第第六六章章 蒸馏蒸馏一、概述一、概述二、二、相相组组成的表示方法成的表示方法三、挥发度和相对挥发度三、挥发度和相对挥发度四、气液相平衡图四、气液相平衡图五、非理想溶液五、非理想溶液第第一一节节 二二组分溶液气液平衡组分溶液气液平衡一、概述一、概述1、蒸馏的原理蒸馏的原理 利用混合物在一定压力下各组分相对挥发度（沸点）的不同进行分离的一种单元操作 易挥发组分 ：沸点低的组分 难挥发组分 ：沸点高的组分例：乙醇水体系的蒸馏分离例：乙醇水体系的蒸馏分离乙醇水乙醇水加热加热汽相汽相:醇富集醇富集液相液相:水富集水富集冷凝冷凝冷却冷却乙醇乙醇产品产品废水废水2、蒸馏的分类、蒸馏的分类按蒸馏方式 简单蒸馏 平衡蒸馏 （闪蒸）精馏精馏 特殊精馏 恒沸蒸馏 萃取蒸馏 水蒸汽蒸馏较易分离的物系或对分离要求不高的物系难分离的物系很难分离的物系或用普通方法难以分离的物系按操作压强 常压常压 加压 减压 一般情况下多用常压 常压下不能分离或达不到分离要求 混合物中组分 双组分多组分 按操作方式 间歇 连续连续 二、二、相相组组成的表示方法成的表示方法 1.质量分数（）定义：混合物中某组分的质量与混合物的总质量的比值。
两组分混合溶液A、B，其质量分别为mA,mB,总质量为m，则两组份的质量分数分别为：2.摩尔分数（x） 定义：混合物中某组分的摩尔数与混合物的总摩尔数的比值 两组分混合溶液A、B，其摩尔数分别为nA，nB，总摩尔数为n，则两组份的质量分数分别为：质量分数与摩尔分数之间的换算：假设混合物质量为1g:假设混合物总摩尔数为1mol:3.气体混合物的组成道尔顿分压定律道尔顿分压定律：理想气体混合物，它的总压等于各组分的分压之和，即：混合理想气体混合理想气体：道尔顿分压定律道尔顿分压定律:即理想混合气体的总压等于各组即理想混合气体的总压等于各组分单独存在于混合气体的分单独存在于混合气体的T、V时产生的压力总和时产生的压力总和 气体气体A nA T、V 气体气体B nB T、V 混合气体混合气体n=nA+ nB T、VpApBp=pA+pB+3.气体混合物的气体混合物的组组成成（1）道尔顿分压定律道尔顿分压定律理想气体混合物中某一组分分压理想气体混合物中某一组分分压适用条件适用条件: 理想气体混合物理想气体混合物物理意义物理意义: 在理想气体混合物中在理想气体混合物中,某组分的分压等于该组分某组分的分压等于该组分单独单独存在存在并具有与混合物并具有与混合物相同温度相同温度和和相同体积相同体积时的压力时的压力理想气体混合物的总体积理想气体混合物的总体积V为各组分分体积为各组分分体积VB*之和：之和： V= VB*1) 阿马加分体积定律阿马加分体积定律2) 理想气体混合物中某一组分的分体积理想气体混合物中某一组分的分体积（2）分体积定律与分体积 理想气体混合物中物质理想气体混合物中物质B的分体积的分体积VB*，等于纯，等于纯气体气体B在混合物的温度及总压条件下所占有的体积。
在混合物的温度及总压条件下所占有的体积物理意义物理意义: : 