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《大学化学实验》网络课程网页制作卡片
课程名称:有机化学实验填表人:郭小峰
文件名:2-2-2-
第 2 章第 2 节第 2 点
页面内容(主要内容简介)
   (2)无限混溶体系
    如果液体A和液体B可以无限混溶,但不能缔合,也不能形成共沸物,则由A和B组成的二元液体体系的蒸气压行为符合拉乌尔(Raoult)定律。拉乌尔定律的表达式为:
                       PA=P0A   · XA 
    式中,PA为A的蒸气分压;P0A 为当A独立存在时在同一温度下的蒸气压;XA 为A在该体系中所占的摩尔分数。由于该体系中只有A,B两个组分,所以XA =1-XB,其中xB为B在体系中所占的摩尔分数。显然,XA <1,PA<P0A ,即在无限混溶的二元体系中各组分的蒸气分压低于它独立存在时在同一温度下的蒸气压。同理,对于液体B来说,也有PB=P0BXB<P0B。设该二元体系的总蒸压为P总,则有P总=PA+PB=P0A  XA+P0B XB。对体系加热,PA和PB都随温度升高而升高,当升至P总与外界压强相等时,液体沸腾。
    如果A的正常沸点低于B的正常沸点,且A,B在液相中占有相同的摩尔分数,即  XA=XB,由于A的沸点低,挥发性大,因而有较多的A分子脱离液相而进入气相,则在气相中A将占有较多的摩尔分数,即液相和气相的组成是不同的。如果将沸腾时产生的混合蒸气冷凝收集,则在收集所得的液体中A所占的比例必然大于它在原来的二元体系中所占的比例,或者说,低沸点组分在收集液中得到富集,这就是简单蒸馏的基本原理。可以用图2-4来定量地说明该原理。
    图2-4为由苯和甲苯组成的二元体系相图,横坐标表示组成,纵坐标表示温度。图中有两条曲线,下面的实线为组成沸点曲线,它表示混合液体的沸点随组成的变化而变化的关系。上面的虚线为蒸气的温度组成曲线,它表示蒸气的组成随温度的变化而变化的情况。这些曲线是用实验方法绘出的,即在恒压下测定不同温度时气液平衡体系中气相和液相的组成,在坐标系中描出相应的点,再用平滑的曲线将各点连结起来而得到的。
 t2-2-2-
                图24由苯和甲苯组成的二元体系相图
    从图中可以看出:纯粹的苯在80℃沸腾,在该温度下蒸气的组成是100%的苯;纯粹的甲苯在111℃沸腾,在该温度下蒸气的组成是100%的甲苯;由苯和甲苯组成的混合液体,其沸点在苯和甲苯的沸点之间。假设给定的混合液体中含有32%的甲苯和68%的苯,它