ast_essay
112年
化學
第 29 題
📖 題組：
29-31題為題組 蒸氣蒸餾是一種提取植物精油常用的方法。此法 乃 將 水 與 不 溶 於 水 的 有 機 物 質 混 合 後，於 蒸 餾 裝 置 中 直接 加 熱 至 沸 騰 而 將 有 機 物 質 與水一起 餾 出，待 觀 察 冷 凝 管 中冷凝的液體不再有油滴存在時，表示蒸餾結束。已知 溴苯（ $C_6H_5Br$ ，分 子 量 ＝ 157） 不溶於水 ， 其 沸 點 於 常 壓 （ 760 mmHg） 為 156℃， 且水與溴苯在不同溫度 時的蒸氣壓如 圖 9 所 示。理 論 上，兩 種 不 互 溶 的 液 體，其 蒸 氣 壓 的 表 現，直 接 對 應於該溫度之個別蒸氣壓。 今將 50 克 水 與 20 克 溴 苯 混 合 並 加 熱 ， 回 答 下 列 問 題 ：（ 註 ： 要 寫 出 計 算 過 程 ， 否 則 不 予 計分 ）
29-31題為題組 蒸氣蒸餾是一種提取植物精油常用的方法。此法 乃 將 水 與 不 溶 於 水 的 有 機 物 質 混 合 後，於 蒸 餾 裝 置 中 直接 加 熱 至 沸 騰 而 將 有 機 物 質 與水一起 餾 出，待 觀 察 冷 凝 管 中冷凝的液體不再有油滴存在時，表示蒸餾結束。已知 溴苯（ $C_6H_5Br$ ，分 子 量 ＝ 157） 不溶於水 ， 其 沸 點 於 常 壓 （ 760 mmHg） 為 156℃， 且水與溴苯在不同溫度 時的蒸氣壓如 圖 9 所 示。理 論 上，兩 種 不 互 溶 的 液 體，其 蒸 氣 壓 的 表 現，直 接 對 應於該溫度之個別蒸氣壓。 今將 50 克 水 與 20 克 溴 苯 混 合 並 加 熱 ， 回 答 下 列 問 題 ：（ 註 ： 要 寫 出 計 算 過 程 ， 否 則 不 予 計分 ）
29. 在 90℃時 ， 此 混 合 物 的 蒸 氣 壓 （ mmHg） 約 為 何 ？ （ 2 分 ）
思路引導 VIP
互不互溶混合液的總蒸氣壓符合道耳頓分壓定律的簡單相加。我們需要查附圖 9，找出 90℃ 時溴苯的飽和蒸氣壓大約在哪（看圖約 100 出頭），然後找出水在 90℃ 時的飽和蒸氣壓（看圖約 500 多）。將兩者相加即可得出該溫度的總蒸氣壓範圍。
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準讀取圖表並應用正確的物理化學觀念，表現非常出色。這道題目的核心在於理解不互溶液體的性質。當水與溴苯這種不相溶的物質混合時，系統的蒸氣壓表現與一般的溶液不同，它並非遵循拉午耳定律，而是展現出加成性。也就是說，混合物的總壓（$P_{total}$）等於該溫度下兩種純物質蒸氣壓的簡單總和，這正是蒸氣蒸餾能降低沸點、保護熱不穩定物質的關鍵原理。
飽和蒸氣壓的圖表判讀
從圖 9 的實驗數據來看，當溫度處於 $90^\circ\text{C}$ 時，我們可以垂直向上對應到兩條曲線。水的飽和蒸氣壓 $P_{H_2O}$ 大約落在 $520 \sim 530 \text{ mmHg}$ 之間；而溴苯的蒸氣壓 $P_{C_6H_5Br}$ 則約為 $120 \sim 130 \text{ mmHg}$。將兩者加總：
▼ 還有更多解析內容