1、 實驗九共沸精餾用苯作共沸劑制備無水乙醇對于能形成共沸物的混合溶液來說，普通的精餾方法是很難進行分離的。例如：乙醇水溶液，因為乙醇同水形成了共沸物。在常壓下，共沸組成為4.43%的水，95.57%的乙醇。共沸點為78.15C。即當乙醇一水溶液濃度為95.6%時，溶液的汽液相組成（平衡組成）相等。這就無法用普通精餾的方法將慚醇溶液再濃縮，即得不到純度高于95.6%的乙醇。但我們可根據共沸精餾的原理。選擇一個好的共沸劑，使之與水和乙醇形成三元共沸物，從而達到分離目的，即可得到無水乙醇。表1列舉了常壓下幾種共沸劑與乙醇、水形成三元共沸物的特性。表1三元共沸物特性表組分各純組分沸點三元共沸點（C）共沸

2、物組成wt%123123123乙醇水苯78.310080.264.8518.57.474.1乙醇水乙酸乙酯78.310077.1570.238.49.082.6乙醇水甲苯78.3100110.774.55乙醇水三氯甲烷78.310061.1555.54.03.592.5在表1所列共沸劑中（組分3），以苯應用最早、最廣。雖然目前有被三氯甲烷和乙醇乙酯取代的趨勢，但本實驗考慮到苯作共沸方法成熟，現象明顯，數據較全，便于學生掌握，故用苯作共沸劑制無水乙醇。一、實驗目的1鞏固并加深理解課堂所學的共沸精餾的有關內容，著重掌握選取共沸劑并用加共沸劑的方法進行分離的原理和方法。2熟悉實驗室的精餾設備和操作方

3、法。3熟練運用三元相圖表示溶液各組成的變化過程。二、實驗原理乙醇（A）、水（W）、苯（B）三者之間可以形成一個三元共沸物，現將它們之間存在的共沸物情況列于表2。表2乙醇、水、苯之間存在共沸物的情況共沸物共沸點（C）共沸物組成AWB乙醇一水（二元）78.1595.574.43苯一水（二元）69.258.8391.17乙醇一苯（二元）68.2432.3767.63乙醇一水一苯（三元）64.8518.57.474.1當添加適當數量的苯于工業乙醇中蒸餾時，則乙醇一水一苯三元共沸物首先餾出,其次為乙醇一苯二元共沸物，無水乙醇最后留于釜底，其蒸餾過程以圖1說明。A圖1乙醇一水一苯三元相圖正三角項點A、W、

4、B分別表示乙醇，水和苯純物質。T點為AWB三元共沸物組成，C點表示AW二元共沸物組成，D點表示AB的二元共沸組成，E點為WB的二元共沸組成。曲線LNM為飽和溶解度曲線，該線以下為兩相共存區，系線兩端表示兩相組成。該曲線受溫度的影響而上下移動。設以95%的乙醇為原料（圖1中G點），加入共沸劑，各組成順GB線變化，設結果得組成為H的混合物。蒸餾時，若塔足夠高，則三元共沸物先餾出（64.85C）,組成為T點組成。而釜中殘液的組成沿THJ線向J點移動。當達到J點時，殘液中已無水分塔項溫度升高到68.2C,餾出AB二元共沸組成（組成為D點所示），殘液組成沿JA線向A點移動，蒸餾溫度達到78.3C時，塔底

5、殘液即為無水乙醇。由圖1所示，H點表示最初塔釜混合物的組成，若加苯后使其組成正好在AT線與GB線的交點處（H點），則三元共沸物餾出后，殘液變成純乙醇，此時的共沸劑用量為理論共沸劑用量，但實際操作時宜于添加稍過量的苯，使脫水完全。首先餾出的大部分為三元共沸（其總組成為T點所示），冷凝后分為兩相，一相以苯為主，稱苯富相；一相以水為主，稱水富相。一般可利用分相器分層將苯相回流，水相采出，使共沸劑不至浪費，也可使精餾時間縮短。但本實驗為便于分析計算，未采用分相回流，而是混相回流。繼三元共沸后，餾出物為均相的二元共沸物（組成為D點所示）。三、實驗藥品、設備用儀器藥品工業乙醇（約含95%乙醇，5%水）。苯

6、：分析純，含苯99.5%。設備及儀器（1）鍍水銀真空夾套玻璃精餾一套，內裝不銹鋼網狀填料（2）1000ml三口蒸餾燒瓶1個。（3）1000ml電加熱套1個。（4）2KVA調壓器1臺。（5）阿貝折光儀1臺。（6）超級恒溫水浴1臺。（7）秒表2塊。實驗裝置圖塔頂溫度計精餾頭（冷凝器）出料閥4接收瓶精餾塔（內裝填料）塔底溫度計三口燒瓶（再沸器）電熱套四、實驗操作步驟1.原料配制稱取95%乙醇100克，加苯量計算：100克95%乙醇中含水5克，按餾出物為三元共沸物計，將5克水完全脫除需加苯:7415X50.1克,為保證水脫除徹底，使苯量略為過量，故加苯54克。即原料中：乙7.4醇95克，水5克，苯54

7、克。2實驗操作(1)將原料加入釜中，先開塔頂冷卻水，再開塔釜電加熱設備。從塔頂見液體滴下起，全回流20分鐘，然后以回流比R=10出料，注意觀察塔頂溫度變化及餾出液分層情況。當塔頂溫度略有升高，塔頂餾出物由混濁(分層)變為清晰時(不分層)，更換出料接收瓶，并加大回流比，使R=1315。繼續出料，觀察塔頂溫度變化情況，當頂溫超過70C時，回流比加大至20：1。將更換下來的接收瓶中的出料稱重，然后倒入分液漏斗分層(分液漏斗有夾套，保溫在25C)，待分層清晰后，分出水層及油層，稱重，并分別測兩層的折光率nD25c。當塔頂溫度升至73C以上時，停止出料，抽取釜液測其折光率nD25c，當與市售無水乙醇(濃

8、度得不小于99.5%)折光率相近時，即認為合格。關閉塔釜電熱設備，塔頂不見液體滴出后，再10分鐘關閉冷卻水。實驗自始自終每隔15分鐘記錄一次釜溫、頂溫及回流比等數據。五、數據記錄及處理1根據表2、表3繪出組成一折光率曲線，在曲線中查出餾出液的組成。(2)作正三角相圖。參照表2畫出25C時的溶解度曲線，系線，標出褶點。根據所測組成標出三元共沸點，原料點，并在圖中表示本實驗的精餾過程。表2水一苯一乙醇系統在25C下的平衡組成苯富相Wt%水富相Wt%乙醇苯nD25C乙醇苯nD25C1.8598.001.494015.610.191.34313.8595.821.489730.010.651.3520

9、6.2193.321.486138.501.711.35737.9191.251.482944.002.881.361511.000.811.477549.758.951.370014.6883.501.471452.2815.211.378718.2179.151.465051.7222.731.389022.3074.001.4575499529111.397623.5872.411.455148.8531.851.401130.8562.011.440843.4242.891.4152褶點組成：水10.25%乙醇37.65%苯52.10%表3苯乙醇系統組成與折光率的關系乙醇含量Wt%折光率nD25t乙醇含量Wt%折光率nD25t01.4980346.781.428152.711.4940157.221.42392*5.871.4888571.001.3955512.791.4779084.921.377721.9341.47667*9