《物理化学基础实验》乙醇-环己烷气液平衡相图实验
物化实验报告_双液系的气液平衡相图辩析
双液系的气液平衡相图1.1实验目的1．用沸点仪测定在常压下环已烷—乙醇的气液平衡相图。
2．掌握阿贝折射仪的使用方法。
1.2 实验原理将两种挥发性液体混合，若该二组分的蒸气压不同，则溶液的组成与其平衡气相的组成不同。
在压力保持一定，二组分系统气液达到平衡时，表示液态混合物的沸点与平衡时组成关系的相图，称为沸点和组成(T-x)图。
沸点和组成(T-x)的关系有下列三种：(1)理想液体混合物或接近理想液体混合物的双液系，其液体混合物的沸点介于两纯物质沸点之间见图1(a)；(2)各组分蒸气压对拉乌尔定律产生很大的负偏差，其溶液有最高恒沸点见图1(b)；(3)各组分蒸气压对拉乌尔定律产生很大的正偏差，其溶液有最低恒沸点见图1(c)。
第(2)、(3)两类溶液在最高或最低恒沸点时的气液两相组成相同，加热蒸发的结果只使气相总量增加，气液相组成及溶液沸点保持不变，这时的温度称恒沸点，相应的组成称恒沸组成。
第一类混合物可用一般精馏法分离出这两种纯物质，第(2)、(3)类混合物用一般精馏方法只能分离出一种纯物质和另一种恒沸混合物。
图1 沸点组成图为了测定二元液系的T-x图，需在气液达到平衡后，同时测定溶液的沸点、气相和液相组成。
本实验是测定具有最低恒沸点的环己烷—乙醇双液系的T-x图。
方法是用沸点仪(图2)直接测定一系列不同组成之溶液的气液平衡温度(即沸点)，并收集少量馏出液(即气相冷凝液)及吸取少量溶液(即液相)，分别用阿贝折射仅测定其折射率。
为了求出相应的组成，必须先测定已知组成的溶液的折射率，作出折射率对组成的工作曲线，在此曲线上即可查得对应于样品折射率的组成。
沸点仪的种类很多，图2所示是一种带有电阻丝加热的沸点仪。
沸腾的溶液由喷嘴喷向温度计，因此可以测得蒸气与液相平衡的温度。
气相经冷凝后贮存在小泡内。
图2 沸点仪1 水冷却入口，2 气相冷凝液贮存小泡，3 温度计，4 喷嘴，5 电炉丝，6 调压器2 实验操作2.1 实验药品、仪器型号及测试装置示意图1.仪器沸点仪、调压器、阿贝折射仪（编号00011887）SL-1超级恒温槽、1／10℃温度计、酒精温度计、滴管、放大镜。
《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。
物化实验报告：双液相的气液平衡相图
双液系的气液平衡相图姓名：李天奇学号：2012012415 班级：生23同组实验者姓名：高艳君实验日期：2015.01.03 提交报告日期：2015.01.08指导老师姓名：麻英1 引言1.1 实验目的（1）用沸点仪测定常压下环己烷-乙醇的气液平衡相图。
（2）熟悉并掌握阿贝折射仪的使用方法。
1.2 实验原理[1]（1）对两种挥发性液体的混合物，若二组分蒸汽压不同，则其平衡时液相与气相的组成也不同。
压力恒定，二组分系统气液平衡时，表示液态混合物沸点与平衡时气液两组分关系的相图称沸点和组成（T-x图）。
根据各组分蒸汽压与拉乌尔定律的关系，沸点和组成图有三种如下图。
图1：三种沸点组成图[2]对于环己烷-乙醇二组分液相系统，由于其各组分蒸气压对拉乌尔定律有很大的负偏差，有最低恒沸点，故其T-x图应类似（c）图。
（2）本实验先测出已知组成的溶液的折射率，做出对应的工作曲线，再利用沸点仪测定一系列组成不同的溶液的沸点，并利用阿贝折射仪测量其对应气相、液相的折射率，并在工作曲线上查找对应样品折射率的组成。
2 实验操作2.1 实验药品、仪器型号及测试装置示意图实验药品：乙醇(分析纯)，环己烷（分析纯），环己烷质量分数分别为10%、30%、69.5%、90%、96%的环己烷-乙醇标准溶液实验仪器：沸点仪，调压仪，阿贝折射仪，恒温槽，温度测定装置，滴管，洗耳球实验装置示意图如下：图2：主要装置——沸点仪示意图[3]2.2 实验条件（实验温度、湿度、压力等）实验温度：℃实验湿度：％实验压力：kPa2.3 实验操作步骤及方法要点（1）取五个已标号的洁净小锥形瓶，分别称量空瓶质量并记录。
向五个小瓶中分别加入 1 mL、2 mL、3 mL、4 mL、5 mL环己烷和5 mL、4 mL、3 mL、2 mL、1 mL无水乙醇，分别称量加入环己烷后的质量与再加入乙醇后的总质量并记录。
（2）用阿贝折射仪分别测定五个小锥形瓶内溶液及纯净的环己烷和无水乙醇的折射率并记录。
