
【化】 homoazeotrope
【化】 homogeneous phase
【化】 azeotrope; azeotropic mixture
均相共沸混合物 (Homogeneous Azeotropic Mixture)
在化學工程與物理化學領域,均相共沸混合物指兩種或多種組分形成的、在特定比例下沸騰時氣液兩相組成完全相同的液态混合物,且該混合物為單一均勻相(均相)。其核心特性如下:
恒沸特性 (Azeotropy)
混合物在沸騰過程中,蒸氣組成與液相組成始終保持一緻,因此無法通過常規蒸餾分離組分。共沸點可能高于或低于任一純組分的沸點(分别稱為“最高共沸物”或“最低共沸物”)。例如,乙醇-水體系在78.2°C形成最低共沸物(乙醇質量分數95.6%),沸點低于純乙醇(78.4°C)和水(100°C)。
均相性 (Homogeneity)
混合物在液态時各組分完全互溶,形成單一相态,無分層現象。這區别于非均相共沸物(如氯仿-水體系),後者在液态時存在相分離。
熱力學定義
共沸點的形成需滿足熱力學平衡條件:各組分的液相逸度與氣相逸度相等。其數學表達為:
$$ y_i = x_i $$
其中 (y_i) 為氣相中組分 (i) 的摩爾分數,(x_i) 為液相中的摩爾分數。該狀态對應沸點-組成圖中的極值點(最低或最高點)。
應用與挑戰
權威參考來源:
均相共沸混合物是指由兩種或多種液體組成的均相(即完全混溶、無分層)混合物,在特定壓力下以固定比例混合時,具有單一沸點,且沸騰時氣相與液相的組成完全一緻,無法通過普通蒸餾分離其組分。以下是關鍵點解析:
示例:乙醇與水的共沸混合物常用于實驗室和工業中,通過共沸蒸餾提純乙醇。但由于其不可分餾性,需借助分子篩等額外方法進一步脫水。
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