大学物化实验报告__双液系的气_双液系的气_液平衡相图
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。
深圳大学物理化学实验报告--双液系的气----液平衡相图--赖凯涛 张志诚 史炜 汤菲菲详细版
文件编号：GD/FS-5688The Short-Term Results Report By Individuals Or Institutions At Regular Or Irregular Times, Including Analysis, Synthesis, Innovation, Etc., Will Eventually Achieve Good Planning For TheFuture.编辑：_________________单位：_________________日期：_________________（报告范本系列）深圳大学物理化学实验报告--双液系的气----液平衡相图--赖凯涛 张志诚深圳大学物理化学实验报告--双液系的气----液平衡相图--赖凯涛张志诚史炜汤菲菲详细版提示语：本报告文件适合使用于个人或机构组织在定时或不定时情况下进行的近期成果汇报，表达方式以叙述、说明为主，内容包含分析，综合，新意，重点等，最终实现对未来的良好规划。
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实验者：赖凯涛张志诚史炜汤菲菲深圳大学物理化学实验报告实验者:赖凯涛实验时间：5月15日气温：23.0℃大气压：100900pa实验六：双液系的气----液平衡相图一：目的要求绘制在p下环已烷-乙醇双液系的气----液平衡图，了解相图和相率的基本概念掌握测定双组分液系的沸点的方法掌握用折光率确定二元液体组成的方法二：仪器试剂恒沸点仪精密温度计调压变压器阿贝折光仪超级恒温水浴量筒、漏斗滴管、大烧杯无水乙醇环己烷含环己烷各为10、30、50、70、90、95％（重量百分数）的乙醇溶液。
（用棕色试剂瓶盛装）含环己烷各为0%、20％、40％、60％、80％、100％的标准乙醇溶液。
（用白滴瓶盛装）三：数据分析双液系汽－液平衡相图实验者张志诚实验时间2000/15/5室温℃23.0大气压pa100900环己烷/乙醇标准溶液浓度％折光率1.3620101.3630 20 1.3635 30 1.3650 40 1.3675 50 1.3730 60 1.3655 70 1.3940 80 1.42101.42581001.4260拟合方程式参数a6.0e-07b6.0e-04c1.3601环己烷％1030709095100沸点℃77.40 73.20 67.20 64.3063.7064.90 79.40 79.80气相折光率1.3722 1.3938 1.4010 1.4030 1.4195 1.4260 1.4261液相折光率1.3616 1.3639 1.3702 1.3819 1.4018 1.4221.4262 气相浓度42053646791 100 100液相浓度2617356594101100低恒沸溶液沸点℃组成％64.167四：实验讨论。
《物理化学实验报告》双液系的气液平衡相图
双液系的气液平衡相图2011年9月5日实验，2011年9月12日提交报告助教：柳清1 引言相图（phase diagram）是用图形表示多相系统的物理化学状态随温度、压力、组分含量等的变化的图1。
对于多相平衡系统，相律（phase rule）是其热力学基础。
本实验研究的是环己烷－乙醇（C6H12－C2H5OH）双液系的气液平衡状态。
根据相律，f＋Φ = C＋2其中相数Φ为2，独立自由组分数C为1，则系统自由度数f为1。
如果固定外压p不变，条件自由度数f′为0。
因此，在外压p不变时，温度T和组分含量x唯一确定了双液系气液平衡系统的状态。
用气液平衡时的温度T和组分含量x分别作为纵横坐标，同时测定气相和液相的组成，可以绘制双液系的气液平衡T－x相图。
不同组成的双液系具有不同形式的气液平衡T－x相图。
理想液体混合物或者接近理想液体混合物的双液系，混合物的沸点介于两纯物质沸点之间，如图1(a)。
