二元体系沸点-组成图测绘
一些二元恒沸物的组成及沸点
63.5
36.5
水
异丁酸甲酯
100.0
92.3
77.7
6.8
93.2
水
异丁酸乙酯
100.0
110.1
85.2
15.2
84.8
水
异丁酸正丙酯
100.0
133.9
92.2
30.8
69.2
水
异丁酸异丁酯
100.0
147.3
95.5
39.4
60.6
水
异丁酸异戊酯
100.0
168.9
97.4
56.0
44.0
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅱ
混合物(Mixture)
Ⅰ
Ⅱ
水
乙醇
100.0
78.4
78.1
4.5
95.5
水
正丙醇
100.0
97.2
87.7
28.3
71.7
水
异丙醇
100.0
82.5
8.04
12.1
87.9
水
正丁醇
100.0
117.8
92.4
38.0
62.0
水
异丁醇
100.0
108.0
90.0
33.2
66.8
水
仲丁醇
100.0
122.9
89.0
25.0
75.0
水
甲酸(最大值)
100.0
100.8
107.3
22.5
77.5
水
乙酸
100.0
118.1
无(no)
无(no)
无(no)
具有最低恒沸点二元体系的沸点组成图的绘制
物理化学实验报告班级：14级制药一班姓名：王丹妮学号：14220125实验一具有最低恒沸点二元体系的沸点组成图的绘制一、实验目的1、绘制在一定压力下环已烷-乙醇双液系的气液平衡图，了解相图和相律的基本概念。
2、掌握测定双组分液系恒沸点的方法，找出恒沸点混合物的组成和最低恒沸点。
3、用回流冷凝法测定沸点时气相与液相的组成，绘制双液系相图。
并找出恒沸点混合物的组成及恒沸点的温度。
4、掌握用折光率确定二元液体组成的方法。
5、掌握阿贝折射仪的测量原理及使用方法。
二、实验原理（一）沸点的基本概念：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。
（二）恒沸点化合物：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，实际溶液由于A,B二组分的相互影响，常与拉乌尔定律有较大偏差，在T-X图上会有最高或最低点的出现，这些点称为恒沸点，其相应的溶液称为恒沸点化合物。
常温下，两种液态物质以任意比例相互溶解所组成的体系称为完全互溶双液系。
在恒定压力下，表示溶液沸点与组成关系的相图称为沸点—组成图，即为T－x相图。
完全互溶双液系的T－x图可分为三类：（1）理想双液系，溶液沸点介于两纯物质沸点之间如图（a）；（2）各组分对拉乌尔定律发生正偏差，溶液具有最低恒沸点(图中最低点)如图（b）；（3）各组分对拉乌尔定律发生负偏差，溶液具有最高恒沸点(图中最高点)如图（c）；（三）本实验采用回流冷凝的方法绘制环己烷-乙醇体系的T-x图。
其方法是用Abbe折射仪测定不同组成体系在沸点时气液两相的折光率。
在折光率－组成图（标准曲线）找出未知浓度溶液的折光率，就可从曲线上查出相对应的组成。
三、仪器试剂沸点仪1套；阿贝折光仪1台；移液管2支；滴管2支环己烷(A.R.)；无水乙醇(A.R.)四、实验步骤1. 根据给定的折射率与组成的关系，绘制工作曲线。
二元体系沸点-组成图测绘.
