二元液系相图(实验数据分析)
实验名称:二元液系相图
学院:XXXXXXXXXX
班级:XXXXXXXXX
姓名(学号):XXX(XXXXXXXX) 指导教师:XXX
实验时间:XXXXXXXXXXXXXX
二元液系相图
一、实验目的
1.测定环己烷-乙醇系统的沸点组成图(T-X图)。
2.掌握阿贝(Abbe)折光仪的使用方法。
二、实验原理
两种液态物质以任何比例混合都形成均相溶液的系统称这完全
互中溶双液系。
在恒定压力下溶液沸点与平衡的气液相组成的关系,可用沸点-组成图(t-x图)表示。
完全互溶双液系的沸点-组成图可分为两三种:
一种为最简单的情况,溶液沸点介于两个纯组分沸点之间,如图6-1所示。
纵坐标表示温度,横坐标表示组分B的摩尔分数(x B,y B)。
下面一条曲线表示气液平衡时温度(即溶液沸点)与液想组成的关系,称液相线(T-x线)。
上面的线表示平衡温度与气相组成的关系,称气相线(T-y线)。
若总组成为Z B的系统在压力p及温度t时达到气液两相平衡,其液相组成为x B气相组成为y B(见图6-1)。
另两种类型为具有恒沸点的完全互溶双液系统气液平衡相图,如图6-2所示。
其中(a)为具有低恒沸点相图,(b)为具有高恒沸点相图。
这两类相图中气相线与液相线在某处相切。
相切点对应的温度称为恒沸温度,对应组成的混合物称恒沸混合物。
恒沸混合物在恒沸点达气液平衡,平衡的气、液组成相同。
同一双液系在不同压力下,恒沸点及恒沸混合物是不同的。
本实验绘制环己烷-乙醇二元液系的T-X图。
其方法为将不同组成的溶液于蒸馏仪中进行蒸馏,沸腾平衡后记下温度,依次吸取少量的蒸馏液和蒸出液。
分别用阿贝折光计测定其折射率,然后由环己烷-乙醇的折射率-组成标准曲线或其数据表确定相应组成,从而绘制环己烷-乙醇二元液系相图。
三、仪器和试剂
沸点测定仪;取样管;阿贝折光仪。
环己烷(分析纯);无水乙醇(分析纯);环己烷摩尔分数分别为0.2、0.4、0.6、0.8的乙醇溶液。
四、实验步骤
1.纯液体折光率的测定
分别测定乙醇和环己烷的折光率。
2.标准曲线的绘制
测定环己烷摩尔分数分别为0.2、0.4、0.6、0.8的乙醇溶液的折光率,绘制标准曲线。
3.测定沸点-组成数据
1)安装沸点测定仪。
2)溶液配制。
粗略配制环己烷质量百分数分别为0.05、0.1、0.2、0.45、0.55、0.6、0.7、0.8、0.9等组成的环己烷-乙醇溶液约50ml。
3)测定沸点及平衡的气-液相组成。
在干燥的沸点仪内,加入实验室配制好的乙醇-环己烷溶液。
使沸点仪内液面达到温度计水银球约一半的位置。
开冷却水,接通电源,使加热电压为10~15V,缓慢加热至沸腾,使气相冷凝液充分回流。
此时应注意观察温度。
当在2~3 min 内温度不变时,认为气液相达到平衡,记下温度数值。
停止加热。
迅速用干燥的毛细滴管先取气相冷凝液样品,测其折射率。
用丙酮洗净折射仪棱镜后,再用另一支干燥的毛细滴管取液相样品约1ml,测定其折射率。
洗净棱镜做好下次测定的准备工作。
根据这些数据,由标准曲线确定气-液两相的组成。
五、数据处理与记录
1.实验数据记录与处理
室温:20.10℃大气压:88.80KPa
1)绘制标准曲线,即环己烷-乙醇标准溶液的折光率与组成的关系曲
线。
环己烷摩尔分株0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 折射率 1.3571 1.3725 1.3880 1.4015 1.4107 1.4204
2)根据工作曲线确定各待测溶液气相和液相的平衡组成,填入表中。
以组成为横轴,沸点为纵轴,绘出气相与液相的平衡曲线,即双
液系相图。
混合液
编号
混合液近似组
成
沸点o C
气相冷凝液分析液相分析Xb/%(环己
烷)
折射率
Yb/%(环
己烷)
折射率
Xb/%(环
己烷)
1 97 78.
