二组分气液平衡实验数据处理~
二组分气液平衡相图的测定
实验过程中的讲解（四）
实验数据记录要求和作图方法
1、把测得的数据填写在事先列好的数据表里； 2、填写数据要用钢笔或油笔，不得使用铅笔； 3、数据填写要真实、准确； 4、错误的数据不能用涂改液等随便涂改，可以 用笔划一下再在旁边写上正确的。 5、作图方法见教材第9页。
分析实验数据,讨论实验结果
二组分气- 液平衡相图愿始数据记录表
1、讲解阿贝折射仪的使用方法和注意事项 每次加入沸点仪的样品的浓度是否要一定，为什么？
2、调压器的电压要合适（多大？）； 实验过程中要把握的重点
1、一定要在完全达到气-液平衡时才可取样测其折光率。
答：不需要，因为虽然加入沸点仪的样品的浓度不同会使样品的沸点发生变化，但是相对应的气液两相的组成也发生变化，不影响相
分析实验数据，讨论实验结果
沸点-组成图
85 80 75 70 65
1、该图为乙醇-环己烷的沸点组成图
2、最低共沸点为65.2℃，共沸 组成x=0.54
3、蓝线为气相线，以上为气 相；红线为液相线，以下为 液相；两线之间为气-液共 存区；两线有一切点。
沸点/C
60
0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
1.3908
0.429
1.3968
0.502
1.3982
0.533
1.4021
0.542
1.4102
0.561
1.4167
0.617
1.4249
1.000
残掖试样 折光率（n） x环己烷 1.3602 0.000 1.3642 0.062 1.3689 0.109 1.3755 0.185 1.3888 0.354 1.3982 0.534 1.4107 0.745 1.4182 0.907 1.4205 0.935 1.4249 1.000
二组分气液平衡相图实验报告
二组分气液平衡相图实验报告二组分气液平衡相图实验报告引言：二组分气液平衡相图是研究物质在不同温度和压力下的相变行为的重要工具。
通过实验测定不同温度和压力下的液相和气相的组成，可以绘制出相图，从而了解物质的相变规律和性质。
本实验旨在通过测定乙醇-水体系在不同温度和压力下的液相和气相的组成，绘制出其气液平衡相图，并分析其相变行为。
实验方法：1. 实验装置本实验使用了一个恒温水浴槽、一个压力计、一个分液漏斗和一个收集气体的烧瓶。
2. 实验步骤首先，将一定量的乙醇和水混合，并在分液漏斗中搅拌均匀。
然后，将混合物倒入烧瓶中，并将烧瓶放入恒温水浴槽中。
调节水浴槽的温度，并记录下温度和压力的数值。
随后，打开分液漏斗的阀门，使烧瓶内的气体逐渐释放出来，并收集在烧瓶中。
当压力稳定时，关闭分液漏斗的阀门，并记录下此时的压力和收集到的气体体积。
重复以上步骤，在不同的温度和压力下进行实验。
实验结果：根据实验数据，我们绘制出了乙醇-水体系的气液平衡相图。
图中横轴表示乙醇的摩尔分数，纵轴表示温度。
根据实验数据的拟合结果，我们得到了相图中的液相区域和气相区域的边界曲线。
通过观察相图，我们可以得出以下几个结论：1. 乙醇和水的气液平衡相图呈现出正常的升华曲线。
随着温度的升高，乙醇的溶解度逐渐减小，直至达到升华温度，乙醇开始升华为气体。
2. 在相图中，液相区域和气相区域之间存在一个临界点。
在临界点以上的温度和压力条件下，液相和气相之间不存在明显的界限，物质呈现出超临界流体的性质。
3. 相图中的等温线和等压线的斜率不同，表明温度和压力对相变行为的影响不同。
温度对相变的影响较大，而压力的影响较小。
讨论与结论：通过本实验，我们成功测定了乙醇-水体系在不同温度和压力下的液相和气相的组成，并绘制出了相应的气液平衡相图。
通过对相图的分析，我们了解到乙醇和水的相变行为和性质。
此外，我们还发现了温度和压力对相变行为的影响差异，并得出了一些结论。
二组分气-液平衡相图的测定
二组分气-液平衡相图的测定相图系指系统的相平衡状态图。
相图用图解的方法研究系统的相平衡行为，是相平衡热力学研究的重要手段之一。
相律只能给出系统的独立组分数、平衡共存相数和自由度数，而相图可以给出更加详尽得多的信息。
