共沸
共沸(Azeotrope)或称恒沸,是指处于平衡状态下,气相和液相组成完全相同时的混合溶液,对应的温度称为共沸温度或共沸点。共沸物是指两组分或多组分的液体混合物,在恒定压力下沸腾时,其组分与沸点均保持不变。
共沸物的温度组分相图有着显著的特征,共沸物的气相线(气液混合物和气态的交界)与液相线(液态和气液混合物的交界)有着共同的最高点或最低点,如此点为最高点,则称为正共沸物;如此点为最低点,则称为负共沸物。大多数共沸物都是负共沸物,即有最低沸点。任一共沸物都是针对某一特定外压而言。对于不同压力,其共沸组分和沸点都将有所不同。
有些有机化合物能与水形成共沸混合物,可以利用共沸特性,在待干燥的有机物中加入共沸组成中某一有机物,因共沸混合物的沸点通常低于待干燥的有机物的沸点,所以蒸馏时可将水带出来,从而达到干燥的目的。
分类
正共沸物
当该溶液共沸点的沸点温度低于其所有组成成分的沸点则称该溶液为正共沸物。较为有名的正共沸物是重量百分浓度为95.63%的乙醇与4.73%的水混合溶液。其中,乙醇的沸点为78.4°C,而水的沸点则为100°C,但共沸点的沸点温度则为78.2°C,同时低于其组成成分乙醇与水的沸点。事实上,在所有组成比例的酒精--水混合液中,沸点78.2°C是最低的。任何正共沸物的沸点都低于该混合溶液其他组成比例的沸点。
负共沸物
当该溶液共沸点的沸点温度高于其所有组成成分的沸点则称该溶液为负共沸物。
较为有名的负共沸物是重量百分浓度为20.2%的盐酸(氯化氢水混合溶液)。其中,氯化氢的沸点为-84°C,而水的沸点则为100°C,但共沸点的沸点温度则为110°C,同时高于其组成成分氯化氢与水的沸点。事实上,在所有组成比例的盐酸中,沸点110°C是最高的。任何负共沸物的沸点都高于该混合溶液其他组成比例的沸点。
非匀相共沸物
当两种物质不完全互溶(即该溶液存在两个以上的液体相)时,可以发现共沸现象发生于溶液的互溶间隙之间,则称该溶液为非匀相共沸物。
用途
有些有机化合物能与水形成共沸混合物,可以利用该特性,在待干燥的有机物中加入共沸组成中某一有机物,因共沸混合物的沸点通常低于待干燥的有机物的沸点,所以蒸馏时可将水带出来,从而达到干燥的目的。
与水形成的二元共沸物(水沸点100℃)
常见有机溶剂间的共沸混合物