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互溶體系

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互溶體系是多種物質相互溶解的體系。

完全互溶的雙液系

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如果兩種純液體組分能按任意的比例相互混溶,那麼就會形成理想的液態混合物[1]通常,兩種結構相似或極性相似的化合物可以按任意比例混合,並形成接近理想的液態混合物,如甲苯重水等。

但實際上,非理想液態混合物更為常見。對於非理想液態混合物,它們的行為與拉烏爾定律存在一定的偏差。

對於正偏差很大的系統,存在最低恆沸點。屬於這類系統的有:乙醇甲醇乙醇等。

對於負偏差很大的系統,存在最高恆沸點。屬於這類系統的有:硝酸氯化氫二甲醚氯化氫等。

部分互溶的雙液系

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這種體系按照會溶溫度(即部分互溶變為互溶的溫度[2])的不同可以分為以下四類:

  1. 具有最高會溶溫度。這一類系統的溶解度的圖中,單雙相分界線呈「∩」型,線上是單相,線下是兩相。苯胺便屬於此類。
  2. 具有最低會溶溫度。這一類系統的溶解度的圖中,單雙相分界線呈「∪」型,線上是兩相,線下是單相。三乙胺屬於此類。
  3. 同時具有最高和最低會溶溫度。這一類系統的溶解度的圖中,單雙相分界線呈「O」型封閉,圈內是兩相,圈外是單相。菸鹼屬於此類。
  4. 沒有會溶溫度。對於這類系統,在液體存在的範圍內,無論按何種比例混合,它們總是彼此部分互溶。如乙醚等。

會溶溫度反應了液體之間相互溶解的能力,會溶溫度越高,互溶性越差,反之越好。利用這個性質可以選擇萃取劑

不互溶的雙液系

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如果兩種液體彼此互溶的程度很小,可以忽略不計,則可近似地看作這兩種液體形成了不互溶的雙液系。在這種系統中,只要同時存在兩種液體,那麼系統的蒸汽壓高於任一純組分的蒸汽壓,系統的沸點低於任一純組分的沸點,而與其組分的比例無關。[1]如水和溴苯形成的系統。這類體系的一個重要應用便是水蒸氣蒸餾。如通過硝基苯的還原製備苯胺時,用水蒸氣蒸餾法蒸出苯胺,再如在肉桂酸製備的實驗中,通過水蒸氣蒸餾來除去未反應完的苯甲醛[3]

部分互溶的三液系

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在這類系統中,三對液體之前按照部分互溶的情況,存在以下三種情況:

  1. 有一對液體部分互溶。如乙酸-三氯甲烷-水組成的系統中,乙酸可以和三氯甲烷或者水完全互溶,但三氯甲烷和水只能部分互溶。再如乙醇-苯-水組成的系統中,乙醇可以和苯或者水完全互溶,但苯和水之間只能部分互溶。
  2. 有兩對液體部分互溶。如乙烯腈-水-乙醇組成的系統中,水可以和乙醇完全互溶,但乙烯腈和水或者乙醇只能部分互溶。
  3. 有三對液體部分互溶。如乙烯腈-水-乙醚組成的系統中,任意一對液體均部分互溶。

參考資料

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  1. ^ 1.0 1.1 《物理化學》(第五版)上冊.傅獻彩 等編.高等教育出版社. ISBN 978-7-04-016769-6. 第五章 相平衡
  2. ^ 知网空间:部分互溶. [2014-06-12]. (原始內容存檔於2019-06-03). 
  3. ^ 《有機化學實驗》(第三版). 曾昭瓊 主編. 高等教育出版社. ISBN 978-7-04-007953-1. P121. 3-20 肉桂酸的製備

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