利用相图提供的信息，化学工程师可以进行工程（如精馏塔）设计及工艺操作（如利用盐-水系统相图进行盐类的精制）；可以进行精馏分离或制备具有精确组成的标准样品（如恒沸蒸馏混合物）；可以利用区域熔炼技术把金属提纯到极高的纯度，也可以把有机混合物或高分子混合物按照相对分子质量进行重新排布；利用二组分气-液平衡实验数据，结合实际溶液知识，可以测量实际溶液中溶剂或溶质的活度及活度因子。
合金相图是合金冶炼、金属热处理和表面处理的理论依据。
利用相图还可以估算纯组分的相变焓。
实验目的1．了解蒸馏法绘制具有恒沸点的二组分气-液平衡相图的原理与方法；2．了解阿贝折光仪的工作原理及样品折光指数的测量方法；3．用蒸馏法绘制无水乙醇-环己烷二组分气-液平衡相图。
实验原理由于系统性质的千差万别，系统的相图也各不相同。
大部分相图都靠实验测定。
目前，实验上测定相图的方法主要有三种：1、冷却曲线法（又称热分析法），此法一般用于具有较高相变温度的系统（如金属和合金相图）。
2、溶解度法，此法一般用于部分互溶凝聚系统（如苯胺和水的相图）。
3、蒸馏法，此法一般用于气-液平衡系统（如乙醇-苯相图）。
对于气-液平衡系统，按照蒸馏条件的不同，可分为蒸气压~组成图，即p~x图（恒温蒸馏）和沸点~组成图，即t~x图（恒压蒸馏）。
本实验测定常压下乙醇-环己烷的沸点~组成图，即t~x图。
因此，本实验的技术关键是如何正确测量所给系统的相平衡温度（沸点）和相平衡组成（气相组成，液相组成）。
仪器和药品平衡蒸馏仪一套（见图3-15）；阿贝折光仪（附带超级恒温水浴）；自偶调压器一台；放大镜一只；量筒、移液管、滴管等；环己烷（A·R）；无水乙醇（A·R）。
物化实验双液系的气-液平衡相图实验报告
双液系的气－液平衡相图一实验目的1．绘制在pθ下环己烷－异丙醇双液系的气－液平衡相图，了解相图和相律的基本概念；2．掌握测定双组分液体的沸点及正常沸点的方法；3．掌握用折光率确定二元液体组成的方法。
二实验原理在常温下，任意两种液体混合组成的体系称为双液体系。
若两液体能按任意比例互溶，则称完全互溶双液体系，若只能部分互溶，则称部分互溶双液体系。
液体的沸点是指液体的蒸汽压与外界压力相等时的温度，在一定的外压下，纯液体的沸点有其特定值，但双液系的沸点不仅与外压有关而且还与两种液体的相对含量有关。
通常，如果液体与拉乌尔定律的偏差不大，在T—X图上溶液的沸点介于A、B二纯液体的沸点之间见图中于 (a)。
而实际溶液由于A 和B二组分的相互影响，常与拉乌尔定律有较大偏差，在T—X图上就会有最高或最低点出现，这些点称为恒沸点，其相应的溶液称为恒沸点混合物，如图2-4-1(b),（c)所示。
恒沸点混合物蒸馏时，所得的气相与液相组成相同，因此通过蒸馏无法改变其组成。
本实验是用回流冷凝法测定环已烷—异丙醇体系的沸点—组成图。
其方法是用阿贝折射仪测定不同组成的体系，在沸点温度时气、液相的折射率，再从折射率—组成工作曲线上查得相应的组成，然后绘制沸点—组成图。
三仪器和试剂沸点仪1套；恒温槽1台；阿贝折射仪1台；量筒8个；玻璃漏斗8个；滴管2个；环己烷（分析纯）；异丙醇（分析纯）；实验装置如下：四实验步骤1．工作曲线的绘制配制环己烷的质量百分数0.10, 0.20, 0.30, 0.40, 0.50, 0.60, 0.70, 0.80和0.90的环己烷－异丙醇溶液。
计算所需环己烷和异丙醇的质量，并用分析天平准确称取。
为避免样品挥发带来的误差，称量应尽可能的迅速。
各种溶液的确切组成要按照实际称样结果精确计算。
调节超级恒温水浴的温度为35度，使阿贝折光仪上温度与其保持一致。
分别测定上述九个溶液以及异丙醇和环己烷的折光率。
根据这些数据作出折光率－组成工作曲线。
二组分气液平衡相图实验报告
二组分气液平衡相图实验报告实验目的，通过实验，掌握二组分气液平衡相图的测定方法和实验技术。
实验原理，在一定温度下，将两种组分的混合物置于容器中，通过调节温度和压力，观察和记录气液相变的情况，最终绘制出气液平衡相图。
实验仪器，实验中所用的仪器有压力计、温度计、气液平衡相图测定装置等。
实验步骤：
1. 将两种组分混合物置于气液平衡相图测定装置中，调节温度和压力；
2. 观察和记录气液相变的情况，包括气液相变的压力和温度值；