2 1.0000 1.0000
2 92 76.2 1.4170 0.9210 1.4187 0.9506
3 80 73.
4 1.4143 0.8782 1.417
5 0.9312
4 70 68 1.409
5 0.8112 1.4151 0.8924
5 60 64.8 1.4032 0.6990 1.4094 0.7994
6 50 63.0 1.3980 0.6120 1.4002 0.6500
7 30 66.3 1.3966 0.5910 1.3911 0.5015
8 15 71.4 1.3930 0.5327 1.3801 0.3223
9 3 78.2 1.3732 0.2100 1.3654 0.00832
3)由图中确定最低恒沸点的温度和组成。
沸点:64.2℃
环己烷质量分数:0.62
乙醇质量分数:0.38
六、注意事项
1.测定乙醇及环己烷纯样品的沸点,其蒸馏仪要洁净、干燥,不得
有其他杂志。
2.蒸馏中样品回流要充分,控制气液平衡要严格,其重要标志是在
该条件下沸点相对稳定。
3.使用折光仪要仔细认真,取样不得用时过长。
二元液系相图实验
二元液系相图实验目的:1.采用回流冷凝法测定不同浓度的乙醇-环己烷系统的沸点组成图(T-x图),并确定其恒沸点及恒沸组成。
2.掌握阿贝折光仪及超级恒温槽的使用方法。
实验原理:1. 一个完全互溶双液体系的沸点-组成图,表明在气液两相平衡时,沸点与气液两相组成的关系;它对于了解这一体系的性质及精馏过程都有很大的实用价值。
2. 在恒压下完全互溶的双液体系T~X 有下列三种情况:(1)所有组成溶液沸点介于二纯组分沸点之间,如苯与甲苯(图1-A)。
(2)有最高恒沸点,如卤化氢和水(图1-B)。
(3)有最低恒沸点,如苯和乙醇(图1-C)。
图1 二元液系相图在图1-C 中,绘制沸点~组成图的原理说明如下:当总组成为X 的溶液加热时,体系的温度沿着虚线上升,当温度达到T 时(即和液相线相交时)溶液开始沸腾,此时平衡的气相组成为y,液相组成为X.温度升至Ti,气相组成为yi,液相组成为xi,在此相区f=C - P + 2,式中:f 为自由度;P 为相数;C 为组分数。
3.在本实验中C=2,在二相区(气、液二相),P =2,所以f=2,由于压力指定(实验在恒压下进行)所以在二相区内f=l,因此,若指定温度则气液相浓度就不可改变,此时气、液两相的相对量亦不可变(服从杠杆原理);反之,若指定了气液相的相对量从而气液相组成一定则沸点也确定了。
4.本实验采用气液沸点仪(见图2)在一定压力下(常在大气压力下),测定不同总组成(即加入平衡沸点仪溶液的组成)的环己烷和乙醇构成的溶液达到气液平衡时的温度及气、液组成。
再根据测得数据作出该系统在此压力下的沸点-组成图。
相图与压力有关,作图时必须注明平衡压力值。
1-温度计;2-电热丝;3-冷凝管;4-液相取样冷凝口;5气相取样冷凝口;6-空气排出口;7-变压器接头两种纯液体构成理想混合物时,其中各组分的气相平衡分压在所有浓度范围内都符合拉乌尔定律:p1=p1*x1p2=p2*x2(1)式中:p1、p2为两组分气液平衡时气相分压;x1、x2为平衡时两组分的液相物质的摩尔分数;p1*、p2*为两组分纯液体在平衡温度下的饱和蒸汽压。
二元液系气液平衡相图
二元液系气液平衡相图 LELE was finally revised on the morning of December 16, 2020实验二二元液系气液平衡相图一、实验目的1、了解环己烷—乙醇系的沸点—组成图2、由图上得出其最低恒沸温度及最低恒沸组成(含乙醇%)3、学会使用数字阿贝折射仪4、学会使用WTS—05数字交流调压器二、原理一个完全互溶双液体系的沸点—组成图,表明在气液二相平衡时沸点和二相成分间的关系,它对了解这一体系对行为及分馏过程都有很大的实用价值。
