双液系相图
完全互溶双液系的p-x图 (产生正负偏差较大的体系)
当实际溶液的行为偏离 理 想 溶 液 较 大 ( 如 正 偏 pmax 差)时,其p-x图中会出现 总压的极大值,如图中G 点所示.
C
图 中 ,B 的 挥 发 性 较 大 , 但 G点的压力比纯B的蒸汽 压 更 大 . 这 是 因 为 A,B 均 对拉乌尔定律有较大正 偏差的缘故.
a
N点：开始出现气相,气
单相区,液相
pB*
相点为M,达两相平衡.
f=2
D点: 气相组成为x’,液 相组成为x’’.
F点:体系几乎全以气态
存在,残余微少液相.气
相组成与体系总组成相
同, 液相组成为x’’’.
pA*
l+g ,
N
f=1
M
C
D
E
I
F
在两相区, 液相组成沿NI
单相区,气相 f=2
移动;气相组成沿MF移动.
• 真空度愈高,提纯的成本也愈高.
水蒸汽蒸馏装置图
若蒸汽可视为理想气体,则有:
pA*=p·xAg=p·nA/(nA+nB) pB*=p·xBg=p·nB/(nA+nB) ∴ pA*/pB*=nA/nB
=(WA/MA)/(WB/MB) ∴ WA/WB=(pA*/pB*)(MA/MB) (8) W: 组分的质量;
• 向含化合物体系中通入水蒸气,则混合体系为一不互 溶双液系,体系体系的沸点将低于水正常沸点,即100℃, 冷凝并收集蒸汽,会得到不互溶的双液系,分离出水相, 即获得有机化合物.
• 若有些化合物的分解温度特别低,则在不断抽空的条 件下进行水蒸气蒸馏, 由有机化合物的分解温度确定 抽空真空度的高低,使体系的沸点降到合适的程度.
xB
杠杆规则 (lever rule):
p
(1)式与(2)式相等: nlxB+ngxB
= nlxBl + ngxBg
nl( xB－xBl) = ng( xBg－xB) (3)
pA*
pB*
L HG l+g,
0
xBl xB xBg
xB
杠杆规则 (lever rule):
从相图可以求出: p
( xB－xBl)=HL ( xBg－xB)=HG
逐步降低环境压力,当 压力降到等于 此溶液的饱和蒸汽压时,开始出现气相.
当体系压力降到某一定值时,体系主 要以气相形式存在,液相几乎消失,但 仍然保持两相 平衡.
若进一步降低体系的压力,体系中的 液相将完全消失,体系为气态单相.
开始出现气相, 体系达气液两相 平衡.
AA++B,B气,相气, T
AA相++BB,,,T气气相相,,
p
T
E pmax
pA*
pB*
TA*
Tmin
TB* E
A
x
B
A
x
B
Tmin: 最低恒沸点
有最高恒沸物生成的双液系相图
p
T
Tmax
E D
C
D
C
pmin
E
A
x
B
A
Tmax: 最高恒沸点
x
B
有恒沸物双液系的精馏
E: 最低恒沸点
T
组成:xE, 沸点: Tmin.
体系组成为x, 精馏,低沸 点端得到恒沸物G,高沸点 端得到纯A.
有恒沸物生成的双液系,
C
精馏不可能同时得到纯A
和纯B,只能得到恒沸物和 某一个纯组分.
Tmix
气相,f=2
D
气-液平衡,f=1
E
恒沸物仍是混合物,其组成
随着体系压力的改变而有
所改变.
A
x
液相,f=2
xE
B
• 五. 完全不互溶的双液系:
• 严格地讲,不存在完全不互溶的双液系,但有些物质的极性相差 很大,相互间的溶解度小到可以忽略不计的程度,此类体系可以 近似看作完全不互溶体系.
（二）气相组成与液相组成的关系
由于A、B二组分蒸汽压不同，故
与溶液平衡的气相组成和液相组成并不相
同，有：
yA pA yB pB
p p
pA *xA pB *xB
pA* pB*
若
yB xB
则
即蒸汽压较大的组分在气相中浓度大于在液 相中的浓度。
（三）双液系的p-x相图的绘制
定温下，将组成为xA,xB的A,B理想 溶液置于一带活塞的气缸中, 施加足 够大的压力,使体系呈溶液单相状态.
