蒸馏基本原理
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蒸馏的原理及操作和注意事项
蒸馏的原理及操作和注意事项蒸馏是提纯液体物质和分离混合物的一种常用的方法。
通过蒸馏还可以测出化合物的沸点，所以它对鉴定纯粹的液体有机化合物也具有一定的意义。
一、蒸馏原理液体的分子由于分子运动有从表面逸出的倾向，这种倾向随着温度的升高而增大，即液体在一定温度下具有一定的蒸气压，当其温度达到沸点时，也即液体的蒸气压等于外压时（达到饱和蒸气压），就有大量气泡从液体内部逸出，即液体沸腾。
一种物质在不同温度下的饱和蒸气压变化是蒸馏分离的基础。
将液体加热至沸腾，使液体变为蒸气，然后使蒸气冷却再凝结为液体，这两个过程的联合操作称为蒸馏。
很明显，蒸馏可将易挥发和不易挥发的物质分离开来，也可将沸点不同的液体混合物分离开来。
（液体混合物各组分的沸点必须相差很大，至少30oC以上才能达到较好的分离效果）。
纯粹的液体有机化合物在一定压力下具有一定的沸点。
但由于有机化合物常和其它组分形成二元或三元共沸混合物（或恒沸混合物），他们也有一定的沸点（高于或低于其中的每一组分）。
因此具有固定沸点的液体不一定都是纯粹的化合物。
一般不纯物质的沸点取决于杂质的物理性质以及它和纯物质间的相互作用：假如杂质是不挥发的，溶液的沸点比纯物质的沸点略有提高（但在蒸馏时，实际上测量的并不是溶液的沸点，而是逸出蒸气与其冷凝液平衡时的温度，即是馏出液的沸点而不是瓶中蒸馏液的沸点）；若杂质是挥发性的，则蒸馏时液体的沸点会逐渐上升；或者由于组成了共沸混合物，在蒸馏过程中温度可保持不变，停留在某一范围内。
二、蒸馏操作1. 蒸馏装置及安装最简单的蒸馏装置，如图28所示。
常压蒸馏装置主要由蒸馏烧瓶、蒸馏头、温度计套管、温度计、冷凝管、接液管和接受瓶等组成。
蒸馏液体沸点在140oC以下时，用直形冷凝管；蒸馏液体沸点在140oC以上时，由于用水冷凝管温差大，冷凝管容易爆裂，故应改用空气冷凝管——高沸点化合物用空气冷凝管已可达到冷却目的。
蒸馏易吸潮的液体时，在接液管的支管处应连一干燥管；蒸馏易燃的液体时，在接液管的支管处接一胶管通入水槽，并将接受瓶在冰水浴中冷却。
蒸馏的原理与应用
蒸馏的原理与应用
蒸馏是一种物质分离技术，其基本原理是利用不同物质的沸点差异，通过加热液体混合物，使其蒸发产生蒸汽，再将蒸汽冷凝为液体，从而实现对物质的分离和纯化。
蒸馏的应用非常广泛，以下是一些常见的应用领域：
1. 石油工业：在原油加工中，蒸馏被用于分离原油中不同碳链长度的烃类化合物，例如分离汽油、柴油和润滑油等。
2. 化学工业：蒸馏常被用于分离合成化学物质中的杂质，提高产物的纯度。
例如，在制药工业中，蒸馏被用于提取纯化药物。
3. 食品工业：蒸馏被用于提取和纯化酒精、香精和食用油等，以及去除水中的杂质。
4. 饮用水处理：蒸馏是一种常用的水处理方法，可用于去除水中的有机物、离子、细菌和病毒等。
5. 环境保护：在环境污染治理中，蒸馏可用于处理废水和废气，实现对有害物质的分离和回收。
6. 实验室应用：在科研实验和分析中，蒸馏常被用于分离和纯化化学试剂、提取天然物质等。
除了以上应用，蒸馏还广泛应用于许多其他领域，如能源产业、冶金工业、纺织工业等。
总的来说，蒸馏是一种有效的物质分
离技术，既可以实现混合物的分离和纯化，也可以回收和利用有用的物质。
蒸馏的原理
蒸馏的原理
蒸馏是指利用多次部分汽化来提纯的方法。
这样，既能除去杂质，又能得到较纯净的产品。
常见的蒸馏装置有：连续加热式和间歇操作的回流式两大类。
原理：蒸馏实质上是一种普通的液体混合物的分离操作。