阿马加定律表明理想气体混合物的体积具有阿马加定律表明理想气体混合物的体积具有加和性，在相同温度、压力下，混合后的总体积加和性，在相同温度、压力下，混合后的总体积等于混合前各组分的体积之和等于混合前各组分的体积之和由二定律有：由二定律有：注意：以上公式不仅仅适用于理想气体，对于非理想气体同样适用注意：以上公式不仅仅适用于理想气体，对于非理想气体同样适用例1：在乙醇和水的混合溶液中，乙醇的质量为15kg，水为25kg求乙醇和谁在混合液中的质量分数、摩尔分数和该混合溶液的平均摩尔质量例2：已知空气中氮和氧气的质量分数分别为76.7%和23.3%，且总压为101.3kPa，求它们的摩尔分数和分压作业：工业用酒精中，含乙醇的质量百分数为95%，试以摩尔分数表示该酒精中乙醇的和水的组成合成氨的氮气和氢气的混合气体（可视为理想气体）中，两组份体积比为1:3，求：（1）氮气与氢气的体积百分数；（2）混合气体压力为1.013*105Pa时，氮气和氢气的分压；（3）分别以摩尔分数和质量分数表示氮气和氢气的组成；（4）求混合气体的摩尔质量二、二、二组分理想溶液的汽液相平衡二组分理想溶液的汽液相平衡1、汽液相平衡、汽液相平衡溶液理想溶液理想溶液非理想溶液 拉乌尔定律拉乌尔定律在一定温度下平衡时溶液上方蒸汽中任一组分的分压，等于此纯组分在该温度下饱和蒸汽压乘以其在溶液的摩尔分数。
理想溶液）p：aq上方某组分的平衡分压，Papo:该温度下，该纯组分的饱和蒸汽压，Pa，可 查表得x:aq中组分的摩尔分数当溶液沸腾时，溶液上方的总压等于各组分的蒸气压之和：A:易挥发；B:难挥发 溶液上方蒸气的组成：注：理想溶液时不存在的例6-3. 今有苯-甲苯的混合溶液，在45时沸腾，外界压强为20.3kPa已知在45时纯态苯的饱和蒸汽压 ，纯态甲苯的饱和蒸汽压 试求其汽液相的平衡组成液相：汽相：2.汽液相平衡相图2、汽液相平衡图、汽液相平衡图 （1）温度）温度组成组成 ( 图图) 两条线两条线三个区三个区三种点三种点表示混合液的平衡温度和液相组成之间关系，t-x线 又叫泡点线或液相线汽相线表示混合液的平衡温度和气相组成之间的关系，t-y线，又叫：露点线或饱和蒸汽线液相线两条线两条线过热蒸汽区或汽相区两相区或汽液共存区两相区或汽液共存区液相区三个区三个区沸点沸点（boiling point ）泡点（泡点（bubble point ）x越大，易挥发组分的含量越高，泡点温度越低 露点（露点（dew point ）y越大，易挥发组分含量越高，露点温度越低 t 汽液两相处于平衡时，两相温度相同此时，气相组成大于液相组成； 当气液两相组成相同时，气相露点温度总是高于液相的泡点温度。
EtExFxEyE t-x-y 图与蒸馏原理图与蒸馏原理（2）x-y 图图平衡线位于对角线的上方，平衡线偏离对角线愈远，表示该溶液愈易分离三、挥发度和相对挥发度三、挥发度和相对挥发度1、挥发度：、挥发度： 表示某种液体表示某种液体容易挥发的程度常用当时温度下饱和蒸汽压表示容易挥发的程度常用当时温度下饱和蒸汽压表示对纯液体，挥发度指该液体在一定温度下的饱和蒸汽压 对混合液，挥发度为组分在蒸气中分压和与之平衡的液相中的摩尔分率之比对于理想溶液： 对于非理想溶液： 2、相对挥发度、相对挥发度 溶液中易挥发组分的挥发度与难挥发组分的挥发度之比，用表示 相对挥发度的数值可由实验测得 对理想溶液： 理想溶液中组分的相对挥发度等于同温度下两组分的泡和蒸汽压之比 当t变化时，两者的变化不大，一般可将视为常数，计算时可取操作温度范围内的平均值 若操作压强不高，气相遵循道尔顿分压定律 气液平衡方程气液平衡方程 时， 组分A较B易挥发，可以用蒸馏方法分离时，挥发度差异愈大，愈有利于蒸馏操作 时，不能用普通蒸馏的方法分离混合液 可作为混合液能否用蒸馏方法分离以及分离难易程度的判据能否用蒸馏方法分离以及分离难易程度的判据。
由 知，五、非理想溶液五、非理想溶液 非理想溶液 最低恒沸点 如：乙醇水，正丙醇水 最高恒沸点 如：硝酸水，氯仿酮 正偏差溶液 负偏差溶液 。