3. 根据记录的数据，绘制出气液平衡相图。
实验结果与分析：
通过实验测定和数据处理，得到了二组分气液平衡相图。
在图中，我们可以清晰地看到气相和液相的边界，以及气液相变的压力和温度值。
根据相图的形状和数据分析，我们可以得出一些结论和规律。
实验结论：
1. 随着温度的升高，气相区域逐渐扩大，液相区域逐渐缩小；
2. 随着压力的升高，气相区域逐渐扩大，液相区域逐渐缩小；
3. 在一定温度下，压力越大，气相区域越大，液相区域越小；
4. 在一定压力下，温度越高，气相区域越大，液相区域越小。
实验总结：
通过本次实验，我们掌握了二组分气液平衡相图的测定方法和实验技术，了解了气液相变的规律和特点。
同时，也加深了对相图的理解和应用，为今后的实验和研究工作打下了坚实的基础。
结语：
二组分气液平衡相图实验是化学实验中的重要内容，通过本次实验，我们不仅学会了实验操作技巧，更重要的是对气液平衡相图有了更深入的理解。
希望通过今后的学习和实践，能够更好地运用这些知识，为科学研究和工程应用做出贡献。
二元汽液平衡数据测定实验数据处理
二元汽液平衡数据测定实验数据处理：一、原理：以循环法测定气液平衡数据的平衡釜基本原理相同，如图1所示，体系达到平衡时，两个容器的组成不随时间变化，这时从A 和B 两容器中取样分析，即可得到一组平衡数据。
当达到平衡时，除了两相的压力和温度分别相等外，每一组分的化学位也相等，即逸度相等，其热力学基本关系为：V i L i f f = (1)i i i i i x f py ογφ=常压下，气相可视为理想气体，；再忽略压力对液体逸度的影响，οi i p f =从而得出低压下气液平衡关系为：i i i i x f py ογ= (2)式中 p ——体系压力（总压）；p i 0——纯组分I 在平衡温度下饱和蒸汽压，可用安托尼（Antoine ）公式计算； x i 、y i ——分别为组分I 在液相和气相中的摩尔分率； γi ——组分i 的活度系数由实验测得等压下气液平衡数据，则可用ογii i i p x py =...................................... .. (3)计算出不同组成下的活度系数。
本实验中活度系数和组成关系采用Wilson 方程关联。
Wilson 方程为：ln γ1=-ln 22121x )x Λx ++()(121x 221212112Λx Λx Λx Λ+-+ (4)ln γ2=-ln )x Λx Λx Λx Λ(x )x Λ(x 21211212122111212+-+++ (5)Wilson 方程二元配偶参数12Λ和21Λ采用非线形最小二乘法,由二元气液平衡数据回归而得.目标函数选为气相组成误差的平方和,即F=∑=-+-mj j j y y y y 1222211）（）（计实计实…………………………………(6) 二、数据处理（以表1的实验数据为例子）Ⅰ.实测温度及苯的气液相组成大气压：101.33Kpa表1 苯—正庚烷混合液平衡温度及气、液相组成的测定数据组号主温度t主/（℃）辅助温度t s/（℃）气相(苯) 液相（苯）折射率y i/mol% 折射率x i/mol%1 82.0 22.0 1.4610 81.9 1.4510 74.62 83.4 23.0 1.4475 72.9 1.4361 63.63 84.8 24.0 1.4398 67.0 1.4235 53.74 86.2 25.0 1.4310 59.4 1.4155 46.85 87.6 28.1 1.4238 52.6 1.4038 38.4表2 水银温度计检定结果温度计示值（℃）80 85 90 95 100 修正值（℃）+0.08 +0.07 +0.07 +0.09 +0.08 Ⅱ.