各组分蒸气压对拉乌尔定律产生很大的正偏差时，混合溶液体系会具有最低恒沸点，如图1(b)。
反之，混合溶液体系会具有最高恒沸点，如图1(c)。
(a) (b) (c)图1 不同双液系的气液平衡T－x相图形式本实验选用具有最低恒沸点的环己烷－乙醇（C6H12－C2H5OH）双液系。
用沸点仪可以测定不同组成的双液系的恒压沸点T。
沸点仪是测定常量溶液沸点的工具。
沸腾时的溶液从喷嘴喷出，温度计测定的恰是该处蒸气和液相平衡的温度。
气相部分经过冷凝器冷凝后储存在小泡中，以备取样。
考虑到温度计的精度，需要对1/10℃温度计进行露茎校正。
由于温度计暴露于体系之外的部分所处温度与实测区域不同，二者膨胀系数略有差别。
为了补偿这部分损失，通过辅助温度计读出环境温度后，按下式校正：t = t0＋1.57×10－4×n×(t0－t s)式中t0为温度计读数，n为温度计露茎在体系外的刻度数目，t s为辅助温度计读数。
t 为校正后的温度。
双液系的气-液平衡相图的绘制实验报告
实验四 双液系的气-液平衡相图的绘制一、目的要求1.用沸点仪测定大气压下乙醇—环己烷或异丙醇-环己烷双液系气-液平衡时气相与液相组成及平衡温度，绘制温度—组成图，确定恒沸混合物的组成及恒沸点的温度。
2.了解物化实验中光学方法的基本原理，学会阿贝折光仪的使用。
3.进一步理解分馏原理。
二、实验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，则称部分互双液系。
双液系的气液平衡相图t x -图可分为三类。
如图4.1。
图 4.1 二元系统t x -图这些图的纵轴是温度(沸点)，横轴是代表液体B 的摩尔分数B x 。
在t x -图中有两条曲线：上面的曲线是气相线，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4.1(a)中对应于温度t 1的气相点为y 1，液相点为1l ，这时的气相组成y 1点的横轴读数是g B x ，液相组成点1l 点的横轴读数为lB x 。
如果在恒压下将溶液蒸馏，当气液两相达平衡时，记下此时的沸点，并分别测定气相(馏出物)与液相(蒸馏液)的组成，就能绘出此t x -图。
y 1l 1t 1g Bx l Bx AB t/℃（a ）气液t/℃AB B x →（b ）t/ ℃气液ABB （c ）图4.1(b)上有个最低点，图4.1(c)上有个最高点，这些点称为恒沸点，其相应的溶液称为恒沸混合物，在此点蒸馏所得气相与液相组成相同。
三、仪器和药品1.仪器玻璃沸点仪一套；阿贝折光仪一台；WLS 系列可调式恒流电源一台；SWJ 型精密数字温度计一台；SYC 超级恒温槽一台。
2.药品无水乙醇（AR ）或异丙醇（AR ）；环己烷（AR ）。
四、实验步骤（一）、步骤1.按图4.2连好沸点仪，数字贝克曼温度计,感温杆勿与电热丝相碰。
2.接通冷凝水，用超级恒温槽完成冷凝循环。
大学物化实验报告__双液系的气_双液系的气_液平衡相图
图1 完全互溶双液系的相图
2 沸点仪
温度计；2．加料口；3．加
方程：y=-0.0266x²+0.0893x+1.3599
数据分析：
实验所得图可以看出液相的混合物中随着环己烷含量的升高沸点先逐渐下降到一个恒沸点然后迅逐渐上升，而气相的混合物随着环己烷的升高是迅速到一点然后保持一个稳定的波动，而且液相和气相的交点是恒沸点,混合物组分的改变导致沸点的改变。
注：1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。
2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后10日内。
物理化学实验-双液系的气液平衡相图
广西民族大学物理化学实验报告2018年10月24日姓名：指导老师：实验步骤及装置图1.用移液管量取异丙醇25mL，倒入干燥的沸点测定仪中。
开通冷却水。
开启电源，温度开始上升，不久仪器内液体沸腾，回流至温度不再升高和气相冷凝液充满，读取沸点，关闭电源。
2.用移液管量取1mL环己烷，加入沸点测定仪中。
开启电源，温度开始上升，不久仪器内液体沸腾，回流至温度不再升高和气相冷凝液充满，读取沸点，关闭电源。
