题目
利用精馏方法对A和B的混合液体进行分离,若A、B任意比例互溶,且其混合液相对于拉乌尔定律有最大正偏差,则在塔顶收集到的样品为____.A. A和B的共沸混合物B. 纯BC. 不能确定D. 纯A
利用精馏方法对A和B的混合液体进行分离,若A、B任意比例互溶,且其混合液相对于拉乌尔定律有最大正偏差,则在塔顶收集到的样品为____.
A. A和B的共沸混合物
B. 纯B
C. 不能确定
D. 纯A
题目解答
答案
A. A和B的共沸混合物
解析
本题考查精馏分离原理及共沸物的形成对分离结果的影响,关键在于理解非理想溶液的偏差特性与相平衡的关系。
1. 题目核心条件分析
题目指出:A、B任意比例互溶(完全互溶),混合液对拉乌尔定律有最大正偏差。需判断精馏塔顶产物。
2. 关键概念:正偏差与共沸物
- 拉乌尔定律:理想溶液中,组分蒸气压 $p_i = p_i^0 \cdot x_i$($p_i^0$ 为纯组分蒸气压,$x_i$ 为液相摩尔分数)。
- 最大正偏差:实际蒸气压 $p > p_{\text{理想}}$,且偏差达到极大值时,液相组成 $x$ 与气相组成 $y$ 出现重合点(即 $y = x$),此点对应共沸组成。
- 共沸物特性:共沸混合物的沸点低于(或高于)纯组分沸点,且精馏时无法分离为纯组分——塔顶和塔底均得到共沸物(视共沸类型而定,最大正偏差对应最低共沸物)。
3. 精馏分离的限制
对于理想溶液(无偏差),精馏可分离得到纯A和纯B(因气液组成差异 $y \neq x$,塔顶富集易挥发组分)。但对于有最大正偏差的非理想溶液:
- 在共沸组成处,$y = x$,气液两相组成相同,无法通过精馏进一步分离。
- 无论原料组成如何,精馏最终塔顶和塔底均得到共沸混合物(最低共沸物从塔顶蒸出)。
结论
塔顶收集到的样品为A和B的共沸混合物。