它是利用液体混合物中各组成成分挥发度的差异，在连续加热情况下使易挥发组分先挥发出来，使难挥发组分残留在混合物中，从而达到分离目的。
为了防止液滴飞溅和液体过热，必须对液体进行预热。
此外，由于在分离时，不可避免地要发生相际传质和相际传热现象，因此还需采取适当的分离措施。
应用：(1)精馏可以把沸点不同或互溶的混合物分离开来。
例如：在炼油厂里，为了分离汽油与煤油，往往将汽油和煤油分别收集在各自的贮罐内，然后送入精馏塔，通过精馏将它们分离开来。
(2)某些气体化合物的分离：利用精馏可以把一氧化碳、二氧化硫等混合气体化合物分离开来。
(3)用精馏也可以制备某些化工产品，如苯酚、甲醛、乙醇等。
- 1 -。
蒸馏基本原理
小实验
在一个容器中放入苯40mol(3.12kg) ， 甲苯60mol(5.52kg) ，充分搅拌使之混合均 匀成为均相混合物。
然后进行加热，升温到100˚C，则混合 物处于沸腾状态，将产生的蒸汽引入冷凝 器冷凝后装入另一个容器，这样原来的混 合物被分成两部分，如图10-1所示。
xF,A=0.4 xF,B=0.6 F=100mol
本章重点介绍：两组分常压连续精馏。
第一节 二元物系的汽液平衡
蒸馏是汽液间的传质过程，传质推动 力是汽相或者液相的实际浓度与平衡浓度 的差距，传质过程的极限程度是汽液两相 达到相平衡，因此，汽液平衡关系是分析 蒸馏原理和进行设备设计计算的理论基础。 相平衡是《物理化学》课程学习的基本内 容，本节侧重论述相平衡在本课程中的应 用。
10-2 二元理想溶液及其汽液平衡图
பைடு நூலகம்
一.理想溶液的汽液平衡
根据溶液中同分子间作用力与异分子间作用 力的差异程度，可将溶液分为理想溶液和非理想 溶液。理想溶液是指同分子间作用力与异分子间 作用力相同或相近，溶液中各个组分在全部浓度 范围内（x=0→1）服从拉乌尔定律，即
pA=pA0 xA （xA =0→1）
二. 沸点-组成图（t-x-y图）
如汽液平衡时总压P不高（一般小于 10atm），则道尔顿分压定律适用于汽相， 即
P=pA+pB 若溶液为理想溶液，则有
(10-3)
P= pA0 xA + pB0 xB = pA0 xA + pB0 (1-xA ) (10-4)
二. 沸点-组成图（t-x-y图）
由上式得
xA
P pB0
pA0
p
0 B
又由道尔顿分压定律得
什么是蒸馏
什么是蒸馏蒸馏作为化学实验中不可缺少的技术手段，令许多实验室对他都不陌生。
在生活中，它被用来获取蒸馏水，去除水中杂质，化解混合液，而在实验室中，则往往用来小颗粒物的分离和水合物的纯化。
面对蒸馏这项技术，你了解多少呢?下面就列出3-5项，为大家讲解蒸馏的基本内涵和相关实验中的应用技巧。
1. 什么是蒸馏？蒸馏是一种在化学实验中常用的技术手段，旨在通过把混合物经过加热分解，获得不饱和溶液或饱和溶液；通过改变溶剂蒸发沸点来实现混合液中分子的分离，最终获得混合物中两个或多个组分的精确分离。
2. 蒸馏的工作原理蒸馏是一种气液不断相互交替的过程，主要由加热、蒸发和冷却三个过程组成，反复运作以达到分离物质的目的，即：当溶剂被加热到它的沸点时，其中的部分溶质会被蒸发；再把其中的蒸汽通过管子，被冷却到凝华状态，使其分离出最终的混合液，从而实现了物质的分离。
3. 蒸馏的主要应用蒸馏在化学实验中有广泛的应用，其中包括：* 蒸发分离：在有机合成实验中，常用它来去除溶剂中的混杂物，以提高合成物的纯度；* 精馏分离：该过程能有效的提高混合物中化合物的纯度，常用其分离耦合反应产物中的一组杂质。
* 提取方法：也称温和搅拌法，将混合液的一组物质溶于某些溶剂中分离出来；* 溶剂汽提法：也称气溶胶萃取，主要应用于汽柱中沉淀物的抽查或物质的分离净化；* 减压蒸馏：可以利用减压蒸馏实现低沸点、极性、易老化物质的分离；* 改性蒸馏：又称蒸熏蒸馏，主要应用于膦酸盐类和硫酸盐类的分离，也可以用于生物化学中蛋白质的分离等。
