统相图一、部分互溶液体的相互溶解度一、部分互溶液体的相互溶解度二、部分互溶液体的蒸馏二、部分互溶液体的蒸馏三、不互溶的液三、不互溶的液-液系统液系统水蒸气蒸馏水蒸气蒸馏第五节二组分液-液平衡系统相图一、部分互溶液体的相互溶解p p 影响不大，通常是影响不大，通常是T T-x x图图溶解度曲线溶解度曲线一、部分互溶液体的相互溶解度一、部分互溶液体的相互溶解度 当当两两种种液液体体性性质质上上有有明明显显的的不不同同，体体系系的的行行为为比比之之理理想想溶溶液液有有很很大大的的偏偏差差时时，会会发发生生“部部分分互互溶溶”的现象，即一液体在另一液体中只有有限的溶解度。的现象，即一液体在另一液体中只有有限的溶解度。第五节二组分液-液平衡系统相图p影响不大，通常是T-x图溶解度曲线一、部分互溶液体的一、部分互溶液体的相互溶解度一、部分互溶液体的相互溶解度第五节二组分液-液平衡系统相图例如例如在在通通常常温温度度下下将将少少量量的的酚酚加加入入水水中中时时，开开始始酚酚是是完全溶解的。完全溶解的。如如果果继继续续往往水水里里加加酚酚，在在浓浓度度超超过过一一定定数数值值以以后后，就不再溶解。就不再溶解。这这时时溶溶液液中中出出现现两两个个液液层层，这这两两个个液液层层是是部部分分互互溶的饱和溶液，即：溶的饱和溶液，即：一、部分互溶液体的相互溶解度第五节二组分液-液平衡系统相例如水例如水(A)(A)苯酚苯酚(B)(B)：在在23.923.9及标准压力下，往水中逐渐加苯酚。及标准压力下，往水中逐渐加苯酚。7.5%7.5%7.5%7.5%71.2%71.2%71.2%07.5%0wB7.5%酚的水溶液酚的水溶液7.5wB71.2%共轭溶液共轭溶液71.2%wB100%水的酚溶液水的酚溶液23.9 50 65 0wB11.5%0wB18.5%11.5wB62.0%18.5wB50.0%62.0%wB100%50.0%wB100%第五节第五节二组分液二组分液-液平衡系统相图液平衡系统相图一、部分互溶液体的相互溶解度一、部分互溶液体的相互溶解度例如水(A)苯酚(B)：7.5%7.5%7.5%7.5%7第五节二组分液-液平衡系统相图 酚在水中的饱和溶液；酚在水中的饱和溶液；水在酚中的饱和溶液。水在酚中的饱和溶液。一、部分互溶液体的相互溶解度一、部分互溶液体的相互溶解度共轭溶液共轭溶液:T T一定时，部分互溶的溶液浓度超过一定时，部分互溶的溶液浓度超过一定范围，体系分层形成两个液相，当溶解达到一定范围，体系分层形成两个液相，当溶解达到平衡时，这对彼此互相饱和的两个溶液。平衡时，这对彼此互相饱和的两个溶液。7.5%7.5%7.5%7.5%71.2%71.2%71.2%第五节二组分液-液平衡系统相图酚在水中的饱和溶液；一根根据据相相律律，在在温温度度和和压压力力一一定定的的情情况况下下，共共轭轭溶溶液液的的组组成成是是确确定定的的。因因为为这时自由度：这时自由度：f f =C=C +0=2+0=2 2+0=02+0=0而而在在压压力力一一定定的的条条件件下下，共共轭轭溶溶液液的的组组成成将将随随温温度度的的不不同同而而改改变变，因因为为这这时，自由度：时，自由度：f f =C=C +1=2+1=2 2+1=12+1=1右图中即为水右图中即为水-酚体系在恒压下的温度酚体系在恒压下的温度-组成图。组成图。部分互溶液体的温度部分互溶液体的温度-组成图组成图一、部分互溶液体的相互溶解度一、部分互溶液体的相互溶解度根据相律，在温度和压力一定的情况下，共轭溶液的组成是确定的。