气液相图的绘制

合集下载

试验7双液系的气-液平衡相图的绘制-湖南大学

试验7双液系的气-液平衡相图的绘制-湖南大学

2018/11/20
湖南大学化学实验教学中心
2
双液系气液平衡相图的绘制
二. 实验原理
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。 典型双液系的气液平衡相图:
(a)理想双液系
(b)具有最低恒沸点 完全互溶双液系沸点-组成图
(c)具有最高恒沸点
2018/11/20
3. 使用阿贝折光仪时,棱镜不能触及硬物(滴管),要 用专用擦镜纸擦镜面。测定折光率时,动作应迅速, 以免样品挥发干。
2018/11/20
湖南大学化学实验教学中心
11
双液系气液平衡相图的绘制
七. 思考题
1.沸点仪中的小球的体积过大对测量有何影响? 2.如何判定气-液相已达平衡?
3.在连续测定法中,样品的加入量应十分精确吗?
2018/11/20 湖南大学化学实验教学中心

③小槽
④ 电热丝
③ ④
⑤ 侧管 ⑥ 沸点测定仪
7
双液系气液平衡相图的绘制
四. 实验步骤
3. 沸点的测定 量取35 mL 乙醇(或环己烷)加入蒸馏瓶。
将液体加热至沸腾,记下沸点。
依次加入2、4、6、10、12 mL环己烷 (或1、2、4、5、6 mL乙醇),同上法测 定溶液的沸点,并吸取气、液相样品, 测定其折射率。
2018/11/20
湖南大学化学实验教学中心
8
双液系气液平衡相图的绘制
五. 数据记录及处理
1. 作出t温度下折光率与乙醇质量百分数的关系表
2018/11/20
湖南大学化学实验教学中心
9
双液系气液平衡相图的绘制
五. 数据记录及处理
2. 求出表格中折光率的平均值,由下面的公式算出其 摩尔百分数。

双液系气液平衡相图的绘制.pdf

双液系气液平衡相图的绘制.pdf

西安电子科技大学物理化学实验
双液系气液平衡相图的绘制
六、数据处理
1. 正常沸点校正 实验条件下,外界压力并不恰好等于101.325kPa,溶液的
沸点与大气压有关。因此,应对实验测得的值作压力校正。 2. 从环己烷一乙醇体系的折光率一组成图上查出气相冷凝液 和液相冷凝液中环己烷和乙醇组成,并列表。 3. 用所得数据绘制其T~x图,从图求出环已烷~乙醇体系的 最低恒沸点组成及其温度。 4. 实验结果讨论与分析。
西安电子科技大学物理化学实验
Байду номын сангаас
双液系气液平衡相图的绘制
西安电子科技大学物理化学实验
双液系气液平衡相图的绘制
七、问题讨论
1.绘制工作曲线的目的是什么? 2.如何判断气、液两相是否处于平衡? 3.测定溶液的沸点和气、液二相组成时,是否要把沸
点仪每次都烘干? 4.试分析产生实验误差的主要原因。
西安电子科技大学物理化学实验
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。
完全双液系的气液平衡相图可分为三类:
西安电子科技大学物理化学实验
双液系气液平衡相图的绘制
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(蒸溜液) 的组成,就能绘 出温度一组成图。
双液系气液平衡相图的绘制
双液系气液平衡相图的绘制
一、实验目的 1.绘制环已烷-乙醇双液系的气-液平衡相图。 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。
西安电子科技大学物理化学实验
双液系气液平衡相图的绘制
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

物化实验 二组分体系气液平衡相图绘制

物化实验 二组分体系气液平衡相图绘制

实验四二组分体系气液平衡相图一.实验目的1.了解液体沸点的测定方法。

2.掌握温度计的露茎校正方法。

3.掌握阿贝折光仪的原理及使用方法4.测定环己烷——乙醇二元系统气液平衡数据,给出沸点组成图。

二.实验原理常温下两液态物质混合构成的体系称为双液系。

若该双液系能按任意比例混合成为一相则称为完全互溶双液系。

若只能在一定比例范围内混合成为一相,其它比例范围内为两相则称部分互溶双液系。

环己烷——乙醇体系是完全互溶双液系。

液体的沸点是指液体的蒸气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值。

但是双液系沸点不仅与外压有关还随双液系的组成的改变而改变。

同时,在一般情况下双液系蒸馏时的气相组成和液相组成并不相同,因此原则上可通过反复蒸馏即精馏的方法分离双液系中的两液体。

但是当双液系具有恒沸点时,不能用单纯蒸馏的方法分离两液体。

如图4.1所示,本实验所用体系环己烷——乙醇的温度组成图是一个典型的具有最低恒沸点的相图。

若将组成在恒沸点处的体系蒸馏时气相组成和液相组成完全一样,因此在整个蒸馏过程中沸点也恒定不变,无法通过蒸馏的方法分离两组分。

恒沸点和恒沸混合物的组成还和外压有关,因此在不同外压条件下实验时所得双液系的相图也不尽相同,通常压力变化不大时恒沸点和恒沸混合物的组成的变化也不大,在未注明压力时一般均指外压为101.325kPa。