而由液相可以获得纯的A。 A
气相
液相
y1
y2 y3
xB
x2
x3 B
精馏原理
实际的工业精馏 工段,为连续操 作,各层的操作 温度相对稳定,
溶液的组成也稳 定,在精馏塔的
低温段一般可以 获得纯净的B, 在高温段, 可获 得纯净的A.
T
T7 x8 T6 x7
T5
x6
T5
T4
T3
y8
x5 x4
T2
T1
y7 O
pB*
有:
nlHL=ngHG
HL和HG分别为体系 点H到液相线和气相 线的距离. 此规则与物 理学中的杠杆定律相 pA* 似,故称为杠杆规则.
L l+g,
HG
0
xBl xB xBg
xB
理想溶液的T-x相图
体系点为H点, 落在两相区内, T 体系两相共存.
L: 液相点, A的浓度为xAl.
TA*
G: 气相点, A的浓度为xAg.
• 二元体系的相图常为:
•
T－x图； p－x图.
一. 完全互溶理想溶液的p-x图
• （一）液相线的绘制
• p－x图：
•
pA= pA*xA
•
pB= pB*xB= pB*(1－xA)
•
p = pA+ pB
•
= pA*xA + pB*(1－xA)
• 体系的总压为：
• p = pB*+(pA*－pB*)xA
x3
y6 y5
x2
气相
y4 y3
x1
y2 y1
液相
A
x
B
完全互溶双液系的p-x图 (产生正负偏差不大的体系)
虚线:理想溶液
p
红色: A的蒸汽压曲线;
蓝色: B的蒸汽压曲线;
紫色: 实际溶液的总压
此类非理想溶液相图与 pA* 理想溶液的相图有偏差.
但其偏离的程度不至于
使体系的相图发生明显
的变化.
A
p* B p pB
xBl xB xBg
xB
精馏塔示意图
原料进口
电加热器
低沸点产品 高沸点产品
精馏原理
B的沸点低,挥发性较强, B在 T 气相中的浓度较液相高,将组 成为y1的气相收集起来,并将 其冷却至温度T1,其中将有部 分冷凝为液体,液相的组成为 x2, 与之达平衡的气相组成为 y2,由相图可见y2>y1.重复以上 过程，气相中B的浓度愈来愈 高，最后可以获得纯的B。
水蒸气
M: 组分的摩尔质量.
若为水蒸气蒸馏,则:
WH2O/W有=(pH2O*·18.02)/(p有*M有) (9) (9)式中的比例称为蒸汽消耗系数.
水蒸气蒸馏法可测定有机物的分子量:
M有=18.02·(pH2O*W有)/(p有* WH2O) (10)
待提纯化合物
有机层 水层
• 完全不互溶双液系的总压等于两纯组分饱和蒸汽压之和.
• 体系的总压必大于任一组点.
完全不互溶双液系相图
完 全 不 互 溶 双 液 系 的 p-x 图表明:
体系的总压比任一纯组分
的饱和蒸汽压大,在全部 p
浓度范围内,的等温条件
下,体系的总压维持不变,
p总
等于纯A和纯B的饱和蒸
• 极性大的物质和非极性的有机化合物常常组成不互溶体系,如: 水-苯,水-CCl4等.另外水-汞,水-油之间也形成完全不互溶体 系.
• 设一完全不互溶双液系由A,B组成.体系的总压为:
•
p总=pA+pB
•
pA=pA*xA≈pA*
∵xA→1
•
pB=pB*xB≈pB*
∵xB→1
•
p总=pA*+pA*
(7)
第三节 二组分气液 平衡体系
第三节 二组分气液平衡体系
• 两组分体系的相律可表达为:
• K=2; =2
•
f=4－
• f=0,
max=4, 最多四相共存.
• ＝1, fmax=3, 需三维图象才能完整描绘体系状态.
• 二元体系的相图常常固定某因素不变(如温度或压
力),用二维平面相图表示体系状态的变化情况.
T T
A+B, A+B,
溶溶液液,, TT
A+B, 溶液, T A+B, 溶液, T
（三）理想溶液的p-x相图
C点: 组成xB, 单相溶液. p
D点:开始出现气相, 液 相与总组成仍相同.
F点:液相量无穷小, 仍 维持两相平衡.
重复上述过程,得到一 系列相点D’ …和F’ …. pA*
纯A和纯B的相点.
