【正文】 Application 現(xiàn)代分離技術(shù)及應(yīng)用 第三章 蒸發(fā)與揮發(fā) Modern Separation Technology and Application 1．蒸餾類型及原理 吸 附 2. 相對(duì)揮發(fā)度 3. 理論塔板數(shù)和芬斯克方程 4．蒸餾分離方法簡(jiǎn)介 本節(jié)主要內(nèi)容 1．蒸餾類型及原理 Modern Separation Technology and Application ● 蒸餾 是基于氣 液平衡的原理將物質(zhì)的組分分離，是以相平衡為基礎(chǔ)。 ● 蒸發(fā)、蒸餾、升華以及有機(jī)物的氧化溫度為幾十到幾百攝 氏度。 現(xiàn)代分離技術(shù)及應(yīng)用 第三章 蒸發(fā)與揮發(fā) Modern Separation Technology and Application ● 在一定溫度和壓力下，當(dāng)待測(cè)痕量組分或基體中某一種組分的揮發(fā)性和蒸氣壓足夠大，而另一種小到可以忽略時(shí)、就可進(jìn)行 選擇性揮發(fā) ,達(dá)到定量分離的目的。 《 現(xiàn)代分離技術(shù)及應(yīng)用 》 第 二 章 蒸 發(fā) 與 揮 發(fā) Modern Separation Technology and Application 本章目錄 第一節(jié) 蒸餾分離 第二節(jié) 揮發(fā)分離 現(xiàn)代分離技術(shù)及應(yīng)用 第三章 蒸發(fā)與揮發(fā) Modern Separation Technology and Application 利用物質(zhì)揮發(fā)性的差異分離共存組分是常用的分離方法之一 ● 揮發(fā)法： 是將氣體和揮發(fā)組分從液體或固體樣品中轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀嗟倪^(guò)程、它包括蒸發(fā)、蒸餾、升華、氣體發(fā)生和驅(qū)氣，有時(shí)又稱之為氣態(tài)分離法。 ● 蒸餾： 主要用于物質(zhì)組分的分離提純或制備 ● 其它揮發(fā)法 多用于分析化學(xué)中 ,或用于分離基體，或用于分離待測(cè)痕量組分。 ● 為了提高分離效率 ,常常將樣品中一些組分轉(zhuǎn)化為 易揮發(fā)，熱穩(wěn)定的元素或化合物 現(xiàn)代分離技術(shù)及應(yīng)用 第三章 蒸發(fā)與揮發(fā) Modern Separation Technology and Application 現(xiàn)代分離技術(shù)及應(yīng)用 第三章 蒸發(fā)與揮發(fā) Modern Separation Technology and Application 適用于氣態(tài)分離的元素和化合物 ● 樣品量的大小影響揮發(fā)時(shí)間和完全程度， 固體樣品的粒度要盡可能小 現(xiàn)代分離技術(shù)及應(yīng)用 第三章 蒸發(fā)與揮發(fā) Modern Separation Technology and Application 揮發(fā)作用 影響因素 樣品量的大小 揮發(fā)溫度 痕量組分與基體的相對(duì)量 ● 低溫凍干法 中，水由冷凍的樣品中真空升華； ● 等溫?cái)U(kuò)散法 (等溫蒸餾 )是在密閉容器內(nèi)于室溫下，氨和 鹽酸等易揮發(fā)化合物 自動(dòng)地由樣品溶液擴(kuò)散到吸收液中。 ● 金屬、礦物、巖石和其它固體材料中揮發(fā)痕量雜質(zhì)，需要 在更高的溫度下進(jìn)行。 ● 相平衡定義 為某些組分從一相轉(zhuǎn)移到另一相的速度與反方向轉(zhuǎn)移的速度相等時(shí)，兩相濃度不變。 現(xiàn)代分離技術(shù)及應(yīng)用 第三章 蒸發(fā)與揮發(fā) ●二組分混合的液態(tài)物質(zhì) ， 在一定溫度下， 較易揮發(fā)的組分將富集在蒸氣相中 。 ●簡(jiǎn)單的蒸餾技術(shù)只能使二組分進(jìn)行部分分離 ， 沒(méi)有一相是純凈的 。 分餾技術(shù)采用持殊的分餾柱和分餾裝置 ， 常用的分餾柱和分餾裝置見(jiàn)圖 31。 ● 蒸餾過(guò)程中，當(dāng)氣、液達(dá)到平衡時(shí)，從液相進(jìn)入氣相的分子和由氣相返回液相的分子具有相同的速度，即蒸發(fā)速度與凝聚速度相等，達(dá)到動(dòng)力學(xué)平衡。 Modern Separation Technology and Application 現(xiàn)代分離技術(shù)及應(yīng)用 第三章 蒸發(fā)與揮發(fā) 蒸餾分離常用定律及概念 ● Raoult 定律 ● Henry 定律 ● Dalton 定律 ● 富集因子 Modern Separation Technology and Application 現(xiàn)代分離技術(shù)及應(yīng)用 第三章 蒸發(fā)與揮發(fā) Raoult 定律 ●拉烏爾定律 適用于某組分以較高濃度存在于混合物中的系統(tǒng)，將各組分的濃度和分壓以及混合物的總壓聯(lián)系起來(lái)。 Modern Separation Technology and Application 現(xiàn)代分離技術(shù)及應(yīng)用 第三章 蒸發(fā)與揮發(fā) 0AAP = X P液（ ）Henry 定律 ● Henry定律 常應(yīng)用于某組分以低濃度存在于混合物中的系統(tǒng)。 ● Henry定律和 Raoult定律對(duì)理想溶液是相同的，并且對(duì) A組分的 HA(Henry定律常數(shù) )就是純組分 A的蒸汽壓 PA(A組分在溶液上的飽和蒸汽壓 )。 ● 該定律指出： 任一種組分在蒸汽中的分壓等于該組分在蒸汽中的摩爾分?jǐn)?shù) YA乘以體系的總壓 P。 Modern Separation Technology and Application 現(xiàn)代分離技術(shù)及應(yīng)用 第三章 蒸發(fā)與揮發(fā) ● 大部分混合物屬非理想狀態(tài)，故多數(shù)平衡常數(shù)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)二元或多組分的分離 ● 混合物的相對(duì)揮發(fā)度用于衡量氣 液相間所達(dá)到的分離，它可由 兩相組分的濃度 來(lái)決定。 Modern Separation Technology and Application 現(xiàn)代分離技術(shù)及應(yīng)用 第三章 蒸發(fā)與揮發(fā) 富 集 因 子 平衡設(shè)備的總分離稱為富集因子 可用公式表示為： Modern Separation Technology and Application 現(xiàn)代分離技術(shù)及應(yīng)用 第三章 蒸發(fā)與揮發(fā) 式中： n 是平衡設(shè)備中的理論塔板數(shù)； αAB是組分 A對(duì)組分 B 的 相對(duì)揮發(fā)度 。 ●相對(duì)揮發(fā)度定義： 在蒸氣中組分 A的摩爾分?jǐn)?shù) (XA)氣 與液體中 A的摩爾分?jǐn)?shù) (XA)液 的比值 . 現(xiàn)代分離技術(shù)及應(yīng)用 第三章 蒸發(fā)與揮發(fā) Modern Separation Technology and Application A和 B二元混合物的揮發(fā)度為 若采用蒸氣分壓表示蒸氣濃度，則 AAX=X氣液