图4.1 具有最低恒沸点体系相图示意图本实验采用回流冷凝法测定环己烷——乙醇溶液在不同组成时的沸点。

由于液体沸腾时易发生过热现象,同时气相又易出现分馏效应,因此沸点的准确测定不易。

本实验所用的沸点仪如图 4.2所示,称为奥斯默沸点仪,它是一支带有回流冷凝管的长颈圆底烧瓶,加热用的电热丝直接浸在溶液中,这样可以减少溶液的过热现象和防止暴沸。

冷凝管的底部有一个小球泡用以收集冷凝下来的气相样品,由于分馏作用会使获得的气相样品的组成与气液平衡时的气相组成发生偏差,为此须在吹制沸点仪时尽量缩短小球泡与烧瓶间的距离以减少分馏作用。

04 双液系的气-液平衡相图的绘制

04  双液系的气-液平衡相图的绘制

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、预习要求1.理解分馏原理,了解影响双液系气-液平衡的因素。

2.熟悉阿贝折光仪的使用方法,了解折射率与物系组成的关系。

3.掌握如何由实验数据绘制t x -相图的方法。

三、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 。

y 1l 1t 1g B x l B x A B t/℃(a )气液t/℃A B B x →(b )t/ ℃气液A B B x →(c )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,并分别测定气相图。

(馏出物)与液相(蒸馏液)的组成,就能绘出此t x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。

四、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)。

双液系气液相图的绘制实验报告

双液系气液相图的绘制实验报告
兰州大学化学化工学院
基础化学
(物理化学部分)
题目双液系气一液相图的绘制
班级
姓名
组号
仪器号
室温
216c
大气压
实验地点
实验楼C311


825.3MB
2008.11.9
一、实验目的
1、用沸点仪测定标准压力下环已烷-乙醇双液系的气液平衡数据,绘制系统的沸 点一组成图,确定系统的恒沸温度及恒沸混合物的组成。
2、了解用沸点仪测量液体沸点的方法,了解阿贝折光仪的测量原理和使用方法。
ห้องสมุดไป่ตู้二、实验原理
1、将两种完全互溶的挥发性液体组分A和组分B混合后,在一定的温度下, 平衡共存的气、液两相的组成通常并不相同。因此,如果在定压下将液态混合物 蒸馏,测定馏出物(气相)和蒸馏液(液相)的组成,就可得到平衡时气、液两 相的组成并绘制出沸点一组成图(即T—x图)。下图为完全互溶双液系的一种蒸

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(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。

双液体系气—液平衡相图的绘制及思考题

双液体系气—液平衡相图的绘制及思考题

双液体系气—液平衡相图的绘制一、实验目的1. 绘制环己烷—异丙醇双液体系的沸点组成图,确定其恒沸组成和恒沸温度。

2. 掌握回流冷凝管法测定溶液沸点的方法。

3.掌握阿贝折射仪的使用方法。

二、实验原理两种液体物质混合而成的两组分体系称为双液系。

根据两组分间溶解度的不 同,可分为完全互溶、部分互溶和完全不互溶三种情况。

两种挥发性液体混合形成完全互溶体系时,如果该两组分的蒸气压不同,则混合物的组成与平衡时气相的组成不同。

当压力保持一定,混合物沸点与两组分的相对含量有关。

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 (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 (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 (c))所示。

上图为二组分真实液态混合物气—液平衡相图(T-x 图)t At AtAt Bt B t Bt / o Ct / o t / o x Bx Bx BABAABB(a)(b)(c)x 'x '后两种情况为具有恒沸点的双液系相图。

它们在最低或最高恒沸点时的气相和液相组成相同,因而不能象第一类那样通过反复蒸馏的方法而使双液系的两个组分相互分离,而只能采取精馏等方法分离出一种纯物质和另一种恒沸混合物。

为了测定双液系的T-x相图,需在气-液平衡后,同时测定双液系的沸点和液相、气相的平衡组成。

本实验以环己烷-异丙醇为体系,该体系属于上述第三种类型,在沸点仪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。