图图中中ACBACB曲曲线线以以外外的的区区域域是是单单相相区，只有一个液相，自由度：区，只有一个液相，自由度：f f =C=C +1 +1 =2 =2 1 1 +1 1 =2=2（黄色阴影面）黄色阴影面）在在ACBACB曲线以内曲线以内的区域是两相区，的区域是两相区，在此区域内有两个相互平衡的在此区域内有两个相互平衡的液相存在；液相存在；自由度：自由度：f f *=C=C +1=2 +1=2 2+1=1 2+1=1 （曲线曲线ACBACB）一、部分互溶液体的相互溶解度一、部分互溶液体的相互溶解度图中ACB曲线以外的区域是单相区，只有一个液相，自由度：在A X X1 1 是酚在水中的饱和溶液组成；是酚在水中的饱和溶液组成；X X2 2 是水在酚中的饱和溶液的组成。是水在酚中的饱和溶液的组成。在在 5050 C C 时时，这这两两个个相相互互平平衡衡的的液液相相（即即共共轭轭溶溶液液）为为l l1 1 和和 l l2 2，其其组组成成分分别别为为 X X1 1 和和 X X2 2。连接连接 l l1 1 和和 l l2 2 的线就是的线就是“结线结线”。当体系的总组成（物系点）落在结线上时，体系两相共存。当体系的总组成（物系点）落在结线上时，体系两相共存。且这两相的互比量（质量比）应遵守杠杆规则。且这两相的互比量（质量比）应遵守杠杆规则。一、部分互溶液体的相互溶解度一、部分互溶液体的相互溶解度X1是酚在水中的饱和溶液组成；在50C时，这两个相比比如如体体系系的的总总组组成成为为 X X 时时，共共轭轭溶溶液液的的组组成成分分别别为为X X1 1和和X X2 2，而而这这两两个个相的互比量为：相的互比量为：一、部分互溶液体的相互溶解度一、部分互溶液体的相互溶解度比如体系的总组成为X时，共轭溶液的组成分别为X1和X2，讨论如果在恒温度下往此溶液中加酚，如果在恒温度下往此溶液中加酚，则体系的状态点（物系点）则体系的状态点（物系点）将沿将沿 a a b b 线向右移动；线向右移动；1.1.在在 5050 C C 时时，组组成成为为 a a 的的溶溶液液是是酚酚在在水水中中的的不不饱和溶液。饱和溶液。当当体体系系的的总总组组成成恰恰好好落落在在ACBACB曲曲线线上上（即即l l1 1）时时，体体系系中中即即将出现组成为将出现组成为 X X2 2 的另一液相的另一液相 l l2 2。讨论如果在恒温度下往此溶液中加酚，则体系的状态点（物系点）如如果果继继续续往往此此体体系系中中加加酚酚，则则两两个个液液相相的的组组成成仍仍然然为为 X X1 1 和和 X X2 2，但但这这两两个个液液相相的的互互比比量量变变化化。随随着着酚酚的的不不断断加加入入，l l1 1 相相会会减减少少，l l2 2 相相的的量量会增加。当总组成为会增加。当总组成为 X X 时时 ：当体系的总组成为当体系的总组成为 X X2 2 时，时，l l1 1 相恰好消失。相恰好消失。如果继续加酚至组成为如果继续加酚至组成为 b b 时，则体系中只有一个水在酚时，则体系中只有一个水在酚中的不饱和溶液相了。中的不饱和溶液相了。如果继续往此体系中加酚，则两个液相的组成仍然为X1和X如如果果将将此此溶溶液液冷冷却却，则则当当温温度度降降低低到到 5050 C C时时，体体系系的的状状态态点点正正好好落落在在ACBACB曲曲线线的的 l l1 1 上上，此此时时体体系即将出现另一液相系即将出现另一液相 l l 2 2；2.2.若若某某温温度度时时有有一一组组成成为为 d d 的的溶溶液液，其其状状态态点点在在ACBACB曲曲线线的的外外面面，故故此此时时只只有有一一个个液相存在。液相存在。温度继续降低，共轭溶液的组成会随之变改：温度继续降低，共轭溶液的组成会随之变改：l l1 1 的组成向的组成向 A A 方向移动；方向移动；l l2 2 的组成向的组成向 B B 方向移动。方向移动。如果将此溶液冷却，则当温度降低到50C时，体系的状态点正如果升温，苯酚在水中的溶解度沿如果升温，苯酚在水中的溶解度沿ACAC线向上变化，水在苯酚中的溶解度沿线向上变化，水在苯酚中的溶解度沿BCBC线向上变化线向上变化,彼此的溶解度都增加彼此的溶解度都增加。