平衡温度及纯物质的饱和蒸气压的计算：①平衡温度的计算：（使用热电偶测温时略去此步骤）t实际值= t主+t校正t校正=kn(t主-t s)matlab运算结果如下：t0=[82.0 83.4 84.8 86.2 87.6];t2=[22.0 23.0 24.0 25.0 28.1];t1=0.00016*60*(t0-t2);t3=t0+t1结果：t3 = 82.5760 83.9798 85.3837 86.7875 88.1712其中t3 代表平衡温度,结果填入表3中②饱和蒸气压的计算lg P i0=A i– B i/(C i+t)式中：t—温度，℃P0—饱和蒸汽压，mmHgP i0(苯)=10^(6.87987-(1196.76/(219.161+t)))P i0(正庚烷)=10^(6.89386-(1264.37/(216.64+t)))用matlab运算结果如下t=[82.5760 83.9798 85.3837 86.7875 88.1712];for i=1:5p1(i)=10^(6.87987-(1196.76/(219.161+t(i))))p2(i)=10^(6.89386-(1264.37/(216.640+t(i))))end结果：p1 =819.6614 855.0698 891.6626 929.4612 967.9270p2 =465.8546 487.5090 509.9562 533.2131 556.9509Ⅲ．用Wilson方程计算如下:表3 平衡温度及饱和蒸气压组号平衡温度t/(℃)P i0(苯)/(mmHg)P i0(正庚烷)/(mmHg)1 82.58 819.6614 465.85462 83.98 855.0698 487.50903 85.38 891.6626 509.95624 86.79 929.4612 533.21315 88.17 967.9270 556.9509①Wilson方程参数的确定方程格式：ln Py1/P10x1= -ln(x1+λ12x2)+x2(λ12/(x1+λ12x2)- λ21/ (x2+λ21x1))ln Py2/P20x2= -ln(x2+λ21x1)+x1(λ21/(x2+λ21x1)- λ12/ (x1+λ12x2))目标函数：F=∑=-+-mjjjyyyy1222211）（）（计实计实用非线性最小二乘法拟合：matlab拟合程序如下function xLsqnonlinbb0=[1,1][bb,resnorm,residual]=lsqnonlin(@Funlv,bb0)%-----------------------------------------function F=Funlv(bb)x1=[0.746 0.636 0.537 0.468 0.384];x2=[0.254 0.364 0.463 0.532 0.616];y1=[0.819 0.729 0.670 0.594 0.526];y2=[0.181 0.271 0.330 0.406 0.474];p10=[819.6614 855.0698 891.6626 929.4612 967.9270];p20=[465.8546 487.5090 509.9562 533.2131 556.9509];for i=1:5F(i)=y1(i)-p10(i)*x1(i)/760*exp(-log(x1(i)+bb(1)*x2(i))+x2(i)*(bb(1)/ (x1(i)+bb(1)*x2(i))-...bb(2)/(x2(i)+bb(2)*x1(i))));endfor i=6:10j=i-5F(i)=y2(j)-p20(j)*x2(j)/760*exp(-log(x2(j)+bb(2)*x1(j))+...x1(j)*(bb(2)/(x2(j)+bb(2)*x1(j))-bb(1)/(x1(j)+bb(1)*x2(j)))); end拟合的结果：Optimization terminated: first-order optimality less than OPTIONS.TolFun,and no negative/zero curvature detected in trust region model.bb =0.5192 1.3205resnorm =6.2205e-004residual =0.0065 -0.0026 0.0146 -0.0111 -0.0045 0.0020 0.0099 -0.0091 0.0052 -0.0016由结果可以看出，λ12＝0.5192;λ21=1.3205;余差平方和F=∑=-+-mjjjyyyy1222211）（）（计实计实＝6.2205e-004，说明拟合的效果比较好。