在恒压下完全互溶双液系的沸点与组分关系有下列三种情况:1、溶液沸点介于二纯组分之间;2、溶液有最高恒沸点;3、溶液有最低恒沸点。
图1表示有最低恒沸点,本次实验图形也像如此的样子,A′LB′代表液相线的交点表示在该温度时互成平衡的二相的成份。
绘制沸点—成份图的简单原理如下:当总成份为X的溶液开始蒸馏时,体系的温度沿虚线上升,开始沸腾时成份为Y的气相生成。
若气相量很少,x、y二点即代表互成平衡时液气二相成份。
继续蒸馏,气相量逐渐增多,沸点沿虚线继续上升,气液二相成份分别在气相和液相线上沿箭头指示方向变化。
当二相成份达到某一对数值x′和y′,维持二相的量不变,则体系气液二相又在此成份达到平衡,而二相的物质数量按杠杆原理分配。
本实验利用回流的方法保持气液二相相对量一定,则体系温度恒定。
待二相平衡后,取出二相的样品,用阿贝折光仪测定其折射率。
得出该温度下气液二相平衡成份的坐标点,改变体系的总成份,再用上法找出一对坐标点,这样测得若干坐标点后,分别按气相点和液相点连成气相线和液相线,即得T—X平衡图。
三、步骤1、安装接通仪器,打开冷凝水;2、加入环己烷20ml,蒸馏至沸腾,待小兜有液体后回流三次,温度平衡2—3分钟基本不变,记下温度,关闭调压器;3、A组加入乙醇,用上法测定温度,然后关闭调压器,取出气相,液相的样品,测其折射率,以后分别加入,,,,乙醇;4、B组加入20ml无水乙醇,蒸馏至沸腾,待小兜有液体后回流三次,温度平衡2—3分钟基本不变,记下温度,关闭调压器;5、加环己烷用上法测定温度,然后关闭调压器,取出气相,液相样品,测其折射率,以后分别加入,,,,环己烷;6、将所得的折射率在相应的工作曲线上找到组成;7、关闭电源,冷凝水,整理好仪器,倒掉废液;8、签字,还工作曲线表。
第5章-两组分系统-液相
1
二组分系统相律
两组分系统的相律可表达为:C=2; =2
f=4- (1)
f=0, max=4, 最多四相共存。 =1, fmax=3, 需三维图象才能完整描绘系统状态。 二元系统的相图常常固定某因素不变(如温度或压力), 用二维平面相图表示系统状态的变化情况。 二元系统的相图常为:
T/℃
连接 T-x 图中液相线的各点便 384℃
可得到液相线.
383
373
用类似的方法可以绘制 T-x
图中的气相线,或者用计算的方
363
法也可得到气相线。
353
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0 xA
381℃ 373℃ 365℃ 357℃
353.3℃
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0 xA
精馏原理
T
B的沸点低, 挥发性较强: yB>xB 将组成为y1的气相收集起来, 并将其冷却至温度T1: 其中将有部分冷凝为液体x2, 与之达平衡的气相组成为 y2, y2>y1. 重复以上过程,气相中B的浓度愈 来愈高,最后可以获得纯的B。 而由液相可以获得纯的A。
A
液相 xB
气相
y1 y2
T1
y3
x2
x3 B
13
精馏原理
实际的工业精馏工 段, 为连续操作,各层的操 作温度相对稳定,溶液 的组成也稳定;
在精馏塔的低温段一般 可以获得纯净的B,在 高 温段,可获得纯净的A。
T
T7 x8 T6 x7
T5
x6
T
T1 T2
y8
x1 x2
T3
实验五.二元液系相图
实验五二元液系相图一、实验目的1、用沸点仪测定在常压下环己烷-异丙醇的气液平衡相图。
2、了解沸点的测定方法。
3、掌握阿贝折射仪的测量原理及使用方法。
二、实验原理1、液体的沸点是指液体的饱和蒸汽压和外压相等时的温度。
在一定外压下,纯液体的沸点有确定的值。