用干燥滴管吸取气相冷凝液，测其折光率。
再用另一干净滴管吸取液相样品，测其折光率。
3.用移液管量取5mL、9mL、10mL环己烷，以同样的方法，顺序测定含环己烷的各溶液的沸点及气相、液相组分的折光率。
4.用移液管量取25mL环己烷，重复步骤15.用移液管量取0.5mL、1.5mL、4mL、5mL异丙醇，以同样的方法，顺序测定含异丙醇的各溶液的沸点及气相、液相组分的折光率。
实验原理常温下，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相互溶解，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。
双液体系的沸点不仅与外压有关，还与双液体系的组成有关。
恒压下将完全互溶双液体系蒸馏，测定馏出物(气相)和蒸馏液(液相)的组成，就能找出平衡时气、液两相的成分并绘出T-X 图。
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1 (a) 而实际溶液由于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。
本实验所用沸点仪如图所示。
这是一个带回流冷凝管的长颈圆底烧瓶。
冷凝管底部有一半球形小室，用以收集冷凝下来的气相样品。
电流经变压器和粗导线通过浸于溶液中的电热丝。
这样既可以减少溶液沸腾时的过热现象，还能防止暴沸。
双液系的气-液平衡相图
双液系的⽓-液平衡相图双液系的⽓-液平衡相图⼀、实验⽬的1. 掌握采⽤阿贝折光率仪确定⼆元液体组成的⽅法；2. 掌握测定双组份液体的沸点及正常沸点的⽅法；3. 绘制在恒压下环⼰烷-⼄醇双液系的⽓-液平衡相图。
⼆、实验原理两种液态的物质混合⽽成的⼆组分体系称为双液系。
它可以分为完全互溶和部分互溶的双液系。
体系的沸点不仅与外压有关，⽽且与双液系的组成有关。
在恒压下做温度T对组成x的关系图即为T-x图。
由相律可知，对于双液系在恒压下⽓-液两相共存区域中，⾃由度为1。
当温度⼀定时，⽓-液两相的相对组成也就有了确定值。
根据杠杆原理，两相的相对量也确定了。
因此实验测定⼀系列不同组成的双液系溶液的⽓-液相平衡时的沸点及此时⽓相和液相的组成，即可得T-x图。
因此双液系⽓-液平衡相图实验主体上包括⼀系列混合体系的沸点测定和⽓-液相组成分析两个主要内容。
体系的沸点可⽤沸点仪测定的，其构造如图7.2所⽰。
采⽤电热丝直接加热溶液，以防⽌过热现象，同时该沸点仪⽤平衡蒸馏法分离⽓液两相，具有可便于取样分析及避免分馏等优点。
体系的⽓液相组成的分析是相图绘制的另⼀核⼼，可以根据待测体系的理化性质寻找多种合适的分析⽅法。
以完全互溶双液系环⼰烷-⼄醇体系为例。
由于环⼰烷和⼄醇两者的折光率相差较⼤，因此本实验可采⽤测定溶液折光率⽅法来确定两组分的组成，⽤阿贝折光仪测定两组分组成的折光率，可以测出折光率对组成的⼯作曲线，根据测得液体样品的折光率，从⼯作曲线上可查得两相的组成。
三、仪器与药品FDY双液系沸点测定仪，阿贝折光仪，超级恒温槽，长滴管，烧杯（50 ml，250 ml），具塞锥形瓶（10ml），刻度移液管（5ml）丙酮（AR级）；环⼰烷（AR级）；⼄醇（AR级）图7-1 FDY双液系沸点测定仪前⾯板⽰意图图7-1是沸点仪加热控制器的前⾯板⽰意图，各功能键的说明如下：1、电源开关2、加热电源调节——调节所需的加热电源。
3、温度显⽰窗⼝——显⽰所测温度值。
双液系的气液平衡相图实验报告
双液系的气液平衡相图实验报告实验报告题目：双液系的气液平衡相图实验报告摘要本实验通过构建双液系的气液平衡相图，研究了不同温度下甲醇和水的相互溶解性及气液平衡条件。
实验结果表明，在不同温度下，甲醇与水的相互溶解性呈现出明显的变化，而气液两相互相应的平衡条件也随之调整。
通过实验分析，我们可以更好地理解气液体系的相互作用规律，为进一步研究更加复杂的气液相互作用提供了帮助。
关键词：双液系；气液平衡；相图；甲醇；水引言气液相互作用是物理化学领域中的重要研究方向之一，对于理解和预测一系列工业和自然界现象都具有重要作用。