二组分系统气液平衡相图的绘制(含数据)
二组分系统气液平衡相图的绘制一实验目的1.确定不同组成的环己烷——乙醇溶液的沸点及气、液两相的平衡浓度，由此绘制其沸点组成图。
2.掌握阿贝折射仪的原理及使用方法。
二实验原理本实验用回流冷凝法测定不同浓度的环己烷——乙醇溶液的沸点和气、液两相的组成，从而绘制T----x图。
下图为环己烷——乙醇的沸点组成图的大致形状，ADC和BEC为气相线，AD´C和BE´C 为液相线。
体系总组成为x的溶液开始沸腾时，气象组成为y ，继续蒸馏，气相量增加，液相量减少（总量不变），溶液温度上升，回流作用，控制了两相的量一定，沸点一定。
此时，气相组成为y´，与其平衡的液相组成为x´，体系的平衡沸点为t沸，此时气液两相服从杠杆原理。
当压力一定时，对两相共存区进行相律分析：独立组分K=2，相数P=2，则自由度f=K－P＋1=2－2＋1=1即有，体系温度一定，则气液两相成分确定。
总量一定时，亮相的量也一定。
在一实验装置中，控制气液两相的相对量一定，使体系温度一定，则气液组成一定。
用精密温度计可以测出平衡温度，取出气液两相样品测定其折射率可以求出其组成。
折射率和组成有一一对应关系，可以通过测定仪系列已知组成的样品折射率，绘出工作曲线。
测出样品就可以从工作曲线上找到未知样品的组成。
三仪器与药品仪器：阿贝折射仪、超级恒温槽、蒸馏瓶、调压变压器、1/10℃刻度温度计、25ml移液管一支、5ml、10ml移液管各两支、锥形瓶四个、滴管若干支药品：环己烷、乙醇、丙酮四实验步骤1.工作曲线的测定把超级恒温槽调至25℃，连接好恒温槽与阿贝折射仪，使恒温水流经折射仪。
准确配制下列溶液，测定纯环己烷，乙醇和下列溶液的折射率，并测定溶液温度。
环己烷 1 2 3 4ml乙醇 4 3 2 1ml2.测定环己烷的沸点按图装好仪器，调压变压器调至最小，将25ml苯加入蒸馏瓶，打开冷凝水，接通电源，缓慢增加电压，加压至12～16V，加压至液体沸腾使，记下温度稳定值。
二组分气液平衡相图实验报告
二组分气液平衡相图实验报告实验目的，通过实验研究，了解和掌握二组分气液平衡相图的构造和应用，掌握构造气液平衡相图的方法和技巧。
实验仪器和设备，气液平衡相图实验装置、压力计、温度计、样品瓶、气液分离器、温度控制器等。
实验原理，气液平衡相图是研究气体和液体之间平衡状态的图表，它表征了在一定温度和压力下，气体和液体之间的平衡状态。
在气液平衡相图中，通常横坐标表示组分的摩尔分数或体积分数，纵坐标表示压力或温度。
实验步骤：1. 样品制备，按照实验要求，制备好所需的样品，保证样品的纯度和浓度。
2. 装置调试，将气液平衡相图实验装置进行调试，保证仪器的正常运行。
3. 实验操作，将样品加入到样品瓶中，根据实验要求进行温度和压力的控制，观察气液平衡的状态。
4. 数据记录，记录实验过程中的温度、压力和组分等数据，以备后续分析和处理。
实验结果：通过实验观察和数据记录，得到了二组分气液平衡相图的实验数据。
根据实验结果，我们可以绘制出气液平衡相图，并通过图表分析得出相应的结论。
实验结论：通过本次实验，我们成功地制备了二组分气液平衡相图，并对实验结果进行了分析和总结。
通过实验数据的处理和图表的绘制，我们得出了相应的结论，并对气液平衡相图的构造和应用有了更深入的了解。
实验总结：本次实验对于我们深入了解气液平衡相图的构造和应用具有重要意义。
通过实验操作和数据处理，我们不仅掌握了构造气液平衡相图的方法和技巧，还对气液平衡相图的应用有了更加全面的认识。
希望通过本次实验，能够加深我们对气液平衡相图的理解，为今后的研究工作奠定基础。
以上就是本次二组分气液平衡相图实验的报告内容，谢谢阅读！。
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7．实验数据记录和处理
1、乙醇和水的实验基础数据
（1）、物性
表1-1 乙醇和水的物性
名称摩尔质量沸点（℃）折光指数乙醇（1）46.0778.30 1.3595