但对于完全互溶的双液系,沸点不仅与外压有关,而且还与双液系的组成有关。
2、用阿贝折射仪测定气液组成的折光率,来获得气液组成。
三、实验装置四、仪器及试剂仪器:EF-03沸点测量仪、阿贝折射仪、沸点仪、取样管试剂:异丙醇、环己烷五、实验步骤1、配制含异丙醇约5%、10%、25%、35%、50%、75%、85%、90%、95%质量分数的环已烷溶液。
2、安装好干燥的沸点仪。
3、加入异丙醇30ml左右,盖好瓶塞,使电热丝浸入液体中,温度传感器与液面接触。
4、开冷凝水,将稳流电源调至(1.8-2.0A),接通电热丝,加热至沸腾,待数字温度计上读数恒定后,读下该温度值。
5、关闭电源,停止加热,将干燥的取样管自冷凝管上端插入冷凝液收集小槽中,取气相冷凝液样,迅速用阿贝折射仪测其折光率。
6、用干燥的小滴管取液相液样,迅速用阿贝折射仪测其折光率。
7、每份样品需读数三次,取其平均值。
实验完毕,将蒸馏器中溶液倒回原瓶。
8、同法用含有异丙醇约为5%、10%、25%、35%、50%、75%、85%、90%、95%的环已烷溶液进行实验,各次实验后的溶液均倒回原瓶中。
实验过程应注意室内气压的读数。
9、根据环己烷-异丙醇标准溶液的折射率,将上述数据转换成环己烷的摩尔分数,绘制相图。
10、实验完毕后,关闭冷凝水,关闭电源,整理实验台。
六、阿贝折光仪的使用1、用擦镜纸将镜面擦干,取样管垂直向下将样品滴加在镜面上,注意不要有气泡,然后将上棱镜合上,关上旋钮。
2、打开遮光板,合上反射镜。
3、轻轻旋转目镜,使视野最清晰。
4、旋转刻度调节手轮(下手轮),使目镜中出现明暗面(中间有色散面),图a。
双元系液液相平衡实验报告
化工专业实验报告第一部分:实验预习实验名称双元系液液相平衡实验一、实验预习1.实验目的1.1学习双元系液液相平衡测定方法的实验原理;1.2绘制异丁醇-水体系相图,学会分配系数的计算方法;1.3掌握基团贡献法计算液液相平衡的方法。
2.实验原理异丁醇与水部分互溶,恒压下二元液夜相平衡体系自由度f=1,因此确定了T,组成随之确定。
恒温条件下,通过测定两相折光指数,在预先测绘的浓度-折光指数关系图上便可查得平衡组成,从而得到液液平衡数据。
在25.5℃时,折光指数n D与异丁醇的摩尔分数x1呈线性关系:水相β:n D=0.41903x1+1.33246醇相α:n D=0.01524x1+1.380643.流程装置1)化学试剂异丁醇(分析纯),去离子水,部分物性如下:表1 异丁醇、去离子水的部分物性品名沸点/℃折光指数密度异丁醇107.8 1.3960 0.797水100.0 1.3325 0.9972)测量仪器恒温水浴,电磁加热搅拌器,阿贝折光仪,液液平衡釜,取样器和吸管。
3)装置图图1 液液相平衡关系测定装置4.实验步骤1)合上电闸,打开恒温槽,将温度恒定在30℃;2)开电磁搅拌开关(不要打开加热开关)并调节至适当的搅拌速度;3)观察平衡釜中的温度计,5min内温差不超过0.1℃,即停止搅拌;4)静置5min,继续观察有无温度变化;5)仔细观察液液分界面,用清洁的吸管吸取上层清液,洗涤3次,再吸取上层样品,供折光分析用(注意,吸取样品时必须十分细心,防止上下液层有所混杂);6)将下层取样器沿着铁架降至液液平衡釜底部,抽出玻璃棒,使下层清液流入下层取样管中,再用清洁的吸管插入下层取样管中,按吸取上层样品的方法取样(注意:吸管需干燥,清洁);7)用阿贝折光仪分析样品,折光仪恒温25.5±0.1℃,取样两次取平均(注意:不要连续两次取同一相,以对原有平衡造成更大破坏,应按照上相、下相再上相、下相的顺序);8)将釜内温度提高至40及50℃,重复上述工作;9)实验完毕,关电源,将试液倒回回收瓶,做好清洁工作。
二元液系相图的绘制实验报告