如继续升温，则两层的组成逐渐接近，如继续升温，则两层的组成逐渐接近，最后汇集到最后汇集到C C点，此时两层的浓度一样点，此时两层的浓度一样而成而成单相溶液单相溶液；以以C C点以上，溶液成单相，自由度点以上，溶液成单相，自由度 表示在此温度以上，水与苯酚可以任意比例混溶而不分层，则表示在此温度以上，水与苯酚可以任意比例混溶而不分层，则C C点称为临界点，点称为临界点，C C点所对应的温度称为点所对应的温度称为“最高临界溶解温度最高临界溶解温度”。从上述图中可以看出：AC线相当于苯酚在水中的溶解度曲线，BC线相当于水在苯酚的溶解度曲线一、部分互溶液体的相互溶解度一、部分互溶液体的相互溶解度如果升温，苯酚在水中的溶解度沿AC线向上变化，水在苯酚中的溶水-苯酚系统溶解度图线：线：（1 1）溶解度曲线；）溶解度曲线；（2 2）共轭相相点曲线；）共轭相相点曲线；（3 3）相变曲线。）相变曲线。区：区：帽形区帽形区外，溶液为单一液外，溶液为单一液相，帽形区内，溶液分为两相，帽形区内，溶液分为两相。相。2024/5/23点：点：临界溶解温度临界溶解温度C C临界溶解温度临界溶解温度的高低反映了一对液体间的互溶能力，的高低反映了一对液体间的互溶能力，可以用来选择合适的萃取剂。可以用来选择合适的萃取剂。一、部分互溶液体的相互溶解度一、部分互溶液体的相互溶解度水-苯酚系统溶解度图线：（1）溶解度曲线；2023/8/4点常见的部分互溶双液体系的临界溶解温度常见的部分互溶双液体系的临界溶解温度及相应的组成表及相应的组成表体系体系A-B 临界溶解温度临界溶解温度(C)百分组成百分组成 WA%苯胺苯胺-己烷己烷 59.6 5甲醇甲醇-环己烷环己烷 49.1 29 水水-酚酚 65.9 66甲醇甲醇-二硫化碳二硫化碳 40.5 20水水-苯胺苯胺 167.0 15 常见的部分互溶双液体系的临界溶解温度及相应的组成表体系A-根据两组分的性质及互溶程度可分为四类：根据两组分的性质及互溶程度可分为四类：1 1、具有、具有最高临界溶解温度最高临界溶解温度 2 2、具有、具有最低临界溶解温度最低临界溶解温度 3 3、同时、同时具有最高和最低临界溶解温度具有最高和最低临界溶解温度 4 4、不具有临界溶解温度不具有临界溶解温度 一、部分互溶液体的相互溶解度一、部分互溶液体的相互溶解度根据两组分的性质及互溶程度可分为四类：一、部分互溶液体的相互质量分数等压T/K单相两相D D点：点：苯胺在水中的饱和溶解度苯胺在水中的饱和溶解度E E点：点：水在苯胺中的饱和溶解度水在苯胺中的饱和溶解度温度升高，互溶程度增加温度升高，互溶程度增加B点：水与苯胺完全互溶帽形区内两相共存 是是最高最高临界溶解温度临界溶解温度 1.具有最高临界溶解温度临界溶解温度 一、部分互溶液体的相互溶解度一、部分互溶液体的相互溶解度DB线是苯胺在水中的溶解度曲线EBEB线线是水在苯胺中的溶解度曲线是水在苯胺中的溶解度曲线质量分数等压T/K单相两相D点：苯胺在水中的饱和溶解度E点：在在 (约为约为291.2K291.2K）以下，）以下，两者可以任意比例互溶，升两者可以任意比例互溶，升高温度，互溶度下降，出现高温度，互溶度下降，出现分层。分层。水水-三乙基胺的溶解三乙基胺的溶解度图如图所示。度图如图所示。以下是单一液相区，以下是单一液相区，以上是两相区。以上是两相区。质量分数T/K单相水三乙基胺水-三乙基胺的溶解度图等压两相B2.具有最低临界溶解温度 一、部分互溶液体的相互溶解度一、部分互溶液体的相互溶解度在(约为291.2K）以下，两者可以任意比例互溶，升水和烟碱的溶解度图：水和烟碱的溶解度图：在最低在最低临界溶解温度临界溶解温度 (约约334 K)334 K)以下和在最高以下和在最高临界临界溶解温度溶解温度 (约约481K)481K)以上，以上，两液体完全互溶。