統測
115年
[化工群] 專業科目(1)
第 12 題
定壓下尼古丁與水的混合溶液形成的相圖如圖 ( 一 ) 所示，混合 X g 尼古丁和 $60\,\text{g}$ 水，再將混合物加熱到 $120^\circ\text{C}$。若液體的揮發量可忽略，且可觀察到一個液-液界面，之後在 $120^\circ\text{C}$下又加入Xg尼古丁，達平衡後界面消失，則X可能是下列何值？
- A 300
- B 250
- C 150
- D 50
思路引導 VIP
在固定溫度下，相圖中的「二相區」與「單相區」分別對應什麼樣的濃度範圍？當我們持續增加混合物中的某個成分時，其質量分率會如何改變？試著寫出兩次混合後的質量分率表示式，並結合相圖邊界來推理出合理的數值範圍。
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相圖界線與質量平衡推導
恭喜你順利答對！這題非常考驗對部分互溶（partially miscible）系統相圖（phase diagram）與質量平衡（mass balance）的整合能力。 對照 $120^\circ\text{C}$ 的橫軸，可看出二相區（有界面）的尼古丁質量分率約在 $0.08 \sim 0.80$ 之間，超過此範圍則進入單相區（界面消失）。
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