4. 传统蒸馏与蓝牙蒸馏的不同传统蒸馏和蓝牙蒸馏都是为获得精确的物质分离和纯化而实施的技术，但两种方法分别具有不同的特点：* 传统蒸馏：传统蒸馏使用笨重的设备，受工作环境的影响较大，容易受室温变化的影响，影响精确度；* 蓝牙蒸馏：蓝牙蒸馏采用蓝牙智能技术，不受外界因素影响，即使遇到室温变化，也能保持蒸馏过程的稳定性，具有很高的精确度。
蒸馏的原理和操作及注意事项
蒸馏的原理及操作和注意事项蒸馏是提纯液体物质和分离混合物的一种常用的方法。
通过蒸馏还可以测出化合物的沸点，所以它对鉴定纯粹的液体有机化合物也具有一定的意义。
一、蒸馏原理液体的分子由于分子运动有从表面逸出的倾向，这种倾向随着温度的升高而增大，即液体在一定温度下具有一定的蒸气压，当其温度达到沸点时，也即液体的蒸气压等于外压时（达到饱和蒸气压），就有大量气泡从液体内部逸出，即液体沸腾。
一种物质在不同温度下的饱和蒸气压变化是蒸馏分离的基础。
将液体加热至沸腾，使液体变为蒸气，然后使蒸气冷却再凝结为液体，这两个过程的联合操作称为蒸馏。
很明显，蒸馏可将易挥发和不易挥发的物质分离开来，也可将沸点不同的液体混合物分离开来。
（液体混合物各组分的沸点必须相差很大，至少30o C以上才能达到较好的分离效果）。
纯粹的液体有机化合物在一定压力下具有一定的沸点。
但由于有机化合物常和其它组分形成二元或三元共沸混合物（或恒沸混合物），他们也有一定的沸点（高于或低于其中的每一组分）。
因此具有固定沸点的液体不一定都是纯粹的化合物。
一般不纯物质的沸点取决于杂质的物理性质以及它和纯物质间的相互作用：假如杂质是不挥发的，溶液的沸点比纯物质的沸点略有提高（但在蒸馏时，实际上测量的并不是溶液的沸点，而是逸出蒸气与其冷凝液平衡时的温度，即是馏出液的沸点而不是瓶中蒸馏液的沸点）；若杂质是挥发性的，则蒸馏时液体的沸点会逐渐上升；或者由于组成了共沸混合物，在蒸馏过程中温度可保持不变，停留在某一范围内。
二、蒸馏操作1. 蒸馏装置及安装最简单的蒸馏装置，如图28所示。
常压蒸馏装置主要由蒸馏烧瓶、蒸馏头、温度计套管、温度计、冷凝管、接液管和接受瓶等组成。
蒸馏液体沸点在140o C以下时，用直形冷凝管；蒸馏液体沸点在140o C 以上时，由于用水冷凝管温差大，冷凝管容易爆裂，故应改用空气冷凝管——高沸点化合物用空气冷凝管已可达到冷却目的。
蒸馏易吸潮的液体时，在接液管的支管处应连一干燥管；蒸馏易燃的液体时，在接液管的支管处接一胶管通入水槽，并将接受瓶在冰水浴中冷却。
蒸馏的原理与应用
蒸馏的原理与应用蒸馏是一种将混合物分离成纯度较高的组分的方法。
这种方法可以分离两种或多种挥发性物质，其原理是将混合物加热至一定温度，使其中的一种物质蒸发，然后将蒸汽冷凝成液体。
其余未蒸发的物质仍然存在于混合物中。
这种方法利用了不同化学物质的沸点不同，从而实现了组分的分离。
1. 蒸馏的原理蒸馏的原理是基于化学物质的沸点差异，即各种液体物质的沸点不同。
在液体混合物中，如果将其中一种液体加热到其沸点，这种液体将气化成蒸汽，并进入蒸馏装置。
随后，这个蒸馏装置通过冷却至低于气态液体的沸点以冷凝蒸汽形成液体再将其收集。
对于几乎相同沸点的液体，实现分离通常需要多次蒸馏。
2. 蒸馏的应用蒸馏技术广泛应用于化学、石油、制药、食品等行业，用于各种化学物质的提纯和分离。
以下是几个常见的应用：2.1 石油提炼蒸馏是石油提炼中最常用的方法之一。
石油是由各种含碳化合物组成的混合物，它们的沸点范围广泛，因此应用蒸馏将石油进行分离。