两液体完全互溶。在这两个温度之间只能部分互在这两个温度之间只能部分互溶，形成一个完全封闭的溶度曲线，溶，形成一个完全封闭的溶度曲线，曲线之内是两液相共存区。曲线之内是两液相共存区。质量分数T/K单相水烟碱水-烟碱的溶解度图等压两相3.同时具有最高、最低临界溶解温度 特点：在高温或低温下，二组分可以特点：在高温或低温下，二组分可以以任意比例混合而成单一液相，只是以任意比例混合而成单一液相，只是在某一温度区间，二组分部分互溶而在某一温度区间，二组分部分互溶而分成共轭双层分成共轭双层一、部分互溶液体的相互溶解度一、部分互溶液体的相互溶解度水和烟碱的溶解度图：在最低临界溶解温度(约3 一对液体在它们存在的温度范围内，不论以何种比例混一对液体在它们存在的温度范围内，不论以何种比例混合，一直是彼此部分互溶，不具有会溶温度。合，一直是彼此部分互溶，不具有会溶温度。乙醚与水组成的双液乙醚与水组成的双液系系，在它们能以液相存在的，在它们能以液相存在的温度区间内，一直是彼此部温度区间内，一直是彼此部分互溶，不具有分互溶，不具有临界溶解温临界溶解温度度 。（4）不具有临界溶解温度 一、部分互溶液体的相互溶解度一、部分互溶液体的相互溶解度一对液体在它们存在的温度范围内，不论以何种比例混合，实例：在加压容器内测定、绘制的水-正丁醇溶解度图如下，试回答下列问题：(1)(1)在在2020下往下往100.0g100.0g水中慢慢滴加正丁水中慢慢滴加正丁醇，当系统开始变浑浊时，加入正丁醇醇，当系统开始变浑浊时，加入正丁醇的量是多少？的量是多少？(2)(2)计算正丁醇的加入量为计算正丁醇的加入量为25.0g25.0g时，一时，一对共轭溶液的组成及数量。对共轭溶液的组成及数量。(3)(3)至少应加入多少正丁醇才使水层消失至少应加入多少正丁醇才使水层消失？(4)(4)将将100g100g水和水和25g25g正丁醇的混合液加热正丁醇的混合液加热至至8080时，两共轭溶液的数量比为多少时，两共轭溶液的数量比为多少？(5)(5)将上述混合物加热，将在什么温度下将上述混合物加热，将在什么温度下系统由浑浊变清？系统由浑浊变清？水-正丁醇溶解度图实例解析实例解析实例：在加压容器内测定、绘制的水-正丁醇溶解度图如下，试解析：解析：(1)(1)系统为纯水；其物系统为纯水；其物系点为系点为e e，在，在2020下滴加正丁下滴加正丁醇时，物系点沿醇时，物系点沿eaea线向线向a a移动，移动，达达a a点时，正丁醇在水中达饱点时，正丁醇在水中达饱和，稍微过量，系统因出现了和，稍微过量，系统因出现了醇层会变浑浊，醇层会变浑浊，a a点点对应的组对应的组成成W W醇醇%为为7.81%7.81%，设加入正丁，设加入正丁醇的量为醇的量为W W醇醇克，则：克，则：水-正丁醇溶解度图解析：(1)系统为纯水；其物系点为e，在20下 (2)(2)当正丁醇的加入量为当正丁醇的加入量为25.0g25.0g时，系统的总组成为：时，系统的总组成为：此时系统的物系点为此时系统的物系点为d d，在液，在液-液两相平衡共存区内，共轭两液两相平衡共存区内，共轭两液相的相点为液相的相点为a a和和b b，它们的组，它们的组成是成是水层中水层中W W醇醇%=7.81%=7.81%；醇层醇层中中W W醇醇%=79.9%=79.9%，由杠杆规则：，由杠杆规则：而而W W水水+W W醇醇=125.0(g)=125.0(g)计算可得：计算可得：W W水水=103.9(g)=103.9(g)，W W醇醇=21.1(g)=21.1(g)水-正丁醇溶解度图(2)当正丁醇的加入量为25.0g时，系统的总组成 (3)向系统继续滴加正丁醇时，系统的物系点由d向b移动，共轭溶液的组成不变，数量比不断变化，达b点时水层消失，设此时加入正丁醇量为W醇，则：水-正丁醇溶解度图水-正丁醇溶解度图(4)(4)将将100.0g100.0g水和水和25.0g25.0g正丁醇混合正丁醇混合加热加热时，系统的时，系统的物系点由物系点由d d垂直向垂直向上移动达上移动达g g点点，共轭两液相的相点，共轭两液相的相点为为aa和和bb。