
constant; lasting; permanent; usual
boil
【醫】 ebullition
【化】 ternary mixture
恒沸三元混合物(Azeotropic Ternary Mixture)是指由三種不同組分組成的液體混合物,在特定比例和壓力下,其氣相組成與液相組成完全相同,沸騰時溫度恒定且無法通過常規蒸餾分離的體系。該概念是物理化學和分離工程中的重要基礎,其核心特征如下:
漢英對照
科學定義
在恒沸點處,三元混合物的氣液平衡(VLE)相圖中存在一個非理想點,此時混合物的露點曲線與泡點曲線相交,導緻蒸餾時餾出物成分與原溶液一緻(來源:IUPAC《化學術語綱要》)。
共沸行為
三元恒沸物可能表現為:
熱力學成因
由組分間分子作用力(如氫鍵、範德華力)的非理想性導緻,可用活度系數模型(如NRTL、UNIQUAC方程)預測恒沸點。其形成需滿足:
$$ sum_{i=1}^{3} yi = sum{i=1}^{3} xi quad text{且} quad T{text{boil}} = text{常數} $$ 其中 (x_i) 和 (y_i) 分别為液相與氣相摩爾分數(來源:《物理化學》Atkins第12版)。
典型體系案例
恒沸混合物組成 | 恒沸點(℃) | 類型 |
---|---|---|
水(7.4%)/乙醇(18.5%)/苯(74.1%) | 64.9 | 最低沸點 |
水(23%)/甲酸(63%)/甲苯(14%) | 107.2 | 最高沸點 |
分離技術
需采用特殊工藝如:
(來源:《分離過程原理》Seader & Henley第4版)
IUPAC定義:Azeotrope - Gold Book Compendium of Chemical Terminology
Perry's Chemical Engineers' Handbook, Section 13: Distillation - McGraw-Hill Professional
Thermodynamics of Fluid Phase Equilibria, Prausnitz et al. - Prentice Hall
該概念對化工分離設計具有決定性影響,其研究持續推動着綠色分離技術的發展(如離子液體萃取共沸體系)。
恒沸三元混合物是指由三種液體組分形成的共沸混合物,其核心特征是在恒定壓力下沸騰時,液相和氣相的組成及沸點均保持不變,無法通過常規蒸餾分離。以下是詳細解釋:
三元恒沸混合物的研究需通過實驗測定相圖确定具體組成,其分離難度高于二元體系。若需具體實例或分離方案,建議查閱專業化工手冊或實驗數據源。
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