
【化】 homoazeotrope
【化】 homogeneous phase
【化】 azeotrope; azeotropic mixture
均相共沸混合物 (Homogeneous Azeotropic Mixture)
在化学工程与物理化学领域,均相共沸混合物指两种或多种组分形成的、在特定比例下沸腾时气液两相组成完全相同的液态混合物,且该混合物为单一均匀相(均相)。其核心特性如下:
恒沸特性 (Azeotropy)
混合物在沸腾过程中,蒸气组成与液相组成始终保持一致,因此无法通过常规蒸馏分离组分。共沸点可能高于或低于任一纯组分的沸点(分别称为“最高共沸物”或“最低共沸物”)。例如,乙醇-水体系在78.2°C形成最低共沸物(乙醇质量分数95.6%),沸点低于纯乙醇(78.4°C)和水(100°C)。
均相性 (Homogeneity)
混合物在液态时各组分完全互溶,形成单一相态,无分层现象。这区别于非均相共沸物(如氯仿-水体系),后者在液态时存在相分离。
热力学定义
共沸点的形成需满足热力学平衡条件:各组分的液相逸度与气相逸度相等。其数学表达为:
$$ y_i = x_i $$
其中 (y_i) 为气相中组分 (i) 的摩尔分数,(x_i) 为液相中的摩尔分数。该状态对应沸点-组成图中的极值点(最低或最高点)。
应用与挑战
权威参考来源:
均相共沸混合物是指由两种或多种液体组成的均相(即完全混溶、无分层)混合物,在特定压力下以固定比例混合时,具有单一沸点,且沸腾时气相与液相的组成完全一致,无法通过普通蒸馏分离其组分。以下是关键点解析:
示例:乙醇与水的共沸混合物常用于实验室和工业中,通过共沸蒸馏提纯乙醇。但由于其不可分馏性,需借助分子筛等额外方法进一步脱水。
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