它们的组成是。它们的组成是水层水层中中W W醇醇%=6.89%=6.89%，醇层醇层中中W W醇醇%=73.5%=73.5%，由杠杆规则：，由杠杆规则：(5)(5)继续升温，系统的物系点垂直向继续升温，系统的物系点垂直向上移动达上移动达k k点时，醇层消失，系统点时，醇层消失，系统由浑浊变清，由浑浊变清，k k点对应的温度是点对应的温度是124.5124.5。水-正丁醇溶解度图(4)将100.0g水和25.0g正丁醇混合加热时，系统的物2A A和和B B形成部分互溶体系，如图所示。在帽形区外点形成部分互溶体系，如图所示。在帽形区外点M M和和帽形区内点帽形区内点N N，它们的自由度正确的是（，它们的自由度正确的是（）。）。A A M=1,N=1M=1,N=1B B M=1,M=1,N=2N=2C C M=2,N=1M=2,N=1D D M=2,M=2,N=2N=2A1.二种液体A和B形成部分互溶系统，如图所示。在帽形区外点M和帽形区内点N，它们的状态正确的是（）A.A.系统在系统在M M点是点是2 2个部分互溶的液相个部分互溶的液相 B.B.系统在系统在N N点是点是2 2个部分互溶的液相个部分互溶的液相 C.C.系统在系统在M M点是单一液相，点是单一液相，f f=1=1 D.D.系统在系统在N N点是单一液相，点是单一液相，f f=2=2课堂练习课堂练习CB2A和B形成部分互溶体系，如图所示。在帽形区外点M和帽形区3.3.苯酚和水是部分互溶的，在苯酚和水是部分互溶的，在2020时两共轭时两共轭液层的组成分别为含苯酚液层的组成分别为含苯酚8.4%8.4%和和72.2%72.2%（质量（质量百分数）。今有含百分数）。今有含50%50%苯酚的样品苯酚的样品5kg5kg，求每，求每一层中苯酚的量。一层中苯酚的量。（酚层含酚：2.35kg，水层含酚：0.146kg）课堂练习课堂练习3.苯酚和水是部分互溶的，在20时两共轭液层的组成分别为含 两种液体的性质差别两种液体的性质差别较大时，较大时，A-AA-A分子和分子和B-BB-B分子分子间的引力必定会比间的引力必定会比A-BA-B分子间分子间的引力大得多，所以的引力大得多，所以A A、B B二二组组分溶液的的蒸气压蒸气压曲线上会曲线上会出现出现最高点最高点，而在，而在沸点沸点-组成组成图图上会出现上会出现最低恒沸点最低恒沸点。并。并且在常温下呈且在常温下呈液态部分互溶液态部分互溶而分为两液层。而分为两液层。二、部分互溶液体的蒸馏二、部分互溶液体的蒸馏两种液体的性质差别较大时，A-A分子和B-B分子34低压下：低压下：液液平衡线变化不大；液液平衡线变化不大；气液平衡线随压力气液平衡线随压力 降低降低而下降，且发生变形。而下降，且发生变形。二、部分互溶液体的蒸馏二、部分互溶液体的蒸馏34低压下：二、部分互溶液体的蒸馏三三相相点点E E点点：共共沸沸点点，即即两两个个液液相相同同时沸腾产生气相。时沸腾产生气相。l l1 1+l+l2 2 g g，F F=2-3+1=0=2-3+1=0，T T、组成不变，三相组成分别为组成不变，三相组成分别为x xM M、x xN N、x xE E。此时温度为共沸温度。