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水和酒精混合后沸点是否改变?

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/14 17:51:25
水和酒精混合后沸点是否改变?
这几天学蒸馏实验,假如是水和酒精的混合物,那是酒精达到78度先沸腾,还是混合物没一定的沸点?还有,为什么温度计要测蒸汽的温度?与之有关吗?穷人悬赏少,
多组分系统有两个重要的性质,一个叫偏摩尔量,一个叫化学势,偏摩尔量就是说由于不同分子大小和相互作用不同,导致了其整体容量性质不是部分容量性质不是线性加和的关系,同理水和酒精的分子大小和相互作用就不同.这些都是前话.
要说你的问题还是先说下理想液态混合物.我们说在全部范围内符合拉乌尔定律的混合液才是理想液态混合物.而水和酒精的却是有非理想二组分液态混合物.我们现在就是要知道它是正偏差还是负偏差于拉乌尔定律.我不好在这里画图否则可以拿一个二组分液态混合物的P-X相图给你看,水和酒精的P-X是正偏差.从而可得T-X是一个有最低恒沸点的共沸体系.
而原因就是(水-酒精)相互作用力小于(水-水),大于(酒精-酒精),使得整体作用力减弱导致沸点比水的低,但是又比酒精的高,但绝对不是线性关系.此时如果二者加入的比例正好是最低恒沸点时所要求得比例C,则沸点是固定的.如果初始比例不同,则会通过不断的蒸馏出两者使得溶液中得比例不断的向C靠近,最后停留在C处.水和乙醇的恒沸点为乙醇占0.9557,开始比例小于它可得纯水;开始比例大于它可得无水酒精.
开始沸腾的温度是多少,要看初始比例,最后稳定是多少是有定值的.如果比例不是0.9557则开始沸腾时温度就会高于恒沸点351.28K(就是大约78.28摄氏度左右),但最终会定在乙醇位0.9557,沸点位78.28度左右,是通过慢慢地通过蒸发掉其中物质而达到比例C最后会恒沸在351.28K.所要不能说谁先沸腾谁后沸腾.沸腾时两个都会出来.
为什么要测量蒸汽的温度?问的很好.要记住你是在做蒸馏实验,你的目的是要把蒸馏出来的气体在液化,所要蒸馏时的气体才是最重要的,和溶液没有关系,所以你回收什么物质就要保证这个物质可以气化,光侧溶液而不知道我蒸馏出的目标气体是是否达到了气化条件,怎么知道我所蒸馏出要回收的气体是我的目标气体呢?这里我就不说什么更多的原理了,这样说应当还是能听得懂的.
我是搞化学方面的,你可以找些相关的书,说的可能更全些.
再问: 唉,我才刚上高一啊,前半段根本看不懂…… “开始沸腾的温度是多少,……。沸腾时两个都会出来。” 也就是说,混合物刚开始沸腾时也是有沸点的,而且比酒精高比水低,但是是不断变化的,所以测液体的温度不可靠。两个都出来,应该是酒精比较多吧,否则实验也没法做 实验要求控制蒸汽温度为酒精沸点,是不是因为蒸汽温度为酒精沸点时酒精气体就一定大量蒸发?
再答: 同学你好!我这样和你说吧,首先由于水相对于乙醇更难蒸发,所以可以说同样地条件,酒精会比水蒸发出来的多,所以你说的是对的。你说的测量蒸汽就不准确了,但可以这样理解(但是真实情况你现在可能不需要了解)。在78度左右你得到的都可以算是高浓度的乙醇了,因为此时要想蒸出来,其蒸汽中得乙醇比例就必须是再0.95左右,否则你出不来。 怎么说呢,越说可能你越糊涂。我首先说你的理解是正确的。可以这样理解。 我来做个比方:A-A为水分子和水分子相互作用,可以算是氢键。B-B为乙醇分子和乙醇分子作用,也算是氢键。A-B为水分子和乙醇分子作用,还算是氢键作用力。AA强于AB强于BB。混合液包括这三种作用,蒸馏就是要破坏这种作用使得他们以有紧密的作用分开变成单个的分子(这只是比方,真实情况不只是这样)。所以当条件达到后肯定是BB跑出去的最多因为作用最弱嘛,其次是AB,再次是AA,在任何比例下下虽然其沸点是又差别的,但是酒精蒸出的就是多点。 你这只是一次蒸馏,是不可能得到纯物质的,而即便精馏也只能得到一种纯物质。 最后要求是酒精沸点也是对的,确实啊这个温度可以使得BB可以断开而AA不断(你现在只能这样理解,真实情况我也很难就这么说明白)。但是你记住,第一:此种情况下任何时候蒸馏出来的都是混合气体,就是说有酒精有水,除非蒸馏的是纯物质。你们老师也只是说这样酒精会蒸出的多,没有说只有酒精蒸出。第二:混合物的沸点是由组分的比例来定,或者说,混合物没有固定的沸点,这你肯定知道。选择在78度左右就可以保证蒸馏出得液体具有较高的酒精含量(其实100度照样沸腾只不过会有很多水而已),就像之前所说,这个条件下我不管你液态爱蒸不蒸,这个我不管。但是只要你有气体通过就肯定符合0.95左右的酒精含量,否则你根本变不了气体出来。所以说实话你老师说的其实是不准确的,不是正好是酒精的沸点在78度,而是最低恒沸点在78度,原理我不多说了,但可以按照老师的理解,老师这样理解也可以算是自圆其说了。 同学你现在还是按照你的理解,以后有机会在多看看书可能就明白了。