浙江大学：《大学化学实验》课程教学课件（教案讲义）分馏

浙江大学ZheJiang Univerelty分馏地1

1 分馏

浙江大学ZheJiang Univerelty实验目的1、熟悉和掌握分馏的基本原理，应用范围。2、掌握分留柱的工作原理和常压下的简单分馏操作方法。1

2 1、熟悉和掌握分馏的基本原理，应用范围。 、熟悉和掌握分馏的基本原理，应用范围。 2、掌握分馏柱的工作原理和常压下的简单分馏操 、掌握分馏柱的工作原理和常压下的简单分馏操 作方法。 一、 实验目的

浙江大学二、实验原理ZheJiangUniverelty蒸馏是提纯液体物质和分离混合物的一种常用方法。蒸馏时混合液体中各组分的沸点要相差30℃以上，才可以进行分离。应用分馏柱将几种沸点相近的混合物进行分离的方法称为分馏。它在化学工业和实验室中被广泛应用。现在最精密的分馏设备已能将沸点相差仅1一2℃的混合物分开。利用分馏来分离混合物的原理与蒸馏是一样的，实际上分馏就是多次蒸馏。195

3 二、 实验原理 蒸馏是提纯液体物质和分离混合物的一种常用 蒸馏是提纯液体物质和分离混合物的一种常用 方法。蒸馏时混合液体中各组分的沸点要相差 蒸馏时混合液体中各组分的沸点要相差 30℃以上，才可以进行分离。 以上，才可以进行分离。 应用分馏柱将几种沸点相近的混合物进行分离 应用分馏柱将几种沸点相近的混合物进行分离 的方法称为分馏。它在化学工业和实验室中被 的方法称为分馏。它在化学工业和实验室中被 广泛应用。现在最精密的 广泛应用。现在最精密的分馏设备已能将沸点 分馏设备已能将沸点 相差仅1－2℃的混合物分开。 的混合物分开。利用分馏来分离 利用分馏来分离 混合物的原理与蒸馏是一样的，实际上分馏就 混合物的原理与蒸馏是一样的，实际上分馏就 是多次蒸馏

浙江大学ZheJiangUniverslty将几种具有不同沸点而又可以完全互溶的液体混合物加热，当其总蒸气压等于外界压力时，就开始沸腾气化，蒸气中易挥发液体的成分较在原混合液中为多。为了简化，我们仅讨沦混合物是二组分理想溶液的情况，所谓理想溶液即是指在这种溶液中，相同分子间的相互作用与不同分子间的相互作用是一样的。也就是各组分在混合时无热效应产生，体积没有改变只有理想溶液才遵守拉乌尔定律

4 将几种具有不同沸点而又可以完全互溶的液体 将几种具有不同沸点而又可以完全互溶的液体 混合物加热，当其总蒸气压等于外界压力时， 混合物加热，当其总蒸气压等于外界压力时， 就开始沸腾气化，蒸气中易挥发液体的成分较 就开始沸腾气化，蒸气中易挥发液体的成分较 在原混合液中为多。为了简化，我们仅讨沦混 在原混合液中为多。为了简化，我们仅讨沦混 合物是二组分理想溶液的情况，所谓理想溶液 合物是二组分理想溶液的情况，所谓理想溶液 即是指在这种溶液中，相同分子间的相互作用 即是指在这种溶液中，相同分子间的相互作用 与不同分子间的相互作用是一样的。也就是各 与不同分子间的相互作用是一样的。也就是各 组分在混合时无热效应产生，体积没有改变。 组分在混合时无热效应产生，体积没有改变。 只有理想溶液才遵守 只有理想溶液才遵守拉乌尔定律

浙江大学拉乌尔定律ZheJiangUniverelty溶液中每一组分的蒸气压等于此纯物质的蒸气压和它在溶液中的摩尔分数的乘积。亦即：PA=PAXAPB= pBXBPA、PB分别为溶液中A和B组分的分压。PA、PB分别为纯A和纯B的蒸气压，X和X.别为A和B在溶液中的摩尔分数。溶液的总蒸气压：P=PA+PB红建店1957

5 溶液中每一组分的蒸气压 溶液中每一组分的蒸气压等于此纯物质的蒸 等于此纯物质的蒸 气压和它在溶液中的摩尔分数的乘积。亦即： 气压和它在溶液中的摩尔分数的乘积。亦即： P A、P B分别为溶液中A和B组分的分压。 、 分别为纯A和纯B的蒸气压，X A和X B别为A和B在溶 液中的摩尔分数。 溶液的总蒸气压 ： 拉乌尔定律