c.溶液有最高恒沸点，如丙酮—氯仿体系。
b、c两类溶液在最高或最低恒沸点时气、液两相组成相同，加热蒸发只能使气相总量增加，气、液相组成及溶液沸点保持不变，此温度称恒沸点，相应组成称恒沸组成。
图C7.1二元体系T-x图
下面以a为例，简单说明绘制沸点-组成图的原理。加热总组成为x1的溶液，体系的温度上升，达液相线上1点时溶液开始沸腾，组成为x2的气相开始生成，但气相量很少（趋于0），x1、x2二点代表达到平衡时液、气两相组成。继续加热，气相量逐渐增多，沸点继续上升，气、液二相组成分别在气相线和液相线上变化，当达某温度（如2点），并维持温度不变时，则x3、x4为该温度下液、气两相组成，气相、液相的量之比按杠杆规则确定。从相律f =c - p +2可知，当外压恒定时，在气、液两相共存区域自由度等于1，当温度一定时，则气、液两相的组成也就确定，总组成一定，由杠杆规则可知两相的量之比也已确定。因此，在一定的实验装置中，全回流的加热溶液，在总组成、总量不变时，当气相的量与液相的量之比也不变时（达气-液平衡），则体系的温度也就恒定。分别取出气、液两相的样品，分析其组成，得到该温度下，气、液两相平衡时各相的组成。改变溶液总组成，得到另一温度下，气、液两相平衡时各相的组成。测得溶液若干总组成下的气液平衡温度及气、液相组成，分别将气相点用线连接即为气相线，将液相点用线连接即为液相线，得到沸点-组成图。
实验中改换不同组成的溶液的方法一般有两种：一种是使用10个（再多几个更好）磨口塞锥形瓶和1个沸点仪，首先配制组成大致平均分布的10种溶液，存于磨口塞锥形瓶中，依次将每种溶液倒入沸点仪进行测量，然后全部倒出，再更换另一种溶液，使用过的溶液其他组同学还可以继续使用，或继续使用前对组成进行调整；第二种方法是使用10个沸点仪，首先配制组成大致平均分布的10种溶液，存于沸点仪中，测量完一种溶液后，将温度计与电热丝放入另一沸点仪中继续进行测量，沸点仪中的溶液被使用几次后应对其组成进行调整。下面以第二种方法为例介绍其操作步骤。
10-2二元液系相图
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、掌握阿贝折光仪的使用方法二、实验原理1、一个完全互溶的二元系统的沸点-组成图，表明在气液二相平衡时，沸点和两相组成间的关系.2、在常温下，两种液态物质以任意比例相互溶解所组成的体系称之为完全互溶双液系。
完全互溶双液系在恒定压力下的沸点—组成图可分为三类：3、（1）一般偏差：混合物的沸点介于两种纯组分之间，如甲苯－苯体系，如图1(a)所示。
4、（2）最大负偏差：混合物存在着最高沸点，如盐酸－水体系，如图1 (b)所示。
5、（3）最大正偏差：混合物存在着最低沸点，如正丙醇—水体系，如图1(c)所示。
BB B(a)(b)(c)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看，沸腾平衡后记下温度，一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，从而绘制环已烷-乙醇二元液系相图。
三、实验仪器与试剂1、沸点测定仪1个；取样管12支；阿贝折光计1台；环己烷（分析纯）；无水乙醇（分析纯）；直流稳压电源1台四、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、工作曲线的绘制。
这有实验书所给定的数据进行绘制。
3、测定沸点-组成数据（1）安装沸点测定仪。
将干燥的沸点测定仪按图2-1安装图2-1好，检查带有温度计的橡皮塞是否塞紧。
加热用的电阻丝要靠近底部中心，温度计的水银球不能接触电阻丝，而且每次更换溶液后，要保证测定条件尽量平行（包括水银温度计和电阻丝的相对位置）。