二元液系相图的绘制实验报告指导老师:实验时间:姓名:学号:专业:实验目的:1、掌握阿贝折射仪的使用方法,通过测定混合物的折射率确定其组成。
2、学习常压下完全互溶双溶液系统气-液平衡相图的测绘方法,加深对相律、恒沸点的理解。
实验原理由液态物质混合而成的二组分系统称为双液系统。
当纯液态或液态混合物的蒸气压与外压相等时,液体就会沸腾,此时气-液两相平衡,所对应的温度就称图。
为沸点。
表示定压下双液系统气-液两相平衡时温度与组成关系的图称为T-xB本实验以环己烷-异丙醇为体系, 利用回流冷凝方法绘制相图。
实验采用沸点仪,加热不同组成的乙醇-环己烷的混合液至沸腾,通过冷凝管冷凝作用在沸点仪的小玻璃槽中收集气相冷凝液,则沸点仪中的蒸馏瓶中的留存物即为液相。
用阿贝折射仪测定两相折光率,读取数据,然后绘制T-x图。
B仪器与试剂WAY型阿贝折射仪一台,超极恒温水浴一台,带有冷凝管的沸点仪一支,电加热套一个,数字式温度计一台,长、短胶头滴管个一支,100ml量筒一个,3%、15%、30%、50%、60%、70%、80%、92%、97%的环己烷溶液各一瓶。
实验步骤1、记录实验室大气压。
2、将阿贝折射仪与超极恒温水浴相连,打开恒温水浴电源开关,调节水浴温度至实验要求值(280C)。
3、测定体系的沸点与组成的关系。
安装好沸点仪,打开冷却水,由进样口加入25ml的3%的环己烷溶液,用电加热套供热,使沸点仪中溶液沸腾,并通过调整沸点仪与电加热套的距离控制适宜的回流高度。
将袋状部的最初冷凝液体倾回蒸馏器,并反复2~3次,待溶液沸腾且回流正常,温度读数基本稳定后,记录溶液沸点。
4、将沸点仪从电加热套中移开,用长吸管从气相冷凝液取样口吸取气相样品,并迅速滴入阿贝折射仪中,测其折射率ng5、将阿贝折射仪镜面用洗耳球吹干,用另一支短吸管从沸点仪进样口吸取一滴溶液,测其折射率n.16、分别取25ml的3%、15%、30%、50%、60%、70%、80%、92%、97%的环己烷溶液,按照上述步骤分别测溶液沸点、折射率n g 、、折射率n 1.注意事项1、实验中可通过调节电加热套的温度或调整沸点仪的高度控制回流速度的快慢,一般控制回流高度在1.5cm 左右。
13 实验五 二元液体溶液的气—液平衡相图
实验五 二元液态混合物的气-液平衡相图【目的要求】1.实验测定并绘制环己烷-乙醇体系的沸点组成(T -x )图,确定其恒沸点及恒沸混合物的组成。
2.了解测量折光率的原理,掌握阿贝折光仪的使用方法。
【实验原理】两种液体能在任意浓度范围内完全相溶的体系称完全互溶的双液体系。
根据相律:f =K Φ+2式中:f 为体系的自由度;K 为体系中的组分数;Φ为体系中的相数;2是指压力和温度两个变量。
对于定压下的二组分液态混合物,相律可表示为:f =3-Φ。
在大气压力下,液体的蒸气压和外压相等时,平衡温度即为沸点。
对于完全互溶的双液体系,当气液两相平衡时Φ=2,f =1。
完全互溶的双液体系在定压下并没有固定的沸点,为一沸程,并且是和溶液的组成有关的,即T 是x 的函数。
完全互溶的双液体系,由于两种液体的蒸气压不同,溶液上方的气相组成和液相组成是不相同的,测定溶液的沸点和溶液在沸点时的气相和液相的组成,可绘制出溶液的气-液平衡相图,即溶液的沸点与组成关系图,T -x -y 图。
完全互溶的双液体系,T -x -y 图可分三类:如图5-1所示。
图5-1(1)是理想液态混合物和偏离拉乌尔定律较小的体系的T -x -y 相图;图5-1(2)是对拉乌尔定律有较大正偏差的体系;图5-1(3)是对拉乌尔定律有较大负偏差的体系。
在图5-1(2)和图5-1(3)中,由于偏离拉乌尔定律较大以致在T -x -y 图上分别出现了最低点和最高点,在最低点和最高点上,液态混合物的气相组成和液相组成相同,这种组成的液态混合物称为恒沸混合物,在最高点和最低点上时液态混合物的沸点称为恒沸点。