T TB*
汽压之和.
完全不互溶双液系的T-x
pA*
TA*
图表明:
T
溶液的沸点比任一纯组 分的沸点均低. 因为不互
p* B
溶双液系的总压较任一
纯组分的饱和蒸汽压大,
溶液的沸点较纯组分的
沸点低是必然的.
0
xA→
10
xA→
1
水蒸气蒸馏
双液系相图实验报告
双液系相图实验报告二组分完全互溶双液系气-液平衡相图实验报课程名称：大学化学实验（P）指导老师：成绩：_______________实验名称：二组分完全互溶双液系气-液平衡相图实验类型：物性测试同组学生姓名：【实验目的】1. 学习测定气-液平衡数据及绘制二组分系统相图的方法，加深理解相律和相图等概念。
2. 掌握正确测量纯液体和液体混合物沸点的方法。
3. 熟悉阿贝折光仪的原理及操作，熟练掌握超级恒温超的使用和液体折射率的测定。
4. 了解运用物理化学性质确定混合物组成的方法。
【实验原理】两种液态物质若能以任意比例混合，则称为二组分完全互溶液态混合物系统。
当纯液体或液态混合物的蒸气压与外压相等时就会沸腾，此时的温度就是沸点。
在一定外压下，纯液体的沸点有确定值，通常说的液体沸点指101.3kPa下的沸点。
对于完全互溶的混合物系统，沸点不仅与外压有关，还与系统的组成有关。
在一定压力下，二组分完全互溶液态混合物系统的沸点与组成的关系可分为三类：（1）液态混合物的沸点介于两纯组分的沸点之间，如苯-甲苯系统；（2）液态混合物有沸点极大值，如丙酮-氯仿系统；（3）液态混合物有沸点极小值，如水-乙醇系统、苯-乙醇系统。
对于第（1）类，在系统处于沸点时，气液两相的组成不相同，可以通过精馏使系统的两个组分完全分离。
第（2）、（3）类是由实际系统与拉乌尔定律产生严重偏差导致。
正偏差很大的系统，如第（3）类，在T-x图上呈现极小值，负偏差很大时，如第（2）类，则会出现极大值。
相图中出现极致的那一点，称为恒沸点，恒沸点温度和组成都是非常重要的平衡数据。
具有恒沸点组成的二组分混合物，在蒸馏时的气相组成和液相组成完全一样，整个蒸馏过程中沸点恒定不变，因此称为恒沸混合物，如要获得两纯组分，则需采取其他方法。
液态混合物组成的分析是相平衡实验的关键。
组分分析常采用折射率法、密度法等物理方法和色谱分析法等。
本实验采用折射率法。
在一定温度下的折射率是物质的一个特征参数，液态混合物的折射率与组成有关，一般呈简单的函数关系。
双液系相图实验报告
双液系相图实验报告双液系相图实验报告一、引言相图是描述物质在不同温度和压力下的相态转变规律的图表。
双液系相图是指由两种液体组成的体系在不同条件下的相态变化关系。
本实验旨在通过观察双液系相图的实验结果，探究不同温度和组成对相态转变的影响。
二、实验方法1. 实验材料准备本实验使用的实验材料包括两种液体溶液A和溶液B，以及温度控制设备、试管和计时器等。
2. 实验步骤(1) 在试管中加入一定量的溶液A。
(2) 在另一个试管中加入一定量的溶液B。
(3) 将两个试管放入温度控制设备中，设定不同的温度。
(4) 观察两种液体在不同温度下的相态变化，记录实验结果。
(5) 重复以上步骤，改变溶液A和溶液B的组成，继续观察相态变化。
三、实验结果与讨论1. 温度对相态转变的影响在实验中，我们分别将溶液A和溶液B置于不同的温度下进行观察。
随着温度的升高，我们观察到了液体的相态变化。
在一定温度范围内，液体A和液体B 会发生混合，形成均匀的溶液。
而在高温下，两种液体会发生分层，形成两个不同的相。
2. 组成对相态转变的影响除了温度，溶液A和溶液B的组成也对相态转变有着重要影响。
当两种液体的组成不同时，相图会呈现出不同的形态。
我们通过改变溶液A和溶液B的比例，观察到了相图的变化。
在某些组成下，两种液体会形成共溶液，而在其他组成下则会形成两个不同的相。
3. 相图的应用相图在实际应用中有着广泛的用途。