（2）用老师粗略的配制好的20%，40% ，60% ，80%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。
取下塞子，加入所要测定的溶液（40ml），其液面以在水银球中部为宜。
接好加热线路，打开冷凝水，再接通电源。
调节直流稳压电源电压调节旋钮，使加热电压为10-15v,缓慢加热。
物化实验——双液系沸点-组成图的绘制
实验五双液系沸点-组成图的绘制一、实验目的1. 测定100 kPa下乙醇一乙酸乙酯体系的气液平衡相图。
2. 使用数字阿贝折射仪测定液体、气体的组成。
一、基本原理从完全互溶双液系的t-x图中可清楚地看到系统在达到沸腾时的温度，以及达到气液平衡时气、液两相的组成。
t-x图对于了解系统的行为，系统的分馏过程很有实用价值。
理想的双液系在全部组成范围内符合拉乌尔定律，有少数系统能近似符合理想溶液的行为，但大多数系统在p-x图中有正或负的偏差。
本实验采用的系统是对拉乌尔定律产生正偏差的系统。
在一定压力下完全互溶双液系的沸点与组成的关系有三种情况：1. 溶液沸点介于二纯组分的沸点之间，如正丙醇一乙醇、苯一甲苯。
2. 溶液具有最高恒沸点如氯化氢一水、硝酸一水。
3. 溶液具有最低恒沸点如苯一乙醇、乙醇一水、乙醇一乙酸乙酯。
上述情况的t-x图如图5-1所示。
从相律分析，对于双液系，当压力恒定时，在气液相平衡共存区域内，自由度等于1(F = C–P + 1 = 2–2 + 1 = 1)，当温度一定，气液二相的组成也一定。
反之，溶液的组成一定，气液平衡时系统温度恒定。
将某组成的双液系置于沸点仪中，加热至沸腾，在气液两相达平衡，测定其沸点为t1，同时测定达到平衡时的气相组成和液相组成分别为y1和x1(如图5-1左)。
若换一种x B稍小的物系，加热蒸馏达到新的平衡，沸点t2对应气相组成和液相组成为y1’、x1’。
待二相平衡以后，取出二相样品，用物理方法或化学的方法分析二相的组成，在t-x图中画出该温度下二相平衡时各相组成的坐标点（可用·表示气相点，用×表示液相点）。
不断改变系统的组成，再按上法测出一对对坐标点。
分别将气相点和液相点连成气相线和液相线，就得到完全互溶双液系的t-x相图。
仪器装置如图5-2所示；整个装置分为加热部分与冷凝部分，加热部分由电热丝和电源组成（220 V电压变至0 V～15 V，视需要而定）。
实验04二元完全互溶体系沸点--组成曲线29页PPT
51、没有哪个社会可以制一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
二组分溶液沸点一组成图的绘制
二组分溶液沸点一组成图的绘制一内容提要本实验采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平衡浓度，绘制沸点—组成图，并从图上确定体系的最低恒沸物及其相应的组成。
二目的要求1.掌握沸点一组成图的绘制方法。
2.掌握阿贝折光仪及超级恒温槽的使用方法。
三实验关键1．在测定工作曲线步骤中，配制液体时要求使用移液管准确移液，从而保证绘制工作曲线的准确性。
每种浓度样品其沸腾状态应尽量一致，即以气泡“连续”、“均匀”冒出为好，不要过于激烈也不要过于缓慢。
2.由于液体的折射率受温度影响很大，折射仪采和用温槽恒温，恒温水在回路中要保持循环畅通。
用阿贝折光仪测液体折射率时，用滴管滴数滴液体于棱镜上，待整个镜面浸润后再进行观察。
3.蒸馏瓶中电热丝一定要被溶液浸没后方能通电加热，否则电热丝易烧断或燃烧着火。
四预备知识1．杠杆原则．当组成以物质的量分数(x)表示时，两相的物质的量反比于系统点的两个相点线段的长度。
2．在恒定压力下，实验测定一系列不同组成液体的沸腾温度及平衡时气液两相的组成，即可绘出该压力下的温度-组成图。