将一定组成的环已烷-乙醇混合物在特制的蒸馏器中进行蒸馏。
当温度保持不变时,即表示气、液两相己达平衡,记下沸点温度,并测定沸点时气相(冷凝液)和液相的组成,Fig.5-1 二组分完全互溶双液体系的T -x -y 相图 (1)理想或近似理想的体系 (2)有最低恒沸点的体系 (3)有最高恒沸点的体系 Fig.5-1 Phase diagram for mixture of binary liquid(1)Ideal mixture (2)With minimum aezotropic point (3) With maximum aezotropic 液相Liquid 气相Gas T B x B (y B ) (3) M A B液相Liquid气相Gas T A T B x B (y B ) T (1) AB 液相Liquid 气相Gas T A T Bx B (y B ) (2) M A B T A图5-2 沸点仪示意图 1.温度计;2.接加热器;3.加液口;4.电热丝连接点;5.电热丝;6.分馏液;7.分馏液取样口 Fig.5-2 The sketch of ebulliometer 1.thermometer;2. connection pole;3. inlet orifice; 4. connection point of heater with wire;5.heater; 6. fractional liquid;7. sampling orifice 即可得到一组T -x -y 数据。
二元液系相图
定平衡时的沸点,并分别收集气相冷凝液和液相的样品,用化学方法或物理方法分析其组成 , 这样在 T—X 图上可找到此沸点 T1 时互成平衡的液相组成 Xl 和气相组成 yl 。
5. Ellis 平衡蒸馏仪具有气液两相同时循环的优点,循环的原理简述如下 (图 C-8.3): (1)在沸腾器 A 中放入一定组成的二元溶液,在恒压下加热,液体沸腾后,蒸气逸出,经 冷凝后流入收集器 B 达到一定数量后溢流从回流管流至 A。 (2)由于气相中易挥发组分含量高于液相中的含量,从而 B 中冷凝液,其易挥发组分较 A 中要高。 (3)随着过程进行,A,B 二容器中的组成不断改变,直至达到稳定状定,此时气液相组 成不再随时间改变。 (4)A,B 二容器中组成保持恒定,分别自 A,B 容器中取样进行分析即得平衡的二相组成 , 记下当时的温度,也就是二元溶液的沸点。
六、实验结果与数据处理:
1. 实验数据记录
室温: ℃; 大气压力:
mmHg
溶液组成
温 度℃Βιβλιοθήκη 液上温度计下温 折光率
度计
醇
相
气
X 乙 折光率
醇
相 y乙
乙醇一乙酸乙酯沸点组成表(1atm)
X(乙醇) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
恒沸点:
X(苯) Wt%(乙醇) 组成 X=
(林曼斌)
图 C-8.2 Ellis 平衡蒸馏仪
三、仪器与药品:
图 C-8.3 循环原理
1.Eills 平衡蒸馏仪及附属二台调压变压器(上保温与下保温)。 2.阿贝折光仪,超级恒温槽。小试管及滴管。 3.分析纯乙酸乙酯和乙醇。
四、实验步骤:(略)
五、注释
1、新仪器和长期不用第一次加热易发生暴沸。 2、由于保温仅使用石棉布,未用石棉。不可能达到上下温度计差 0.5~1.5℃。可将调压 变压器直接放在 25V。
双液系的气液平衡相图
一、目的要求1.用沸点仪测定在一大气压下乙醇及环己烷双液系的气液平衡时气相与液相的组成及平衡温度,绘制温度-组成图,并找出恒沸混合物的组成及恒沸点的温度。
2.学会阿贝折光仪的使用。