浙江大学道尔顿分压定律ZheJiangUniverelty根据道尔顿分压定律，气相中每一组分的蒸气压和它的摩尔分数成正比。因此在气相中各组分蒸气的成分为：PBPAx=XBPA + PBPA+PB由上式推知，组分B在气相和溶液中的相对浓度为：气.ps1XBPBpAXBPA+PB PBXAXBOpB

6 根据道尔顿分压定律，气相中每一组分的蒸 气压和它的摩尔分数成正比。因此在气相中 各组分蒸气的成分为 ： 由上式推知，组分 B在气相和溶液中的相对浓度为 ： 道尔顿分压定律

浙江大学ZheJiang Univerelty因为在溶液中αA+αB=1，所以若 p=p，则 x/αB=1,表明这时液相的成分和气相的成分完全相同，这样的A和B就不能用蒸留（或分馏）来分离。如果>则/>1表明沸点较低的B在气相中的浓度较在液相中为大（在p%<p°时，也可作类似的讨论）。红迎195

7 表明这时液相的成分和气相的成分完全相同 ， 这样的A和B就不能用蒸馏(或分馏)来分离。 表明沸点较低的B在气相中的浓度较在液相中为大

浙江大学ZheJiangUniverslty在将此蒸气冷凝得到的液体中，B的组分比在原来的液体中多（这种气体冷凝的过程就相当于蒸馏的过程）。如果将所得到的液体再进行汽化，在它的蒸气经冷凝后的液体中，易挥发的组分又将增加。如此多次重复，最终就能将这两个组分分开（凡是形成共沸混合物的不能分开）分馏就是利用分馏柱来实现这一（多次重复）的蒸馏过程

8 在将此蒸气冷凝得到的液体中，B的组分比在原 来的液体中多（这种气体冷凝的过程就相当于蒸 馏的过程）。如果将所得到的液体再进行汽化， 在它的蒸气经冷凝后的液体中，易挥发的组分又 将增加。如此多次重复，最终就能将这两个组分 分开（凡是形成共沸混合物的不能分开）。 分馏就是利用分馏柱来实现这一（多次重复） 的蒸馏过程

浙江大学ZheJiangUniverelty在分馏柱内，当上升的蒸气与下降的冷凝液互相接触时，上升的蒸气部分冷凝放出热量使下降的冷凝液部分气化，两者之间发生了热量交换，其结果，上升蒸气中低沸点组分增加，最后被蒸馏出来，而高沸点组分不断流回到加热的容器中。地

9 在分馏柱内，当上升的蒸气与下降的冷凝 在分馏柱内，当上升的蒸气与下降的冷凝 液互相接触时，上升的蒸气部分冷凝放出 液互相接触时，上升的蒸气部分冷凝放出 热量使下降的冷凝液部分气化，两者之间 热量使下降的冷凝液部分气化，两者之间 发生了热量交换，其结果，上升蒸气中低 发生了热量交换，其结果，上升蒸气中低 沸点组分增加，最后被蒸馏出来，而高沸 沸点组分增加，最后被蒸馏出来，而高沸 点组分不断流回到加热的 点组分不断流回到加热的容器中

浙江大学ZheJiang Univerelty为了解分馏原理最好是应用恒压下的沸点一组成曲线图（称为相图，表示这两组分体系中相的变化情况）。通常它是用实验测定在各温度时气液平衡状况下的气相和液相的组成，然后以横坐标表示组成，纵坐标表示温度而作出的（如果是理想溶液，则可直接由计算作出）。下图即是大气压下的苯一甲苯溶液的沸点一组成图虹迎力10

10 为了解分馏原理最好是应用恒压下的 为了解分馏原理最好是应用恒压下的沸点 — 组成曲线图 (称为相图，表示这两组分体系中 ，表示这两组分体系中 相的变化情况 )。通常它是用实验测定在各温 。通常它是用实验测定在各温 度时气液平衡状况下的气相和液相的组成， 度时气液平衡状况下的气相和液相的组成， 然后以横坐标表示组成，纵坐标表示温度而 然后以横坐标表示组成，纵坐标表示温度而 作出的 (如果是理想溶液，则可直接由计算作 如果是理想溶液，则可直接由计算作 出 )。下图即是大气压下的苯 。下图即是大气压下的苯—甲苯溶液的沸 点 —组成图