最大正偏差系统的温度-组成图上出现最低点，在此点气相线和液相线相切，由于对应于此点组成的液相在指定压力下沸腾时产生气相与液相组成相同，故沸腾时温度恒定，且这一温度又是液态混合物的最低温度，故称之为最低恒沸点，与此类似，最大负偏差系统的温度—组成图上出现最高点，即为最高恒沸点。
恒沸混合的组成取决于压力，压力一定，恒沸混合物的组成一定；压力改变，恒沸混合物的组成改变，甚至恒沸点可以消失，这证明恒沸混合物不是一种化合物。
五实验原理在恒压下完全互溶的二组分溶液体系的沸点一组成图可分三类：1.理想的二组分溶液，其沸点介于两组分沸点之间，如苯-甲醇体系。
乙醇-环己烷气液平衡相图的绘制实验报告
环己烷－乙醇双液系气液平衡相图的绘制姓名： 学号： 班级： 同组： 成绩一、实验目的1．测定常压下环己烷－乙醇二元系统的气液平衡数据，绘制沸点－组成相图。
2．掌握双组分沸点的测定方法，通过实验进一步理解分馏原理。
3．掌握阿贝折射仪的使用方法。
二、实验原理恒定压力下，真实的完全互溶双液系的气－液平衡相图（T －x ），根据体系对拉乌尔定律的偏差情况，可分为3类：（1）一般偏差：混合物的沸点介于两种纯组分之间，如甲苯－苯体系，如图1(a)所示。
（2）最大负偏差：存在一个最小蒸汽压值，比两个纯液体的蒸汽压都小，混合物存在着最高沸点，如盐酸—水体系，如图2.7(b)所示。
（3）最大正偏差：存在一个最大蒸汽压值，比两个纯液体的蒸汽压都大，混合物存在着最低沸点如图2.7(c)）所示。
图1 二组分真实液态混合物气—液平衡相图（T-x 图）本实验以环己烷－乙醇为体系，该体系属于上述第三种类型，在沸点仪（如图2.8）中蒸馏不同组成的混合物，测定其沸点及相应的气、液二相的组成，即可作出T －x 相图。
本实验中两相的成分分析均采用折光率法测定。
t At AtAt Bt B t Bt / o Ct / o t / o x Bx Bx BABAABB(a)(b)(c)x 'x '折光率是物质的一个特征数值，它与物质的浓度及温度有关，因此在测量物质的折光率时要求温度恒定。
溶液的浓度不同、组成不同，折光率也不同。
因此可先配制一系列已知组成的溶液，在恒定温度下测其折光率，作出折光率－组成工作曲线，便可通过测折光率的大小在工作曲线上找出未知溶液的组成。
三、仪器与试剂沸点仪，阿贝折射仪，调压变压器，超级恒温水浴，温度测定仪，长短取样管。
环己烷物质的量分数x环己烷为0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0的环己烷－乙醇标准溶液，已知101.325kPa下，纯环己烷的沸点为80.7℃，乙醇的沸点为78.4℃。
25℃时，纯环己烷的折光率为1.4264，乙醇的折光率为1.3593。
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3．仪器与试剂
恒温槽、恒沸点仪、折光仪、镜头纸、电热套、橡皮塞、电子测温仪、放大镜、量筒（50ml、10ml）、洗耳球、吸管、移液管、溶液、环己烷(A.R.)、无水乙醇(A.R.)。
0.575
7
69
31
64.1
1.4015
0.562
1.2991
0.515
8
77
23
64.7
1.4033
0.595
1.4099
0.717
9
88
12
66.3
1.4053
0.630
1.4227
0.985
10
97
3
79.4
1.4195
0.915
1.4261
1.000
11
100
0
79.0
1.4227
0.985
4.根据大致结果，配置几组溶液，再次测定。
5.用同样的方法，测定其他沸点仪中的溶液沸点、馏液和母液的折光率。
5．数据记录与处理
1.大气压力p=100.87 kPa
2.实验数据：
序号
体积比/%
沸点
气相冷凝液分析
液相冷凝液分析
环己烷
乙醇
折光率组成Biblioteka 折光率组成1
0
100
75.7
1.3715
0.135
1.3633
(b)溶液有最低恒沸点，如环已烷-乙醇体系.