二、原理两种在常温时为液态的物质混合起来而组成的二组分体系称为双液系,两种液体若能按任意比例互相溶解,称为完全互溶的双液系。
若只能在一定比例范围内互相溶解,则称部分互溶双液系。
双液系的气液平衡相图T-x 图可分为三类,见图5-1。
相线,表示在不同溶液的沸点时与溶液成平衡时的气相组成,下面的曲线表示液相线,代表平衡时液相的组成。
例如图x,液相组成点x。
无水乙醇(ml)1234环己烷(ml)43213.用阿贝折光仪测标准溶液以及纯乙醇、纯环己烷的折射率。
4.测定体系的沸点及气液两相的折射率。
测定方法如下:将一配制好的样品注入沸点仪中,液体量应盖过加热丝,处在温度计水银球的中部,旋开冷凝水,接通电源,电压不能超过规定电压,否则会烧断加热丝。
当液体沸腾、温度稳定后,记下沸腾温度及环境温度,并停止加热。
分别用滴管吸取气相及液相的液体用阿贝折光仪测其折射率,每份样品读数二次取平均值。
测定完之后,将沸点仪中的溶液倒回原试剂瓶中,换另一种样品按上述操作进行测定。
五、注意事项1.沸点仪中没有装人溶液之前绝对不能通电加热,如果没有溶液,通电加热丝后沸点仪会炸裂。
2.一定要在停止通电加热之后,方可取样进行分析。
3.使用阿贝折光仪时,棱镜上不能触及硬物(滴管),用擦镜纸擦镜面。
六、数据处理1.将标准溶液的体积百分数按式(5-1)换算成重量百分数,然后以重量百分数对折射作图。
W%=×100% (5-1)式中V1、D1分别代表乙醇的体积及比重,乙醇的比重在20℃为0.7893;V2、D2分别代表环己烷的体积及比重,环己烷的比重在20℃时为0.7791。
2.沸点校正,由于温度计的水银柱未全部浸人待测温度的区域内而须进行露茎校正。
校正公式 D t露=K·n·(t测一t环) (5-2)式中K=0.00016,n为露出于被测体系之外的水银柱长度,t测为测量温度计上的读数,t环为环境温度。
固-液二元体系相图二级相变
根据涉及的变量数, 相图可分为一元、二 元和三元相图。
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二级相变
二级相变的定义
二级相变
在热力学中,二级相变是指系统在等温、等压条件下,从 一个物态转变为另一个物态,同时伴随着热量的吸收或释 放,但系统的熵值保持不变的相变过程。
特征
在二级相变过程中,系统的某些物理性质(如密度、比热 容、热膨胀系数等)会发生突变,但系统的熵值保持不变。
相图的重要性
相图是研究物质热力学性质和相平衡的重要工具,有助于理解物质在不同条件下 的相态和性质。
在化学工程、材料科学、地质学等领域,相图具有广泛的应用价值,如指导工业 生产、矿产资源开发等。
相图的分类
根据涉及的相数,相 图可分为单相图和多 相图。
根据涉及的转变类型, 相图可分为一级、二 级和连续相变相图。
热力学稳定性
二级相变是热力学稳定的相变过程,因为系统在相变过程中不会发生 能量的损失或浪费。
二级相变的类型
连续相变
在二级相变过程中,系统的物理性质 会连续地发生变化,而不是突然地跳 跃。这种类型的二级相变通常发生在 物质从固态转变为液态的过程中。
跳跃相变
在二级相变过程中,系统的物理性质 会突然地跳跃式变化,而不是连续地 变化。这种类型的二级相变通常发生 在物质从液态转变为气态的过程中。
二级相变在固-液二元体系相图中的实例分析
水-冰相图
水在0°C以下结冰,发生二级相变。在相图中表现为曲线,随着温度降低,水从液态变 为固态。
金属-合金相图
金属合金在不同温度和成分下呈现不同的状态,如固溶体、金属间化合物等,这些状态 之间的转变即为二级相变。在相图中表现为曲线或平台,指导合金材料的制备和应用。
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