三、仪器与试剂1、仪器:沸点仪1台;调压变压器1台;阿贝折射仪1台;温度计(0-100℃) 1支;长滴管1个;短滴管2支;2、试剂:环己烷(分析纯);异丙醇(分析纯)异丙醇—环己烷标准溶液(异丙醇分别为0.20,0.40,0.50,0.60,0.80,0.90)四、主要实验步骤1. 测定环己烷、异丙醇及标准溶液的折射率调节阿贝折射仪,用一支干燥的短滴管吸取环己烷数滴,注入折射仪的加液孔内,测定其折射率n,读数两次,取其平均值。

双液系气液平衡相图的绘制

双液系气液平衡相图的绘制

五、 实验结果讨论 1.对于二组分,自由度f=2-Φ+2(T,P), Φ=1,f=3(T,P,X B ),为三维相图,不便于作图。 若固定P,则f*=3-Φ, Φ=1 时f=2(T,X B ),即可得到T-X平面图。相当于立体图在一个平面 上的投影。 由所得相图可看到气相线、 液相线。 它们将相图分为三个部分, 气相区 (气 相线上方) 、液相区(液相线下方) 、气液共存区(区域Ⅰ和Ⅱ) 。同一温度下,区域 Ⅰ中B组分的气相组成总是大于液相组成,区域Ⅱ中液相组成大于气相组成。蒸气中 富集的总是能降低溶液沸点的组分。沿着直线 1 降温: ① AB 段为混合蒸气,Φ=1,f=2,温度与组成可在此区域自由变化 ② B 点开始出现液相,开始进入 BC 段气液共存区,Φ=2,f=1,温度与组成只 有一个可自由变化 ③ 到 C 点气相消失,继续降温,进入液相区,Φ=1,f=2,温度与组成可在此区 域自由变化。 图中存在一个最低共沸点M(42.05,69.6)。在M处,自由度f=0,即T,X B 均不能任意改变。 此处气液相组成相同,共沸点温度t=69.6℃,x B =y B =42.05%。若由过M点的直线 2 降 温,则系统由气相区,经过共沸点直接进入液相区。 2.最低共沸点的出现,是由于对 Raoult 定律产生正偏差造成的(体系的总蒸气压和蒸气 分压的实验值均大于拉乌尔定律 P=P*x 的计算值)。产生偏差的可能原因很多,分子 环境发生变化,使得 分子间作用力改变而引起挥发性的改变。当同类分子间引力大于 异类分子间引力时,混合后作用力降低,挥发性增强,产生正偏差。若混合后分子发 生缔合或解离现象引起挥发性改变。若离解度增加或缔合度减少,蒸气压增大,产生
1.3990 1.3947 1.3819
1.3840 1.3795 1.3757
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