例如，在药物制剂的研发中，相图可以帮助研究人员确定最佳的配方和工艺条件，以达到理想的药物稳定性和溶解性。
此外，相图还可以应用于材料科学领域，用于研究合金的相变规律和优化材料性能。
四、实验结论通过本实验的观察和分析，我们得出了以下结论：1. 温度是影响双液系相态转变的重要因素，随着温度的升高，液体的相态会发生变化。
2. 溶液A和溶液B的组成对相态转变也有重要影响，不同的组成会导致不同的相图形态。
3. 相图在药物制剂和材料科学等领域有着广泛的应用，可以帮助研究人员优化配方和改善材料性能。
双液系气-液平衡相图
6 实验前后记录大气压力，取其平均值作为 实验前后记录大气压力， 实验时的大气压。 实验时的大气压。
注意事项
在沸点仪中加入溶液后才能接通加热丝电源 一定要在停止通电加热之后， 一定要在停止通电加热之后，方可取样进行分 析 沸点仪中蒸气的分馏作用会影响气相的平衡组 成，使得气相样品的组成与气液平衡时气相的 组成产生偏差，因此要减少气相的分馏作用。 组成产生偏差，因此要减少气相的分馏作用。
4 取样 切断电源，停止加热。 烧杯， 切断电源，停止加热。用 250 ml 烧杯，内盛冷 套在沸点仪底部，冷却容器内的液体。 水，套在沸点仪底部，冷却容器内的液体。用一支 细长的干燥滴管，自冷凝管口伸入小球， 细长的干燥滴管，自冷凝管口伸入小球，吸取其中 全部冷凝液。 全部冷凝液。用另一支干燥滴管自支管吸取容器内 的溶液 1 ml。 。 上述两样品分别代表平衡时的气相样品和液相 样品。 样品。各样品可以分别贮放在事先准备好的干燥取 样管中(取样管插在盛有冰水的小烧杯内 取样管插在盛有冰水的小烧杯内)， 样管中 取样管插在盛有冰水的小烧杯内 ，立即盖 好塞子，以防挥发。在样品的转移过程中， 好塞子，以防挥发。在样品的转移过程中，动作应 迅速而仔细，并应尽早测定样品的折光率， 迅速而仔细，并应尽早测定样品的折光率，不宜久 当沸点仪内的溶液冷却后， 藏。当沸点仪内的溶液冷却后，将其溶液自支管倒 向指定的试剂瓶。 向指定的试剂瓶。
T/K
T
v
l
A
X B (v ) XB
X B (l)
B
具有这种类型相图的双液系可以用普通蒸馏 的方法使两液体分离
本实验用回流冷凝法测定不同组成环己烷－ 本实验用回流冷凝法测定不同组成环己烷－异丙醇 溶液的沸点， 溶液的沸点，由阿贝折光仪测平衡液相和气相冷凝 组成。 组成。 测绘具有恒沸点的相图时， 测绘具有恒沸点的相图时 ， 要求同时测定溶液 的沸点及气液平衡时两相的组成。 的沸点及气液平衡时两相的组成。虽然沸点的定义 简单明确，沸点的测定则颇不容易， 简单明确，沸点的测定则颇不容易，原因在于沸腾 时常易发生过热现象， 时常易发生过热现象，而在气相中又易出现分馏效 应。
异丙醇环己烷双液系相图
异丙醇—环己烷双液系相图一、实验目的：1.了解物理化学实验手段中常用的物理方法—光学方法的基本原理。
2.绘制异丙醇—环己烷双液系的沸点—组成图，确定其恒沸组成及恒沸温度。
3.进一步理解分馏原理。
4.掌握阿贝折射计的原理及使用方法。
二．基本原理：根据相律：f + φ = c + 2 ，对二组分体系：f = 4 - φ，f max = 3 (T，P，x)。
对于二组分体系，常常保持一个变量为常量，而得到立体图形的平面截面图。
这种平面图可以有三种：p-x图，T-x图，T-p图。
常用的是前两种。
在平面图上，f*=3-φ，f*max=2，同时共存的相数φmax=3。
单组分的液体在一定外压下，它的沸点是一定值，把两种完全互溶的挥发性液体（组分A和B）互相混合后，在某一定温度下，平衡共存的气液两相的组成，通常并不相同，因此如果在恒压下将溶液蒸馏，测定馏出物（气相）和蒸馏液（液相）的折射率，就能找出平衡时气液两相的成分，并绘出沸点—组成（T—x）图线，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：（1）溶液沸点介于两纯组分沸点之间（如图1），（2）溶液存在最低沸点（图2）和（3）溶液存在最高沸点（图3）。