(c)溶液具有最高恒沸点，如丙酮-氯仿体系。
(b)、(c)两类溶液在最高或最低恒沸点时气、液两相组成相同，加热蒸发只能使气相总量增加，气、液相组成及溶液沸点保持不变，此温度称恒温点，相应组成称恒沸组成。
二元体系T-x图
因此，在一定的实验装置中，全回流的加热溶液，在总组成、总量不变时，当气相的量与液相的量之比也不变时（达气-液平衡），则体系的温度也就恒定。分别取出气、液两相样品，分析其组成，得到该温度下气、液两相平衡时各相的组成。改变溶液总组成，得到另一温度下，气液两相平衡时各相的组成。测得溶液若干总组成下的气液平衡温度及气、液相组成，分别将气相点用线连接即为气相线，将液相点用线连接即为液相线，得到沸点-组成图。
7．思考题
1.本实验过程中，如何判断气、液相是否已平衡？
答：当冷凝管下端凹槽内充满液体，且温度计的温度数分钟不变时，则可判断气、液已达到平衡。
2.本实验体系中恒沸组成的蒸气压比乌尔定律所预测的蒸气压大还是小？
答：小。
3.收集气相冷凝液的凹槽的大小对实验结果有无影响？
答：没有影响。
4.蒸馏是一次分离环已烷~乙醇的有效方法吗？为什么？
2.实验时，阿贝折射仪显示的温度为24.1℃，与恒温槽25℃有偏差，而在查表过程中，是以25℃的数据为基准，而且有一定误差。
3.由于实验中，我们只选取了不同浓度的10组溶液进行测量，不能用拟合法进行曲线拟合，而只时简单用平滑的曲线将点与点之间进行相连。
4.在测量折光率时候，操作不够迅速，故过程中会有低沸点的样品挥发掉，从而折光率也会存在偏差。
4．实验步骤
1.调节恒温槽至25℃。在沸点仪中装好溶液。
2.用电热套加热使液体温度升高至沸腾。当冷凝管下端凹槽内馏液充满后溢出，且温度稳定数分钟不变时，记下温度，即为沸点。停止加热。用一支比较长的吸管从冷凝管上端伸入凹槽取馏液，另一支吸管从烧瓶支管取母液样品，立即在25℃下分别进行折光率测定。
3.用移液管吸取出溶液。在沸点仪中加入另一个磨口锥形瓶中的液体。重复上面步骤操作，测定馏液和母液的折光率。对烧瓶内残留的液体不需进行吹干处理。
答：不是；查表可得：环己烷沸点为81℃，乙醇的沸点为78.2℃，两者的沸点差别很小。一般情况下，混合液两组分的沸点相差至少30℃以上才能很好地分离；如果二者沸点相差不大，不能用普通蒸馏的方法得到分离。
实验报告：二元体系沸点-组成图测绘
1．实验目的
1.在大气压下，测定环己烷-乙醇体系气、液平衡相图（沸点-组成图）。
2.掌握阿贝折光仪的测量原理和使用方法。
2．实验原理
一个完全互溶的二元体系，两个纯液体组分，在所的组成范围内完全互溶。在定压下，完全互溶的二元体系的沸点-组成图可分为三类，如图所示：
(a)溶液的沸点介于两纯组分沸点之间，如苯-甲苯体系.
1.4245
1.000
3.沸点-组成图
由图可得，恒沸温度为64.1℃，恒沸组成为0.515，即环己烷的体积分数为51.5%，乙醇的体积分数为48.5%。
6．结果讨论与误差分析
可查文献理论值为：恒沸组成环己烷体积分数为0.550，恒沸温度为64.90℃。与实验测得的有一定误差。可能造成误差的原因有：
1.实验中气压与标准大气压不等，配制溶液时浓度不精确。
0.044
2
24
76
68.5
1.3894
0.365
1.3633
0.044
3
44
56
66.3
1.3981
0.494
1.3783
0.212
4
44
56
64.5
1.3973
0.485
1.4015
0.562
5
60
40
64.3
1.4009
0.550
1.3937
0.426
6
69
31
64.5
1.4017
0.567
1.4021