二元液系相图 实验数据处理
二元液系相图
二元液系相图一．实验目的：1.测定在常压下环己烷-乙醇的气液平衡相图.2. 掌握阿贝折射仪的使用方法.二．实验原理：在恒压下，完全互溶双液体系的沸点与成分关系有下列三种情况：(1)溶液的沸点介于二纯组分沸点之间；(2)溶液有最高恒沸点，即对拉乌尔定律发生负偏差的溶液；（3）溶液有最低恒沸点，即对拉乌尔定律发生正偏差的溶液（1）简单完全互溶双液系的T-x图（2）具有最高恒沸点的T-x图（3）具有最低恒沸点的T-x图配制一系列不同组成的环己烷—乙醇溶液，然后测定其相应的折光率，由此可绘出组成—折射率的标准曲线。
测定混合液近似组成所对应的液相和气相折射率，通过标准曲线可以查出该温度下气液二相平衡时折射率所对应的环己烷组成，通过此方法再找出其他混合液近似组成的折射率所对应的环己烷组成，这样测得若干组数据后，以环己烷的组成x为横坐标，温度T为竖坐标作图，将气相点和液相点用光滑的曲线连成气相线和液相线，即得T-x图。
气液组成的折光率可用阿贝折射仪来测定。
三．仪器与试剂：阿贝折射仪，铁架台，沸点测量仪，沸点仪， 50mL量筒一个，10mL刻度移液管各2支、试剂瓶若干、，长取液管，短取液管。
环己烷，无水乙醇，重蒸馏水，80%、60%、40%、20%环己烷—乙醇标准混合液。
四．实验步骤：1.工作曲线的测定：测定折射率与组成的关系：使用阿贝折射仪测量纯环己烷，纯乙醇，80%、60%、40%、20%环己烷—-乙醇标准混合液相应的折射率。
以折射率对组成作图，即可绘制工作曲线2.溶液的配制。
粗略配制环己烷的质量百分数分别为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。
放入编号为1-9的容器内待测。
3.测定沸点及平衡的气—液相组成。
取下塞子，将1号待测液加入蒸馏瓶，盖好瓶塞，使电热丝侵入液体中，温度传感器与液面接触，将沸点测量仪用冷凝管夹固定，接通自来水。
将恒流电源的连接线与沸点测量仪的电热丝相连，接通沸点测量仪电源，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，即为样品的沸点，关闭电源停止加热。
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 B x 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(实验数据分析)
二元液系相图(实验数据分析) LtD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)。
假设总组成为Z B的系统在压力p及温度t时到达气液两相平衡，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。
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。
二元液系气液平衡相图数据处理
建立新表
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增加列
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增加列 / 填写数据并设置列值
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填写数据并设置列值
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拷贝程序算的的数据到book1/Find x from y
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回到book1
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粘贴数据让程序算出质量分数
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拷贝质量分数值
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粘贴质量分数到book2相应列
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设置摩尔分数列值
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设置摩尔分数列值
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和气相数据处理方法一样设置液相
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建立新表增加列并把book2相应数据拷贝过来
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对表数据进行排列
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设置第二列为X
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作点线图
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增加液相点线图
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设置不同图样加以区分