石油在天然状态下是液体，当加热至沸点时，不同的组分开始分离。
这通常通过异构体的沸点差异实现。
例如，汽油是由碳链较短的烃组成的，燃料油是由碳链较长的烃组成的，而沥青则是由最长碳链的烃组成的。
2.2 制药在制药行业中，蒸馏被广泛应用于提取药物中的活性成分。
对于某些天然植物提供重要药用成分的植物提取物、需要对药物进行提取富集或提纯时，通常会使用蒸馏法。
某些药物成分的沸点往往较低，必须短时间内制备，这种情况下，短路径蒸馏技术，例如“托尔列耶夫蒸馏”就被广泛应用。
2.3 食品制造业除了提取药物，蒸馏技术也广泛应用于饮料和食品的生产过程中，一些饮料制造商使用蒸馏水代替普通自来水。
蒸馏水去除了所有有害物质和矿物质，因此具有纯净度高的特点。
食品加工行业将蒸馏应用于香精、调味品和爆米花等物质的提取和分离。
总结：蒸馏技术各行各业广泛应用，可用于从石油中提炼出各种成分、从植物中提取药用成分和精细加工饮料和食品等行业。
使用蒸馏技术提取的产品通常具有理想的纯度和质量，因此蒸馏技术对各行各业都具有重要意义。
蒸馏的原理是什么
蒸馏的原理是什么
蒸馏是一种分离混合物的技术，利用物质不同的沸点差异实现。
其原理主要包括以下四个步骤：
1. 加热：混合物（通常是液体）被加热，使其达到沸腾状态。
加热可以通过外部加热源，如火焰或加热器，提供足够的热量，将物质分子激发到沸腾的能级。
2. 蒸发：在加热的过程中，液体中的分子开始逐渐从液态转变为气态，形成蒸汽。
每种物质在给定的温度下都具有不同的沸点，因此它们将以不同的速度蒸发和转变为气态。
3. 冷凝：蒸汽进入冷凝器（或冷却系统），被冷却和凝结成为液体。
冷凝器通常是一个具有冷却水源的管道或设备，通过降低蒸汽的温度，使其迅速凝结。
4. 收集：冷凝后的液体被收集到相应的容器中，形成纯净的液体。
由于每种物质的沸点不同，蒸馏过程能够将混合物中各种组分分离出来，并根据所需的纯度水平进行收集。
蒸馏的基本原理是利用不同物质的沸点差异将其分离出来。
通过控制加热和冷却的条件，可以有效地分离混合物中的成分，获得纯净的单一组分。
蒸馏的基本原理
蒸馏的基本原理介绍蒸馏是一种常用的分离纯化技术，其基本原理是利用液体混合物在不同沸点下的挥发性差异，通过加热使之转化为气体，再冷凝为液体的过程。
蒸馏广泛应用于化学、生物、环保等领域，是一种高效、经济的物质纯化方法。
一、蒸馏的基本原理1.沸点沸点是指在常压下，物质由液态转变为气态的温度。
不同物质由于其分子结构和相互作用力的差异，具有不同的沸点。
沸点越高，物质的挥发性越差。
2.溶液的蒸馏溶液的蒸馏是指通过对溶液加热，使溶质和溶剂分离的过程。
溶液的沸点通常介于溶质和溶剂的沸点之间，通过加热，溶剂首先转化为气体，再在冷凝器中冷却沉淀为液体，实现了溶质和溶剂的分离。
二、蒸馏的主要类型1.常压蒸馏常压蒸馏是指在大气压力下进行的蒸馏过程。
常压蒸馏适用于沸点低于400°C的物质，通过加热液体混合物，使其中的挥发性组分转化为气体，并在冷却后收集液体，从而实现对物质的分离纯化。
常压蒸馏的工艺流程1.加热液体混合物，使其沸腾。
2.气态的挥发性组分经冷凝器冷却，变回液态。
3.收集冷凝液。
2.减压蒸馏减压蒸馏是指在低于大气压的条件下进行的蒸馏过程。
减压蒸馏适用于高沸点物质的分离，通过减小环境压力，降低物质的沸点，使其在较低温度下转化为气体，再在冷凝器中冷却沉淀。
减压蒸馏的工艺流程1.将液体混合物置于减压蒸馏器中。
2.减小环境压力，降低溶液的沸点。
3.气态的挥发性组分通过冷凝器冷却、液化。
4.收集冷凝液。
3.气体蒸馏气体蒸馏是一种用于分离气体混合物的蒸馏方法，适用于气体之间沸点差异较大的情况。
