酒精和水混合液的分离

酒精和水混合液的分离

鲁宾逊漂流到荒岛上后，发现了一架可用酒精做燃料的飞机，为了帮助他离到荒岛，同学们积极投入实验探究：小华想从酒精和水的混合液中把酒精分离出来，他想：水的凝固点是0℃，酒精的凝固点是-117℃，只要把混合液放入电冰箱的冷冻室（冷冰室温度可达-18℃）中就能分离了，于是他照此操作，但是，经过相当长的时间后，小华从冷冻室取出酒精和水的混合液一看，咦，酒精和水并没有分离出来？聪明你的请猜一猜，这是什么原因？

这里指出了用降低温度凝固的方法能使酒精和水的混合液分离，我将50ml无水乙醇（酒精纯度为99.7%）与40ml冷水混合，搅拌均匀成为酒精和水的混合液，混合时明显感觉有热量放出。用塑料袋将酒精和水的混合液装好，密封好。带回家中，室内温度为10℃，放入电冰箱的冷冻室内冷冻。下午6:00放入冷冻室，第二天早晨7:00从冷冻室取出，取出时冷冻室的温度为-18℃。经过13小时的冷冻，结果酒精和水混合液中的水并没有结冰，没有任何固体物质出现仍为混合液，酒精和水并没有被分离开。从实验结果看，用降低温度凝固的方法使酒精和水混合液分离是不行的。

从表面上看，由于水的凝固点为０℃，酒精的凝固点为-117℃，似乎可以用降低温度凝固的方法能使酒精和水的混合液中的水在０℃以下结冰成为固体，剩下没有结冰的便是酒精，这样可以将水和酒精分离，而实验证明不是这样，用降低温度凝固的方法是不能把酒精和水的混合液分离开的。为什么在-18℃混合液中的水还未凝固呢？我认为，酒精和水混合时虽然不是化学变化，混合液不是新的一种物质，至少混合液的物理性质发生了变化，如密度、比热容、凝固点、沸点等。实验证明混合液的凝固点不是０℃，不是-18℃，也不是-117℃，具体是多少还待研究，可能低于-18℃，高于-117℃。为了把混合液分离开，采用了加热沸腾的方法进行实验，因为水的沸点为100℃，酒精的沸点为78℃（标准大气压下），对酒精和水的混合液加热酒精应当先沸腾汽化多一些，将汽化的酒精气体收集液化为酒精，这从理论上是可行的。为此，我又进行了下面的实验。

一、实验器材：光波炉1个，烧杯1个，圆底烧瓶2个，导气管1根、水槽等。

二、实验目的：从酒精和水的混合液中分离出酒精

三、实验方法：水浴法加热

四、实验步骤：

安装好实验器材后，取混合液90ml放入，圆底杯瓶中，并从瓶塞的孔中插入温度计和导气管，导器管的另一端接在收集酒精气体的圆底烧瓶中，将圆底烧瓶密封放入冷水中。用光波炉给烧瓶加热，当混合液的温度升高到76℃时有少量的小气泡上升，升高到78℃时有少量的大气泡上升，加热到83℃时，有大量的大气泡上升，到液面破裂，而且温度一直稳定在８３℃不变，说明混合液的沸点为83℃，不是78℃，也不是100℃。加热一段时间后，９０ｍｌ混合液减少为60ml，有30ml已汽化。对５０ｍｌ混合液测其质量为47.4ｇ，计算出密度为9.5g/cm３，接近水的密度1g/cm３，说明由于沸腾汽化的主要是酒精，没有汽化的主要是水,实验证明用加热使混合液沸腾的方法能使酒精和水分离。

五、实验结论：通过实验可以证明，采用分馏法可以分离出水和酒精混合液中的酒精。