环己烷-乙醇的双液系气-液平衡相图实报告
环己烷-乙醇的双液系气-液平衡相图实报告姓名：XX学号：201211132031院（系）：化材院专业班级：化学12课程名称：物理化学实验实验名称：双液系的气-液平衡相图指导老师：XX 室温：24.0℃大气压：99.98kPa实验日期：2012.11.21实验目的：1、绘制pθ下环己烷-乙醇双液系的气-液平衡相图，了解相图和相律的基本概念；2、掌握测定双组份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：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。
液体的沸点是指液体的蒸汽压与外界相等时的温度。
在一定的外压下，纯液体的沸点有其确定值。
对于双液系，沸点不仅与外压有关，而且还和双液系的组成有关。
根据相律，自由度=组分数-相数+2因此，一个气-液共存的二组分体系，其自由度为2。
只要任意在确定一个变量，整个体系的存在状态就可以用二维图形来描述。
通常，测定一系列不同配比溶液的沸点及气、液两相组成，用几何作图的方法将在一定外压下双液系的沸点对其气相、液相组成作图，称为双液系气-液平衡相图；它表明了沸点与液相组成、气相组成之间的关系。
仪器设备：温度测试仪，沸点测定仪，调压变压器，数字式Abbe折光仪，超级恒温水浴，烧杯，滴管，带玻璃磨口塞试管实验步骤：1．配制环已烷摩尔分数分别为0.00, 0.10, 0.20, 0.30, 0.40, 0.50, 0.60, 0.70, 0.80,0.90, 1.00的环已烷-乙醇系列溶液。
2．分别测定不同组成溶液的折光率⑴调节恒温水浴温度为30℃⑵打开折光棱镜部件，滴加丙酮于镜面，用擦镜纸试干。
⑶滴加1-2滴试样溶液于镜面上，闭合进光棱镜。
⑷旋转“调节手轮”，使明暗分界线落在“交叉线视场”中。
⑸旋转“色散度旋钮”，使明暗分界线清晰。
⑹再旋转“调节手轮”，使明暗分界线准确对准“交叉线视场”交叉线的交点。
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。
物理化学实验二 双液系的气—液平衡相图
实验二双液系的气—液平衡相图1. 目的要求(1) 绘制在p0下环己烷-乙醇双液系的气-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沸点的方法。
(3) 掌握用折光率确定二元液体组成的方法。
2. 基本原理任意两个在常温时为液态的物质混合起来组成的体系称为双液系。
两种溶液若能按任意比例进行溶解，称为完全互溶双液系；若只能在一定比例范围内溶解，称为部分互溶双液系。
环己烷-乙醇二元体系就是完全互溶双液系。
双液系蒸馏时的气相组成和液相组成并不相同。
通常用几何作图的方法将双液系的沸点对其气相和液相的组成作图，所得图形叫双液系的沸点(T)组成(x)图，即T—x图。
它表明了在沸点时的液相组成和与之平衡的气相组成之间的关系。
图2.2.1 双液系的T-x图双液系的T—x图有三种情况：(1)理想溶液的T—x图(图2.2.1a)，它表示混合液的沸点介于A、B二纯组分沸点之间。
这类双液系可用分馏法从溶液中分离出两个纯组分。
(2)有最低恒沸点体系的T—x图（图2.2.1b）和有最高恒沸点体系的T—x图（图2.2.1c）。
这类体系的T—x图上有一个最低和一个最高点，在此点相互平衡的液相和气相具有相同的组成，分别叫做最低恒沸点和最高恒沸点。
对于这类的双液系，用分馏法不能从溶液中分离出两个纯组分。
本实验选择一个具有最低恒沸点的环己烷—乙醇体系。
在101.325kPa下测定一系列不同组成的混合溶液的沸点及在沸点时呈平衡的气液两相的组成，绘制T—x图，并从相图中确定恒沸点的温度和组成。
测定沸点的装置叫沸点测定仪(图2.2.2)。
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。
电流通过浸入溶液中的电阻丝。
这样可以减少溶液沸腾时的过热现象，防止暴沸。
测定时，温度计水银球要一半在液面下，一半在气相中，以便准确测出平衡温度。
溶液组成分析：由于环己烷和乙醇的折光率相差较大，而折光率的测定又只需少量样品，4. 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，重复2次～3次。