气体蒸馏利用不同气体在不同温度下的沸点差异，通过加热、冷却和压缩等控制条件，使气体混合物分离为单一组分的气体。
三、蒸馏的应用领域1.化学工业蒸馏广泛应用于化学工业中，常用于石油炼制、有机合成等过程中物质的分离纯化。
例如，在炼油过程中，原油被加热蒸馏，将其分解为不同沸点的馏分，从而得到汽油、柴油、煤油等产品。
2.生物制药在生物制药过程中，蒸馏被用于从发酵液中分离纯化药物。
蒸馏水的原理是什么呀
蒸馏水的原理是什么呀蒸馏水是通过蒸馏技术得到的纯净水，其原理是利用不同物质的沸点差异来实现分离纯化的过程。
下面将详细介绍蒸馏水的原理。
1. 蒸发：在蒸馏过程中，首先将含杂质的水加热，使其达到沸点，转化为水蒸气。
当水蒸气达到一定浓度时，开始呈现气态状态。
2. 凝华：水蒸气在加热管道内传输，接触到低温表面时，由于冷凝、传热和质量转移的作用，水蒸气变成液态水。
这个过程称为凝华。
凝华后的水滴逐渐聚集形成液态水。
3. 再蒸发：经过凝华的水滴继续加热，再次蒸发成为蒸汽。
重复凝华和蒸发的过程，可以去除水中的杂质。
4. 水和杂质分离：在蒸馏装置中，设置了分离装置，可以实现水和杂质的分离。
由于杂质的沸点与水不同，经过蒸馏后，水蒸气中的杂质被分离出来。
5. 再凝华：在分离装置中，水蒸气冷凝成液态水，并从分离装置中排出。
这样就得到了纯净水。
蒸馏水的原理可以从分子间相互作用力的角度进行解释。
水分子之间通过氢键进行相互吸引，并形成氢键网络。
而杂质分子与水分子的相互作用力可能是不同的，导致杂质分子在蒸发、凝华的过程中与水分子发生分离。
蒸发过程中，水分子由于能量增加而脱离水体，成为水蒸气。
蒸发后的水蒸气中可能还含有少量的杂质分子。
然而，当水蒸气冷凝时，由于杂质分子与水分子之间的相互作用力不同，杂质分子可能较早地从水蒸气中被分离出去，而纯净的水分子则进一步冷凝成液态水。
蒸馏水的纯度取决于蒸馏的程度和杂质的性质。
在实际应用中，可以通过提高蒸馏温度、增加蒸馏器的分离效率、多次蒸馏等方法来增强蒸馏水的纯度。
与其他纯化方法相比，蒸馏水的纯度更高，可以去除大部分的溶解性杂质、无机盐和有机物。
因此，蒸馏水在实验室、医疗、化工等领域有广泛的应用。
总结起来，蒸馏水的原理是通过不同物质的沸点差异，利用蒸发、凝华和分离的过程分离纯化水和杂质。
这种纯化方式被广泛应用于各个领域，得到了高纯度的纯净水。
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蒸馏操作是利用液体混合物中各组分挥 发性大小的差异实现分离的 按操作方式分：●间歇蒸馏 ●连续蒸馏
2. 按蒸馏方法分：●简单蒸馏 ●平衡蒸馏 ●精馏 ●特殊精馏：●恒沸精馏 ●萃取精馏
10-1 概述
3. 按操作压强分： ●常压蒸馏 ●减压蒸馏 ●加压蒸馏
4. 按组分数分： ●两组分蒸馏 ●多组分蒸馏
二. 沸点-组成图（t-x-y图）
在t-x-y图中，有二条线和三个区域。二 条线即t-x线和t-y线，三个区域分别是：在t-x 线以下为液相区，在t-y线以上为汽相区，在 t-x线和t-y线之间为汽液两相共存区。
下面讨论某种初始组成的液体或汽体混 合物在升温或降温过程中的相态及组成将如 何变化。
图10-2 t-x-y图
小实验
在一个容器中放入苯40mol(3.12kg) ， 甲苯60mol(5.52kg) ，充分搅拌使之混合均 匀成为均相混合物。
然后进行加热，升温到100˚C，则混合 物处于沸腾状态，将产生的蒸汽引入冷凝 器冷凝后装入另一个容器，这样原来的混 合物被分成两部分，如图10-1所示。
xF,A=0.4 xF,B=0.6 F=100mol
第十章 蒸馏
10-1 概述
一. 蒸馏基本原理 吸收是分离气体混合物的最常用的化 工单元操作，而分离液体均相混合物最常 用的化工单元操作是蒸馏。