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对曲线进行平滑（B-Spine）
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设置图样说明
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设置图样说明
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找出最低恒沸点
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标识最低恒沸点相应数据
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设置数据范围x（0 ~ 1）
五邑大学化工系
二元液系气液平衡相图数据处理
工作曲线 / 标准曲线
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线性拟合处理
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工作曲线 / 标准曲线：设置Find x/y
Page 5PagFra bibliotek 6双击线条设置边框
物化实验(二元液系相图的绘制)
FDY双液系沸点测定仪连接示意图
四、实验步骤
（2）标准曲线的绘制：配制含正丙醇质量百分比分别约为90%、 80%…….10%的溶液，混匀。调节恒温槽温度为35.00℃。用外循环恒 温水使阿贝折射仪棱镜腔恒温。用纯水校正阿贝折射仪后（不同温度下 水的折射率见附录），测量上述溶液及二纯组分的折光率。 （3）正丙醇沸点的测定：在沸点仪中加入25 mL正丙醇，使电加热丝全部 浸没在溶液中，准确放置好温度计。打开冷却水，插上电源，调节加热 功率使溶液缓慢升温。待温度基本恒定后，记下温度读数t。 （4）停止加热。待液体冷却后，用10 mL移液管移取0.25 mL水，从支管 加入烧瓶中，继续加热至沸。保持沸腾10~15 min，以便冷凝管下端的 小球D得到冷凝液不断地冲刷。必要时可将D球中的冷凝液倾入烧瓶中。 当温度计上的读数恒定时，体系处于两相平衡状态，记录温度。停止加 热。先用干燥的吸管自冷凝管中取出小球D内的气相冷凝液，测气相的 折光率，确定其组成。稍候片刻，待液相冷却后，用另一支干燥吸管从 支口中取样测定液相组成。（注意次序）
• 本实验通过测定整个 浓度范围内不同组成 的溶液的气、液相平 衡组成及其沸点，把 气相点、液相点连接 成平滑的曲线，就可 绘制出T—x相图。
• 实验采用的沸点仪为一 只带有回流冷凝管的长 颈圆底烧瓶，冷凝管底 部有一球形小室D，用以 收集冷凝回流下来的气 相样品。液相样品则通 过烧瓶上的支管抽取。 • 温度计测得气液两相的 平衡温度。(本实验改用 感温元件测温)
图8-11 沸点仪
A-盛液容器，B-测量温度计 C-导线瓷套，D-小球，E-电 热丝，F-回流冷凝管，G-露 径校正温度计，L-液相取样 支管
气、液相组成通过折光率分析法求得。
折光率是物质的特征参数，它与物质的本性、温度 及浓度有关。
二元液相图实验报告
二元液相图实验报告二元液相图实验报告引言：二元液相图是研究两种组分在不同温度和组分比例下的相图变化规律的重要实验方法。
本次实验旨在通过观察和分析二元液相图的实验数据，探讨不同组分比例和温度对液相图的影响，并对实验结果进行解释和总结。
实验目的：1. 了解二元液相图的基本概念和实验方法；2. 掌握实验数据的采集和处理技巧；3. 分析不同组分比例和温度对液相图的影响；4. 总结实验结果，得出结论。
实验步骤：1. 准备实验所需材料和设备，包括两种组分的溶液、恒温槽、试管等；2. 根据实验要求，准备不同组分比例的溶液；3. 将试管放入恒温槽中，保持温度恒定；4. 分别取出不同组分比例的溶液，倒入试管中；5. 观察溶液的相变情况，记录实验数据；6. 重复实验步骤4和5，以获得更多的数据；7. 对实验数据进行整理和分析。
实验结果：通过实验观察和数据整理，我们得到了一系列关于不同组分比例和温度下液相图的实验结果。
在温度和组分比例的变化下，溶液的相变情况呈现出多样性。
首先，我们观察到在某一特定温度下，当组分比例为一定数值时，溶液呈现出两相共存的情况。
这表明在该温度下，两种组分的溶解度达到了平衡状态，形成了相对稳定的液相图。
其次，随着温度的升高或降低，溶液的相变情况也发生了变化。
在一些温度下，溶液呈现出单相的状态，即两种组分完全溶解在一起；而在另一些温度下，溶液则呈现出两相共存的状态，即两种组分分别形成不同的相。
这种相变情况的出现与组分的溶解度和相互作用有关。
此外，我们还观察到随着组分比例的变化，液相图的形状也发生了变化。
当组分比例接近某个特定值时，液相图呈现出明显的相变点，即两相共存的比例达到了最大或最小值。
这种现象可以解释为在该比例下，两种组分的相互作用达到了平衡状态，形成了稳定的液相图。
讨论与结论：通过对实验结果的分析，我们可以得出以下结论：1. 温度对液相图的形状和相变情况有重要影响，不同温度下溶液呈现出不同的相态；2. 组分比例对液相图的形状和相变情况也有重要影响，不同组分比例下溶液呈现出不同的相态；3. 液相图的形状和相变情况受到组分的溶解度和相互作用的影响；4. 实验结果与理论模型的符合程度可以用来评估理论模型的准确性和适用性。
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。