南通大学(Nantong University)
双液系气液平衡相图的绘制
四、实验步骤 1、工作曲线的绘制 本步骤省略。直接根据书上提供的数据绘制出
25℃下环已烷—乙醇双液系系列标准溶液的折光率组成工作曲线。
物理化学实验(EXPERIMENTS OF PHYSICAL CHEMISTRY)
南通大学(Nantong University)
南通大学(Nantong University)
双液系气液平衡相图的绘制
二、实验原理 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Tx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。 (2)各组分对拉乌尔定律发生正偏差,溶液具有 最低恒沸点。 (3)各组分对拉乌尔定律发生负偏差,溶液具有 最高恒沸点。
双液系气液平衡相图的绘制
五、数据记录及处理 (二)数据处理
沸点校正 (1)正常沸点 在Pθ下测得的沸点称为正常沸点。通常外压不恰好等于 101.325Kpa,因此,应对实验测得的值作压力校正。校正式为 △t压 /℃=1/10×(273.15+t测 /℃)×(101325-P/pa) /101325 (2)温度露颈校正 在作精密温度测量时,需要对温度计作校正,除了温 度计的零点和刻度误差等因素外,还应作露颈校正。这是由于玻璃水银温 度计未能完全置于被测体系而引起的。校正值为: △t露 /℃= 0.00016×n×(t 测—t环) n露在体系外水银柱的长度 (3)经校正后的正常沸点为: t沸 = t 测+ t 压+ t露
物理化学实验(EXPERIMENTS OF PHYSICAL CHEMISTRY)
南通大学(Nantong University)
双液系气液平衡相图的绘制
四、实验步骤 4、取样并测定 切断电源,停止加热,用盛有冰水的250mL烧 瓶套在沸点仪底部使体系冷却,用干燥滴管自冷凝 管口伸入小球,吸取其中的部分冷凝液,另一支滴 管自支管伸入圆底烧瓶中取溶液1mL,上述两样品 可分别作为气相和液相样品,用阿贝折光仪测定其 折光率。 5、系列溶液的测定 将系列样品按3-4所述的步骤逐一测定各溶液的 沸点和两相样品的折光率。
双液系气液平衡相图的绘制
四、实验步骤
2、安装沸点仪
按图安装好沸点仪和 连接好冷凝水等。
物理化学实验(EXPERIMENTS OF PHYSICAL CHEMISTRY)
南通大学(Nantong University)
双液系气液平衡相图的绘制
四、实验步骤
3、沸点的测定 自支管中加入所要测定的溶液(约30mL),其溶液 面应在水银球的中部,打开冷水,接通电源,调节稳 流电源的电流不大于2A ,将溶液缓慢加热,当液体沸 腾后,再调节电流使液体能从小玻管内向外喷溢,且 蒸气能在冷凝管中冷凝,但蒸气在冷凝管中回流的高 度不宜太高,以2cm较合适(调节冷却水)。如此沸腾 一段时间。使冷凝液不断淋洗小球中液体,直至沸点 仪上温度计读数稳定再维持3-5min,使体系达到平衡。 记下温度计上的读数和露颈温度,并记下大气压。
双液系气液平衡相图的绘制
一、实验目的 了解绘制双液系相图的基本原理和方法。 绘制环已烷—乙醇双液体系的沸点组成图,确定其 恒沸组成和恒沸温度。 掌握回流冷凝法测定溶液沸点的方法。 掌握阿贝折射仪的使用方法。
物理化学实验(EXPERIMENTS OF PHYSICAL CHEMISTRY)
物理化学实验(EXPERIMENTS OF PHYSICAL CHEMISTRY)
南通大学(Nantong University)
双液系气液平衡相图的绘制
二、实验原理
完全互溶双液系沸点-组成图 (a)理想双液系 (b)具有最低恒沸点 (c)具有最高恒沸点
南通大学(Nantong University)
物理化学实验(EXPERIMENTS OF PHYSICAL CHEMISTRY)
南通大学(Nantong University)
双液系气液平衡相图的绘制
五、数据记录及处理
(一)数据表 实验者: 室温:
样品号
实验日期: 大气压:实验前
1 2 3 4
实验后
5 6 7 8
环境温度计读数
瓶口读数 测量沸点 1 气相冷凝液 折射率 2 3 平均值 1 液相冷凝液 折光率 2 3 平均值 25℃乙醇折光率 25℃环己烷折光率
物理化学实验(EXPERIMENTS OF PHYSICAL CHEMISTRY)
双液系气液平衡相图的绘制
二、实验原理 将不同组成的环己烷-乙醇系统在沸点测定仪中进行蒸 馏,当气液两相达到后,记下沸点温度,并测定平衡 时气相和液相组成。溶液的组成可以通过间接的物理 方法,因为环己烷和乙醇的折光率相差较大,且折光 率法所用的样品量少,准确、快速,对本实验较适用。 折光率是物质的一种特性常数,溶液的折光率与溶液 的组成有关。因此测定一系列的已知浓度溶液的折光 率,作出一定温度下溶液的折光率-组成标准曲线,这 样就可以测定未知溶液的组成。
物理化学实验(EXPERIMENTS OF PHYSICAL CHEMISTRY)
南通大学(Nantong University)
双液系气液ห้องสมุดไป่ตู้衡相图的绘制
五、数据记录及处理 (二)数据处理
根据双液系系列标准溶液折光率数据,绘制折光率—组成标准工作曲线。
标准环己烷-乙醇体系的折光率-组成关系图 1.43 1.42 1.41
物理化学实验(EXPERIMENTS OF PHYSICAL CHEMISTRY)
南通大学(Nantong University)
双液系气液平衡相图的绘制
三、实验仪器
水银温度计 直流稳流电源 阿贝折光仪 超级恒温槽 玻璃沸点仪 超级恒温槽 无水乙醇(A.R) 环已烷(A.R)
物理化学实验(EXPERIMENTS OF PHYSICAL CHEMISTRY)
n D/25℃
1.4 1.39 1.38 1.37 1.36 1.35 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 x 环己烷 1 1.1
物理化学实验(EXPERIMENTS OF PHYSICAL CHEMISTRY)
南通大学(Nantong University)
相关文档
最新文档