对混合物进行分离总是利用混合物中 各组分的某种性质的差异。例如，吸收是 利用气体混合物中各组分在溶剂中的溶解 度差异实现分离的。为了说明蒸馏分离的 基本原理，让我们先做一个小实验。
xA=0.257 xB=0.743 mx=28.1mol
yA=0.456 yB=0.544 my=71.9mol
A=苯，B=甲苯，t=100˚C
图10-1 一次部分汽化部分冷凝的分离效果
10-1 概述
上述实验通过一次部分汽化和部分冷凝的操作， 将原来的液体混合物分为两部分。其中冷凝液部分 苯的组成由原来的0.4提高到0.456，我们称它富集了 苯；另一部分剩余液体甲苯的组成由原来的0.6提高 到y=0.743，我们称它富集了甲苯。通过这样一次部 分汽化部分冷凝，就使分开的两部分液体产生一定 程度的分离效果。可以设想，如果将所得的冷凝液 再进行一次类似的操作，可以得到苯的含量更高的 液体；同理，对剩余液体再进行一次类似的操作， 可以得到含甲苯的量更高的液体。
本章重点介绍：两组分常压连续精馏。
第一节 二元物系的汽液平衡
蒸馏是汽液间的传质过程，传质推动 力是汽相或者液相的实际浓度与平衡浓度 的差距，传质过程的极限程度是汽液两相 达到相平衡，因此，汽液平衡关系是分析 蒸馏原理和进行设备设计计算的理论基础。 相平衡是《物理化学》课程学习的基本内 容，本节侧重论述相平衡在本课程中的应 用。
10-1 概述
“气相”和“汽相”的区别）相的趋势（或 者说“倾向”），因此汽化时含有较多的苯。 同理，液相中甲苯的挥发性较小，汽汽化时液 相中含有较多的甲苯。
与液体部分汽化能够产生一定程度的分 离效果的道理相似，当对处于过热状态的汽体 混合物进行冷却再冷凝，使部分汽体冷凝成液 体时所形成的液体和剩余的汽体也能够产生一 定程度的分离效果。
二. 沸点-组成图（t-x-y图）
设对初始组成为苯的摩尔分数x =0.4的苯和甲苯 混合溶液在室温下（图10-3中F点）进行加热升温，当 温度低于95˚C时，混合液一直处于液体单相状态；当 温度达到95˚C时（图10-3中G点），液体达到饱和温度， 此时开始有汽泡产生，因此这个温度又称为泡点温度， t-x线又称为泡点线，产生的第一个汽泡的组成为图示 的yN；
(10-1)
pB=pB0 xB =pB0 (1-xA) （xB =0→1）(10-2)
一.理想溶液的汽液平衡
若溶液各组分与拉乌尔定律偏离较远， 就称为非理想溶液。
一般而言，如果溶液中各个组分的物 性和分子结构相似，分子大小相近，其行 为就接近于理想溶液。例如苯-甲苯、甲醇乙醇等二元混合溶液可视为理想溶液。
10-1 概述
为什么进行一次部分汽化部分冷凝的 操作就能够产生一定程度的分离效果效果 呢？这是由于在混合液中两种组分—苯和 甲苯的挥发性大小不同。从它们的常压沸 点看，苯的常压沸点是80.1˚C，而甲苯的 常压沸点是110.6˚C，在相同的温度下，苯 比甲苯的挥发性大，当液体沸腾时，苯分 子具有较强的从液相中逸出进入汽（注意
二. 沸点-组成图（t-x-y图）
y2 ； ……。如此重复进行，得到一组tk，xk， yk(k=1,2,3, ……)数据。将得到的tk，xk数据以x 为 横座标，以t为纵座标作图得到一系列的点，将这些 联结成一条光滑的曲线，称为t-x线；相似地，将得 到的tk，yk数据以y 为横座标，以t为纵座标作图得到 一系列的点，将这些联结成一条光滑的曲线，称为ty线。将t-x线和t-y线绘制在同一张图上，则称为t-x-y 图，如图10-2所示，该图物系为苯-甲苯二元物系。
xA
P pB0
pA0
p
0 B
又由道尔顿分压定律得
yA
pA P