而气液平衡相图则是描述气液相互作用的重要工具，通过该图谱，我们可以直观地了解不同气体与液体在不同条件下的溶解性和相互作用规律，为进一步研究气液相互作用提供了帮助。
本实验旨在通过构建双液系的气液平衡相图，研究不同温度下甲醇和水的相互溶解性和气液平衡条件。
实验部分1.材料与仪器材料：甲醇、水；仪器：压力计、温度计、热水浴、磁力搅拌器、圆底烧瓶。
2.实验步骤（1）取一定量的甲醇和水，按一定比例混合，制备出不同质量分数的甲醇-水混合物；（2）将混合物置入圆底烧瓶中，在磁力搅拌器的作用下充分搅拌；（3）将圆底烧瓶放置于热水浴中，通过控制水浴的温度，固定实验温度；（4）在压力计的指导下，对甲醇-水混合物进行气液相平衡测量，记录平衡压力，并计算得出相应的气液分压比；（5）测量完成后，将实验结果作图，构建出气液平衡相图。
3.结果与分析在实验中，我们固定温度为25℃，制备出了不同质量分数的甲醇-水混合物，然后通过压力计测量出不同混合物下的气液相平衡条件，得到相应的气液分压比。
最终，我们将实验结果汇总并作图，得到如下气液平衡相图：（注：图中X1和X2为甲醇在混合液中的质量分数，P为混合液的平衡气相和液相的压力，分别为纵轴和横轴）通过对该图的分析，我们发现在不同温度下，甲醇与水的相互溶解性呈现出显著变化，而在不同混合液组成下，气液两相也呈现出明显的平衡条件变化。
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因此平衡温度会略有变化，特别是当溶液中两种组成的量相差较大时，变化 更为明显。为此每加入一次样品后，只要待溶液沸腾，正常回流 1min～2min 后，即可取样测定，不宜等待时间过长。
每次取样量不宜过多，取样时毛细滴管一定干净和干燥。
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整个实验过程中，通过折射仪的水温要恒定。使用折射仪时，棱镜不 能触及硬物(如滴管)，擦拭棱镜用擦镜纸。
数据记录及处理分析： 环己烷的沸点：80.7 摄氏度 乙醇的沸点：78.4 摄氏度 进实验室前的温度：30.5 摄氏度 出实验室的温度：29.7 摄氏度
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 1 (a)。而实际溶液由于 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 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。
液 相 折 1.3601 1.3630 1.3755 1.3855 1.4001 1.4230 1.4239 光率
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个人实验图
温度/℃ 90
乙醇/环己烷平衡相图
80
70
60 0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00 1.20
环己烷%
最低恒沸物的沸点 64.9℃。其组成：环己烷的摩尔分数为 0.70 的环己烷-乙 醇溶液
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指导教师批阅意见：
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成绩评定：
备注：
指导教师签字： 年月日
注：1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。 2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后 10 日内。
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仪器与试剂：
沸点仪 1 套
超级恒温槽 1 台
WZS－I 型阿贝折光仪
25ml 量筒、小漏斗、滴管、大烧杯
无水乙醇 ， 环己烷，
x 环己烷 各为 0.1，0.3，0.5，0.7，0.95 的乙醇溶液。（250mL 试剂瓶盛
装）
注：x 环己烷 为环己烷的物质的量分数浓度，定义为