水（2）18.02100.0 1.3325（注：1-乙醇，2-水，下同）
（2）、Antoine常数
表1-2 Antoine常数
Antoine常数适用范围
A B C（℃）
乙醇8.11221593.864226.18420~93
水8.071311730.630233.4261~100
（3）、常压下饱和液体的摩尔体积
表1-3 常压下饱和液体的摩尔体积
温度乙醇水
8061.9718.52
9063.0118.65
10064.1218.78
（4）、乙醇—水二元交互能量参数
2、的计算
（1）、内插法平衡温度下乙醇和水的摩尔体积
根据表1-3数据，利用内插法求得平衡温度下的摩尔体积，列表如下。
表1-4平衡温度下乙醇和水的摩尔体积（常压下）
温度（℃）乙醇的摩尔体
()
水的摩尔体积
()
90.263.0318.65
85.662.5518.59
83.262.3018.56
82.362.2118.55
以1#数据为计算示例。
（下同）
（2）、Willson配偶参数的确定
根据表1-4计算Willson配偶参数，计算结果如列表所示。
表1-5 平衡温度下的Willson配偶参数
温度（℃）
90.20.21770.8506
85.60.21740.8259
83.20.21750.8161
82.30.21750.8125
（3）、Willson方程计算。
由表1-5和原始数据根据Willson方程计算，计算结果如下表所示。
表1-6 平衡温度下乙醇—水的
温度（℃）乙醇水
90.2 4.0882 1.0053
85.6 3.2201 1.0236
83.2 2.6358 1.0515
82.3 1.9939 1.1202
3、、的计算
（1）、平衡温度下的饱和蒸汽压
Antoine公式：
根据表1-2数据和Antoine公式计算纯组分在平衡温度下的饱和蒸汽压，计算结果如下表所示。
表1-7 乙醇—水在平衡温度下的饱和蒸汽压
温度（℃）乙醇（mmHg）水（mmHg）
90.21196.74529.663
85.61006.93443.609
83.2920.450402.717
82.3889.201389.045（2）、的确定
根据气液平衡关系式计算得，计算结果如下表所示。
表1-8 乙醇-水的实验活度系数
温度（℃）乙醇水
90.2 4.7630 1.0463
85.6 2.7675 1.2614
83.2 2.2411 1.3605
82.3 1.4493 1.5476
（3）、的确定
根据计算所得，利用气液平衡关系式计算得，计算结果如下表所示。
表1-9 乙醇-水的汽相摩尔分数
温度（℃）乙醇水
90.20.25750.6726
85.60.38400.5437
83.20.44690.4792
82.30.53660.4415
4、实验数据处理汇总
表1-10 实验数据汇总
组别
1234项目
平衡温度（℃）90.285.683.282.3
乙醇的摩尔体()63.0362.5562.3062.21
水的摩尔体积()18.6518.5918.5618.55
0.21770.21740.21750.2175
0.85060.82590.81610.8125
乙醇（mmHg）1196.741006.93920.450889.201
水（mmHg）529.663443.609402.717389.045
乙醇 4.7630 2.7675 2.2411 1.4493
乙醇 4.0882 3.2201 2.6358 1.9939
误差16.51%14.06%14.97%27.31%
水 1.0463 1.2614 1.3605 1.5476
水 1.0053 1.0236 1.0515 1.1202
误差 4.08%23.23%29.39%38.15%
乙醇0.30.330.380.39
水0.67260.54370.47920.4415
误差55.40%39.30%20.70%11.66%
水0.70.670.620.61
乙醇0.25750.38400.44690.5366
误差63.21%42.69%38.73%13.68% 1、气相组成实验值与计算值比较
2、温度组成T-x-y图。