乙醇-环己烷气液平衡相图的绘制实验报告
⼄醇-环⼰烷⽓液平衡相图的绘制实验报告姓名：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(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。
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）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。
?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、、、、、的环⼰烷－⼄醇标准溶液，已知下，纯环⼰烷的沸点为℃，⼄醇的沸点为℃。
25℃时，纯环⼰烷的折光率为，⼄醇的折光率为。
四、实验步骤1．环⼰烷－⼄醇溶液折光率与组成⼯作曲线的测定（略）2. ⽆⽔⼄醇沸点的测定将⼲燥的沸点仪安装好。
从侧管加⼊约20mL⽆⽔⼄醇于蒸馏瓶内，并使温度计浸⼊液体内。
冷凝管接通冷凝⽔。
将液体加热⾄缓慢沸腾。
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。
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《物理化学基础实验》乙醇-环己烷气液平衡相图实验
一、实验目的
用沸点仪测定在常压下环已烷-乙醇的气液平衡相图；了解沸点的测定方法；掌握超级恒温槽的使用方法；掌握阿贝折射仪的测量原理及使用方法。
二、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。
如图5-1所示，图中纵轴是温度(沸点)T ，横轴是液体B 的摩尔分数x B (或质量百分组成)。
上面一条是气相线，下
面一条是液相线，对于某一沸点温度所对应的二曲线上的两个点，就是该温度下气液平衡时的气相点和液相点，x 、y 分别是组分B 在气相和液相的摩尔分数(或质量百分组成)。
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。
图5-1 完全互溶双液系的相图 Figure 5-1 Phase diagram of completely mutually soluble double fluid system
三、仪器和试剂
仪器：阿贝折光仪、超级恒温水浴、数字温度计、沸点测定仪、调压变压器。
药品：无水乙醇（A.R.）、环己烷(A.R.) 、测工作曲线的10个标准双液系样、0.05，0.15，0.30，0.45，0.55，0.65，0.80，0.95（X环己烷）的双液系组分。
材料：烧杯两个（250 mL，50 mL）、长取样吸管10支，短取样吸管10支。
四、实验步骤
1．设置温度，使超级恒温水浴的温度为（25±0.1）℃，并读取阿贝折光仪上温度计的读数。
2．设定好电压，使电压在12~15 V之间，然后用阿贝折光仪依次测定做工作曲线的10个标准样的折光率。
做出折光率组成工作曲线。
3．如图5-2将干燥的沸点仪安装好，使电热丝完全浸没在溶液中，打开冷凝水，接通电源，使溶液加热至沸腾，当温度计读数稳定3~5分钟时，记下温度计读数（即为沸点），在这过程中不时将小球中凝聚的液体倾入烧瓶。
图5-2 沸点仪
Figure 5-2 The boiling point instrument
4．停止加热，用干燥滴管自冷凝关口深入小球吸取全部液体，用另一支干燥滴管由支管吸取烧瓶内液体，并在室温下冷却，用阿贝折光仪分别测定两相样品的折光率，最后将溶液倒入指定的储液瓶。
5．按上述所述步骤，逐一测定各溶液的沸点及两相样品的折光率。
五、数据记录与处理
1、将实验中测得的折射率-组成数据列表，并绘制成工作曲线。
从工作曲线上查得相应的组成，获得沸点与组成的关系。
2、绘制环己烷-乙醇体系的T—X图，并标明最低恒沸点和组成。
六、思考题
1．该实验中，测定工作曲线时折射仪的恒温温度与测定样品时折射仪的恒温温度是否需要保持一致？为什么？
2．过热现象对实验产生什么影响？如何在实验中尽可能避免？
3．在连续测定法实验中，样品的加入量应十分精确吗？为什么？。