共軛溶液是由兩種部分互溶的液體形成的兩個平衡共存的飽和溶液系統，屬於物理化學學科中相平衡理論的範疇。其典型實例包括苯酚-水、水-苯胺、醋酸-氯仿-水等系統，當混合體系中某組分過量時形成分層結構：如苯酚過量時上層為水飽和的酚層，下層為酚飽和的水層，這兩個液相互為共軛溶液。水-苯胺系統存在最高會溶溫度，高於該溫度兩相可無限混溶。
共軛溶液的濃度由其組分溶解度決定，溫度升高會增大互溶度。根據相律，壓力恆定時該系統的自由度為1，當外壓超過蒸氣壓時升溫過程不會發生汽化。在恆定溫度下，共軛溶液的飽和蒸氣壓與氣-液-液三相平衡組成相關，加熱時系統可能按特定比例轉化為氣相或另一液相。
基本介紹
- 中文名：共軛溶液
- 外文名：conjugate solutions
- 自由度：f=1
- 溶解度：飽和溶液濃度
- 典例：苯酚的飽和水溶液
- 學科：物理化學
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基本概述
當水與某些物質（如酚）混合時，當酚的量較小時，可完全溶於水而形成的均勻的溶液。若繼續增加酚的量則形成雙液層，上層是被水飽和了的酚層，下層是被酚飽和了的水層。這兩個相互平衡的飽和溶液稱為共軛溶液。
共軛溶液的性質
（1）共軛溶液的兩個液層都為飽和溶液，這裡飽和溶液的濃度就是溶液的溶解度，共軛溶液的濃度是它的溶解度。
（2）兩個飽和溶液的溶解度只是溫度的函式，溫度升高，溶解度增大。根據相率，在壓力一定的條件下，液-液兩相平衡時，自由度數F=C-φ+1=2-2+1=1。
（3）當系統的外壓大於蒸氣壓且恆定的條件下，共軛溶液系統在升高溫度時不汽化。
共軛溶液的飽和蒸氣壓
在某恆定溫度下，將適量的共軛溶液置於一真空容器中，溶液蒸發的結果，使系統內形成氣-液-液三相平衡，根據相率，二組分三相平衡時自由度數F=C-P+2=2-3+2=1,這表明系統內溫度一定時，兩液相組成，氣相組成和系統的壓力均為定值。系統的壓力，既為這一液相成平衡，又為另一液層也是平衡的。
按氣、液、液三相組成的關係，可將部分互溶系統分為兩類：一類是氣相組成介於兩液相組成之間；另一類是一個液相組成介於氣相組成和另一個液相組成之間。
如果在共軛溶液的飽和蒸氣壓下，對氣-液-液三相平衡系統加熱，則將有液體蒸發。由於壓力恆定時F=2-3+1=0，可見這是系統的溫度及三個相的組成均不改變。因此，由槓桿規則可知，蒸發過程對前一類系統是兩個共軛溶液按照一定比例轉化為氣相；後一類系統是組成局中間的液相按一定比例一部分蒸發為氣相而其餘部分轉化為另一液相。