此时温度为共沸温度a a纯纯B B的沸点；的沸点；b b纯纯A A的沸点的沸点 aEaE、bEbE气相线；气相线；aMaM、bNbN液相线液相线 aEbaEb以上区以上区g;g;aBFM aBFM区区-l-l1 1和和bAGNbAGN区区-l-l2 2FMFM、GNGN溶解度曲线溶解度曲线aMEaME和和bNEbNE区区l-gl-g；MNGFMNGF区区ll1 1-l-l2 2BA部分互溶系统的温度部分互溶系统的温度-组成图组成图当系统组成位于当系统组成位于E E点组成时点组成时,两共轭溶液的蒸发使两两共轭溶液的蒸发使两液相同时消失液相同时消失.三相点E点：共沸点，即两个液相同时沸腾产生气相。a纯B的沸动态分析：动态分析：体系从体系从体系相态变化体系相态变化动态分析：体系从体系相态变化37双塔精馏双塔精馏对于具有对于具有恒沸点恒沸点且且液相又分层液相又分层的部分互溶系统，的部分互溶系统，则可用一般精馏的方法，将两组分实现完全的分离，则可用一般精馏的方法，将两组分实现完全的分离，但需要用两个精馏塔。但需要用两个精馏塔。37双塔精馏对于具有恒沸点且液相又分层的部分互溶部分互溶双液体系的气-液平衡相图部分互溶双液系的精馏图部分互溶双液体系的精馏示意图部分互溶双液体系的气-液平衡相图部分互溶双液系的精馏图部分不互溶双液系的特点 如果如果A A，B B 两种液体彼此互溶程度极小，以致可忽略不两种液体彼此互溶程度极小，以致可忽略不计。则计。则A A与与B B共存时，各组分的蒸气压与单独存在时一样。共存时，各组分的蒸气压与单独存在时一样。当两种液体共存时，不管其相对数量如何，其总蒸气当两种液体共存时，不管其相对数量如何，其总蒸气压恒大于任一组分的蒸气压，压恒大于任一组分的蒸气压，而沸点则恒低于任一组分的沸而沸点则恒低于任一组分的沸点。点。液面上的液面上的总蒸气压等于两纯组分饱和蒸气总蒸气压等于两纯组分饱和蒸气压之和，即压之和，即三、不互溶的液-液系统水蒸气蒸馏不互溶双液系的特点如果A，B两种液体彼此互溶程度极小不互溶体系的蒸气压不互溶体系的蒸气压-组成图和沸点组成图和沸点-组成图组成图不互溶体系的蒸气压-组成图和沸点-组成图 某某些些有有机机化化合合物物高高温温下下不不稳稳定定，本本身身的的蒸蒸汽汽压压很很低低，若若用用一一般般蒸蒸馏馏方方法法提提纯纯，往往往往不不到到沸沸点点化化合合物物就就已已经经分分解解。此此类有机物通常不溶于水，可以用类有机物通常不溶于水，可以用水蒸气蒸馏水蒸气蒸馏的方法提纯。的方法提纯。向向含含化化合合物物系系统统中中通通入入水水蒸蒸气气，则则混混合合系系统统为为一一不不互互溶溶双双液液系系，系系统统的的沸沸点点将将低低于于水水正正常常沸沸点点，即即100100，冷冷凝凝并并收收集集蒸蒸汽汽，会会得得到到不不互互溶溶的的双双液液系系，分分离离出出水水相相，即即获获得得有有机化合物。机化合物。三、不互溶的液-液系统水蒸气蒸馏水蒸气蒸馏水蒸气蒸馏某些有机化合物高温下不稳定，本身的蒸汽压很低，若用一42在外压为在外压为101.325 kPa101.325 kPa时时三、不互溶的液三、不互溶的液-液系统液系统水蒸气蒸馏水蒸气蒸馏 如如水水-溴苯二组分不互溶溴苯二组分不互溶系统，两者互溶程度极小，系统，两者互溶程度极小，而密度相差极大，很容易分开。而密度相差极大，很容易分开。混合物的沸点：与组成无关，混合物的沸点：与组成无关，且比纯且比纯A A和纯和纯B B的沸点都低。的沸点都低。42在外压为101.325kPa时三、不互溶的液-液系统三、不互溶的液-液系统水蒸气蒸馏水蒸水蒸气气待提纯化合待提纯化合物物水水层层有机有机层层在溴苯中通入水气后，双液系在溴苯中通入水气后，双液系的沸点比两个纯物的沸点都低，的沸点比两个纯物的沸点都低，很容易蒸馏。很容易蒸馏。将不溶于水的高沸点液体和水将不溶于水的高沸点液体和水一起蒸馏，使两液体在略低于一起蒸馏，使两液体在略低于水的沸点下共沸。水的沸点下共沸。水蒸气蒸馏水蒸气蒸馏水水蒸蒸气气蒸蒸馏馏适适用用：提提纯纯与与水水完全不互溶的有机液体。完全不互溶的有机液体。