xApA0 P
（10-5）
（10-6）
二. 沸点-组成图（t-x-y图）
对于二元物系，表示组分的组成的下标可 去掉。
当总压为定值时，任选取一个温度值t1，查 得该温度下的各纯组分的饱和蒸汽压pA0和pB0 （如果没有实验数据可查取时可用经验公式如 Antoine方程进行计算），然后据式（10-5）计 算 注 一相意 个应温x1和的度yx值11是值t2互，，相用又达同据成样式平的（衡方10的法-6）两求计个得算组x2和相成应值的；y再1值取，
10-2 二元理想溶液及其汽液平衡图
一.理想溶液的汽液平衡
根据溶液中同分子间作用力与异分子间作用 力的差异程度，可将溶液分为理想溶液和非理想 溶液。理想溶液是指同分子间作用力与异分子间 作用力相同或相近，溶液中各个组分在全部浓度 范围内（x=0→1）服从拉乌尔定律，即
pA=pA0 xA （xA =0→1）
二. 沸点-组成图（t-x-y图）
如汽液平衡时总压P不高（一般小于 10atm），则道尔顿分压定律适用于汽相， 即
P=pA+pB 若溶液为理想溶液，则有
(10-3)
P= pA0 xA + pB0 xB = pA0 xA + pB0 (1-xA ) (10-4)
二. 沸点-组成图（t-x-y图）
由上式得
2. 按蒸馏方法分：●简单蒸馏 ●平衡蒸馏 ●精馏 ●特殊精馏：●恒沸精馏 ●萃取精馏
10-1 概述
3. 按操作压强分： ●常压蒸馏 ●减压蒸馏 ●加压蒸馏
4. 按组分数分： ●两组分蒸馏 ●多组分蒸馏
二. 沸点-组成图（t-x-y图）
在t-x-y图中，有二条线和三个区域。二 条线即t-x线和t-y线，三个区域分别是：在t-x 线以下为液相区，在t-y线以上为汽相区，在 t-x线和t-y线之间为汽液两相共存区。
下面讨论某种初始组成的液体或汽体混 合物在升温或降温过程中的相态及组成将如 何变化。
图10-2 t-x-y图
小实验
在一个容器中放入苯40mol(3.12kg) ， 甲苯60mol(5.52kg) ，充分搅拌使之混合均 匀成为均相混合物。
然后进行加热，升温到100˚C，则混合 物处于沸腾状态，将产生的蒸汽引入冷凝 器冷凝后装入另一个容器，这样原来的混 合物被分成两部分，如图10-1所示。
xF,A=0.4 xF,B=0.6 F=100mol
第十章 蒸馏
10-1 概述
一. 蒸馏基本原理 吸收是分离气体混合物的最常用的化 工单元操作，而分离液体均相混合物最常 用的化工单元操作是蒸馏。
对混合物进行分离总是利用混合物中 各组分的某种性质的差异。例如，吸收是 利用气体混合物中各组分在溶剂中的溶解 度差异实现分离的。为了说明蒸馏分离的 基本原理，让我们先做一个小实验。
xA=0.257 xB=0.743 mx=28.1mol
yA=0.456 yB=0.544 my=71.9mol
A=苯，B=甲苯，t=100˚C
图10-1 一次部分汽化部分冷凝的分离效果
10-1 概述
上述实验通过一次部分汽化和部分冷凝的操作， 将原来的液体混合物分为两部分。其中冷凝液部分 苯的组成由原来的0.4提高到0.456，我们称它富集了 苯；另一部分剩余液体甲苯的组成由原来的0.6提高 到y=0.743，我们称它富集了甲苯。通过这样一次部 分汽化部分冷凝，就使分开的两部分液体产生一定 程度的分离效果。可以设想，如果将所得的冷凝液 再进行一次类似的操作，可以得到苯的含量更高的 液体；同理，对剩余液体再进行一次类似的操作， 可以得到含甲苯的量更高的液体。
本章重点介绍：两组分常压连续精馏。
第一节 二元物系的汽液平衡
