Question

现工业酒精厂,在塔顶馏出物中发现酒精的纯度较低,请思考一下可能的原因,并找

Answer 1

问：现工业酒精厂,在塔顶馏出物中发现酒精的纯度较低,请思考一下可能的原因,并找

答：大概率是温度不够。在工业上是通过共沸混合物的原理来除去剩余的水的——正所谓以彼之道还施彼身。 我们之前提到了乙醇-苯-水会形成三元共沸混合物，乙醇-苯会形成二元共沸混合物，乙醇-水也会形成二元共沸混合物。而这三种共沸混合物中，乙醇-苯-水的沸点最低（64.9 °C），乙醇-苯次之（68.3 °C），乙醇-水最高（78.2 °C）。 那么通过往乙醇-水中加入稍微多于计算量的苯（计算量 苯：水=74 : 7.5），然后开始逐渐升温。当温度达到64.9 °C时，乙醇-苯-水形成了共沸混合物，而因为苯的量足够，所以到最终水将完全被除去！此时体系中还会残留有苯。 这时将温度升高至68.3 °C，过量的苯也会逐渐被完全除去，那么此时剩下的就只是无水乙醇了。

答：首先，我们要提到共沸混合物的概念。共沸混合物具有恒定的沸点，与纯物质相似。在沸腾时，其液相和气相的组成完全一致。因此，一旦形成了共沸混合物，就无法通过单纯的精馏方式进行分离。这是因为这些物质之间具有较强的相互作用力。 以下是一些比较经典的共沸混合物的例子（其中加粗的例子很重要）： * 95.63% 乙醇 + 4.37% 水 （沸点 78.2 °C） * 32.4% 乙醇 + 67.6% 苯 （沸点 68.3 °C） * 18.5% 乙醇 + 74% 苯 + 7.5% 水 （沸点 64.9 °C） * 98.3% 硫酸 + 1.7% 水 （沸点 330 °C） * 68.4% 硝酸 + 31.6% 水 （沸点 122 °C） 也就是说，如果你有初始浓度低于95.63%的乙醇，通过精馏后你将得到纯水和乙醇-水共沸混合物。那么，如何才能得到无水乙醇呢？有实验室方法和工业方法。 实验室方法（化学方法）：往95.63%乙醇中加入生石灰，并煮沸回流。生石灰将与水反应生成氢氧化钙，此时乙醇的浓度可达到99.5%；之后可以加入金属镁或者钠进行处理。