可避免有机物分解节约能源水蒸气蒸馏优点：水蒸气蒸馏优点：可以降低可以降低系统沸点系统沸点三、不互溶的液-液系统水蒸气蒸馏水蒸气待提纯化合物水层有机 当混合物沸腾时，两液体的蒸气压分别为当混合物沸腾时，两液体的蒸气压分别为 P PA A*和和 P PB B*。根据道尔顿分压定律，气相中分压之比等于物质的量之比，根据道尔顿分压定律，气相中分压之比等于物质的量之比，水蒸汽消耗系数上式中上式中 W WH2O H2O/W WB B 称为称为“水蒸汽消耗系数水蒸汽消耗系数”，此系数的，此系数的数值越小，表明水蒸汽蒸馏的效率越高。数值越小，表明水蒸汽蒸馏的效率越高。馏出物中两组分馏出物中两组分(A(A为水为水)的质量比的质量比:三、不互溶的液-液系统水蒸气蒸馏当混合物沸腾时，两液体的蒸气压分别为PA*和PB45若两个组分液态完全互不相溶，则一定的温度下，有若两个组分液态完全互不相溶，则一定的温度下，有p=p*A+p*B333343353363373T/Kp/102kPa1.61.20.40.82.00.01.41.00.20.61.8p*(H2O)p*(C6H6)p*(H2O)+P*(C6H6)水、苯的蒸汽压与温度的关系读图要点：明确明确p p*（H H2 2O O）T T关系关系及及p p*（C C6 6H H6 6）T T 关系关系明确明确H H2 2O O（A A）C C6 6H H6 6（B B）系统的系统的 p p*(A)+(A)+p p*(A)(A)T T 关关系系（与两组分相对量无与两组分相对量无 关）关）明确一定外压下，明确一定外压下，T Tb b(A+B)(A+B)T T*b b(A)(A)T Tb b*(A+B)(A+B)T T*b b(B)(B)混合物的沸点：与组成无关，混合物的沸点：与组成无关，且比纯且比纯A A和纯和纯B B的沸点都低。的沸点都低。45若两个组分液态完全互不相溶，则一定的温度下，有p=p*2024/5/234.4.根据互不相溶的液体体系，常采用水蒸气蒸馏根据互不相溶的液体体系，常采用水蒸气蒸馏某些有机物，有关于水蒸气消耗系数的说法应该某些有机物，有关于水蒸气消耗系数的说法应该是（是（）A.A.水蒸气消耗系数越大，有机物越容易蒸馏水蒸气消耗系数越大，有机物越容易蒸馏B.B.有机物蒸汽压越大，水蒸气消耗系数越大有机物蒸汽压越大，水蒸气消耗系数越大C.C.有机物的分子量越大，水蒸气消耗系数越小有机物的分子量越大，水蒸气消耗系数越小D.D.水蒸气消耗系数与有机物分子量无关水蒸气消耗系数与有机物分子量无关C C课堂练习课堂练习2023/8/44.根据互不相溶的液体体系，常采用水蒸气5.将某有机化合物进行水蒸气蒸馏，混合物的沸腾温度为95。实验时的大气压为99.20kPa，95时水的饱和蒸汽压为84.53kPa。馏出物经分离称重，知水的重量占45.0%。试估计此化合物的摩尔质量。（127127）课堂练习课堂练习5.将某有机化合物进行水蒸气蒸馏，混合物的沸腾温度为95。本本 章章 小小 结结相平衡是精馏、结晶、萃取等操作的理论基础相平衡是精馏、结晶、萃取等操作的理论基础本章主要介绍单组分、二组分系统（气本章主要介绍单组分、二组分系统（气液、液液、液固）相图固）相图单组分系统：单组分系统：主要介绍水的相图主要介绍水的相图二组分系统相图：二组分系统相图：气液平衡相图气液平衡相图(px、Tx图图)：依据液态互溶情况：依据液态互溶情况液态完全互溶（理想液态混合物、真实液态混合物）液态完全互溶（理想液态混合物、真实液态混合物）液态部分互溶液态部分互溶液态完全不互溶系统液态完全不互溶系统液固平衡相图液固平衡相图(Tx图图)：液固相图的绘制方法：热分析法（适液固相图的绘制方法：热分析法（适用于金属相图）及溶解度法（适用于水用于金属相图）及溶解度法（适用于水盐系统）盐系统）本章小结二组分气-液体系的相图二组分气-液体系的相图