x环己烷
n环己烷 n环己烷 n乙醇
图 1 完全互溶双液系的相图
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图 2 沸点仪 1．温度计；2．加料口；3．加 热丝；4．气相冷凝液取样口； 5．气相冷凝液
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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
用阿贝折射仪测定不同组分的体系在沸点温度时气相、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 T—X 图
气压:101.04 千帕 气压：101.15 千帕
浓 度 X 0.0 环己烷
沸 点 度 77.4 数
0.1 69.8
0.3 65.9
0.5 65.0
0.7 64.9
0.95 65.3
1.0722 1.3828 1.3975 1.3970 1.3990 1.4240 光率
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实验结论：
通过实验学会了测定双组分液体的沸点及正常沸点的方法以及用折光率确 定二元液体组成的方法。
思考题
1.在测定恒沸点时，溶液过热或出现分馏现象，将使绘出的相图图形发生什么变化？
答：当溶液出现过热或出现分馏现象，这些都会使测的沸点偏高，绘出的相图图形也会 向上偏移。 2. 为什么工业上生产 95%酒精？只用精馏含水酒精的方法是否可能获得无水酒精？ 答：酒精和水在 95%的地方会会共沸。 不可以。95%时就形成了乙醇-水共沸物，再蒸馏只能蒸出 95%的酒精而不是水。因此不 能只用精馏含水酒精的方法获得无水乙醇。
3、以同样的方法，顺序测定含环己烷为 0.1－0.95 的各溶液的沸点及气相液 相组分的折光率。测毕，将溶液倒回原试剂瓶。
4、用少量环己烷涮洗沸点仪 2 次，将环己烷倒入环己烷专用回收瓶。加入纯 环己烷，测其沸点及气相液相组分的折光率。
【注意事项】 实验中可调节加热电压来控制回流速度的快慢，电压不可过大，能使
方程：y=-0.0266x²+0.0893x+1.3599 数据分析：
实验所得图可以看出液相的混合物中随着环己烷含量的升高沸点先逐渐下降到一 个恒沸点然后迅逐渐上升，而气相的混合物随着环己烷的升高是迅速到一点然后保持一 个稳定的波动，而且液相和气相的交点是恒沸点,混合物组分的改变导致沸点的改变。
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实验步骤：
1、开启超级恒温槽的电源，调节温度至 25.0℃，开启循环泵使折光率仪恒 温，若水温高于 25℃，可用冰块降温。
2、用干燥量筒量取无水乙醇 20 毫升，用漏斗倒入干燥的沸点测定仪中。开 通冷却水。开启电源，缓慢调节加热电压至约 15V，温度开始上升，不久 仪器内液体沸腾，调节电压为约 10V，回流至温度不再升高和气相冷凝液 充满 D 球，读取沸点。缓慢调节加热电压至 0V。用玻璃研钵盛水冷却沸 点仪 3 分钟。用干燥滴管吸取 D 球中的气相冷凝液，测其折光率。再用另 一干净滴管吸取沸点仪中的液体，测其折光率。测毕，将乙醇倒入乙醇专 用回收瓶。
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实验目的与要求： 1. 绘制常压下环己烷－乙醇双液系的气液平衡相图（T—X 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。
实验原理：
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 任意比例相互溶解，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。双液体系的沸点不仅与外压有关，还与双液体系的组成有关。 恒压下将完全互溶双液体系蒸馏，测定馏出物（气相）和蒸馏液（液相）的 组成，就能找出平衡时气、液两相的成分并绘出 T—X 图。