蒸馏是汽液间的传质过程，传质推动 力是汽相或者液相的实际浓度与平衡浓度 的差距，传质过程的极限程度是汽液两相 达到相平衡，因此，汽液平衡关系是分析 蒸馏原理和进行设备设计计算的理论基础。 相平衡是《物理化学》课程学习的基本内 容，本节侧重论述相平衡在本课程中的应 用。
10-1 概述
“气相”和“汽相”的区别）相的趋势（或 者说“倾向”），因此汽化时含有较多的苯。 同理，液相中甲苯的挥发性较小，汽汽化时液 相中含有较多的甲苯。
与液体部分汽化能够产生一定程度的分 离效果的道理相似，当对处于过热状态的汽体 混合物进行冷却再冷凝，使部分汽体冷凝成液 体时所形成的液体和剩余的汽体也能够产生一 定程度的分离效果。
二. 沸点-组成图（t-x-y图）
设对初始组成为苯的摩尔分数x =0.4的苯和甲苯 混合溶液在室温下（图10-3中F点）进行加热升温，当 温度低于95˚C时，混合液一直处于液体单相状态；当 温度达到95˚C时（图10-3中G点），液体达到饱和温度， 此时开始有汽泡产生，因此这个温度又称为泡点温度， t-x线又称为泡点线，产生的第一个汽泡的组成为图示 的yN；
(10-1)
pB=pB0 xB =pB0 (1-xA) （xB =0→1）(10-2)
一.理想溶液的汽液平衡
若溶液各组分与拉乌尔定律偏离较远， 就称为非理想溶液。
一般而言，如果溶液中各个组分的物 性和分子结构相似，分子大小相近，其行 为就接近于理想溶液。例如苯-甲苯、甲醇乙醇等二元混合溶液可视为理想溶液。
10-1 概述
为什么进行一次部分汽化部分冷凝的 操作就能够产生一定程度的分离效果效果 呢？这是由于在混合液中两种组分—苯和 甲苯的挥发性大小不同。从它们的常压沸 点看，苯的常压沸点是80.1˚C，而甲苯的 常压沸点是110.6˚C，在相同的温度下，苯 比甲苯的挥发性大，当液体沸腾时，苯分 子具有较强的从液相中逸出进入汽（注意
二. 沸点-组成图（t-x-y图）
y2 ； ……。如此重复进行，得到一组tk，xk， yk(k=1,2,3, ……)数据。将得到的tk，xk数据以x 为 横座标，以t为纵座标作图得到一系列的点，将这些 联结成一条光滑的曲线，称为t-x线；相似地，将得 到的tk，yk数据以y 为横座标，以t为纵座标作图得到 一系列的点，将这些联结成一条光滑的曲线，称为ty线。将t-x线和t-y线绘制在同一张图上，则称为t-x-y 图，如图10-2所示，该图物系为苯-甲苯二元物系。
xA
P pB0
pA0
p
0 B
又由道尔顿分压定律得
yA
pA P
xApA0 P
（10-5）
（10-6）
二. 沸点-组成图（t-x-y图）
对于二元物系，表示组分的组成的下标可 去掉。
当总压为定值时，任选取一个温度值t1，查 得该温度下的各纯组分的饱和蒸汽压pA0和pB0 （如果没有实验数据可查取时可用经验公式如 Antoine方程进行计算），然后据式（10-5）计 算 注 一相意 个应温x1和的度yx值11是值t2互，，相用又达同据成样式平的（衡方10的法-6）两求计个得算组x2和相成应值的；y再1值取，
10-2 二元理想溶液及其汽液平衡图
一.理想溶液的汽液平衡
根据溶液中同分子间作用力与异分子间作用 力的差异程度，可将溶液分为理想溶液和非理想 溶液。理想溶液是指同分子间作用力与异分子间 作用力相同或相近，溶液中各个组分在全部浓度 范围内（x=0→1）服从拉乌尔定律，即
pA=pA0 xA （xA =0→1）
二. 沸点-组成图（t-x-y图）
如汽液平衡时总压P不高（一般小于 10atm），则道尔顿分压定律适用于汽相， 即
P=pA+pB 若溶液为理想溶液，则有
(10-3)
P= pA0 xA + pB0 xB = pA0 xA + pB0 (1-xA ) (10-4)
二. 沸点-组成图（t-x-y图）
由上式得