（2）、（3）被称为具有恒沸点的双液系，即体系处于恒沸点时气、液两相的组成相同，其相应的溶液称为恒沸点混合物。
此时对恒沸点混合物进行蒸馏，所得气相与液相组成相同，因此我们不能用普通蒸馏方法获得任一纯组分。
异丙醇—环己烷双液系属于具有最低恒沸点一类的体系。
T—x图在进行蒸馏或分馏时是必不可少的，而分馏在提纯溶剂和石油工业中也得到广泛应用，所以这种图是具有很大的实用价值的。
本实验的目的就是要绘制异丙醇—环己烷的T—x图并找出恒沸点混合物的组成。
1．沸点—组成图的绘制为了绘制沸点—组成图，可采取不同的方法。
在本实验中，我们采用的是一种物理方法—通过折射率的测定，来间接的获取溶液组成，它具有简捷、准确的特点。
双液系的气相平衡图
双液系的气液相平衡图1 引言在一定压力下，两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气液中两组分关系的相图，称为沸点-组成（T-x）相图。
本实验的目的是测定常压下环己烷-乙醇双液系的沸点-组成图，由于该双液系对拉乌尔定律有较大的正偏差，故相图大致如图1所示，可见，欲测定此图，需在气液平衡后同时测定溶液的沸点、气相和液相组成。
前者可由沸点仪实现，而后者可用折射仪及由不同浓度溶液得到的工作曲线测得。
图1 环己烷-乙醇双液系的沸点-组成相图2 实验操作2.1实验药品、仪器及测试装置示意图2.1.1 实验仪器自制沸点仪，阿贝折射仪，调压器，温度传感器，锥形瓶，分析天平（AR2140），5ml 及10ml吸量管，洗耳球2.1.2 实验药品环己烷，无水乙醇2.1.3 实验装置示意图图21.冷却水入口2.气相冷凝液储存小泡3.温度计4.喷嘴5.电热丝6.调压器2.2 实验条件温度：室温（具体数值未知）气压：未知湿度：未知2.3实验操作步骤及方法要点a.按下表配比配制不同浓度的环己烷-乙醇溶液，并在空瓶时m0、加入环己烷后m1、加入无水乙醇后m2（本实验先加入环己烷后加入无水乙醇）分别进行称量并记录。
注意：所用锥形瓶要事先干燥；由于浓度是根据称量的数值由两组分的质量进行计算，所以每次加入液体的体积不必太精确。
表1 环己烷-无水乙醇混合溶液配比b.根据所测得的质量，用公式ω=(m1-m0)/(m2-m0) 公式1计算环己烷的质量分数，其中ω指环己烷的质量分数。
c.用阿贝折射仪测定以上配好的不同浓度环己烷-乙醇溶液的折射率以及纯环己烷和无水乙醇的折射率，记录数据。
注意：每次测量折射率后，要将折射仪的棱镜打开，用洗耳球吹干，以备下次使用。
d.根据上一步测得的折射率，用线性拟合的方法做工作曲线，检查数据是否可靠，若不可靠应重复测量。
e.由于不同浓度的各样品已经事先装入沸点仪，所以直接选定一个浓度的样品，接通电源，加热样品。
实验七双液系气液平衡相图的测定
数据处理
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。
2. 将实验中测得的沸点—折射率数据列表，并从工作 曲线上查得相应的组成，从而获得沸点与组成的关 系。
3. 绘制沸点—组成图，并标明最低恒沸点和组成。 4. 在精确的测定中，还要对温度计的外露水银柱进行
仪器操作
使用方法
3. 调光： 转动镜筒使之垂直，调节反射镜使入射光进入棱镜，
同时调节目镜的焦距，使目镜中十字线清晰明亮。调节消 色散补偿器使目镜中彩色光带消失。再调节读数螺旋，使 明暗的界面恰好同十字线交叉点处重合。这时镜筒的轴与 掠射光线平行。 4. 读数：
从读数望远镜中读出刻度盘上的折射率数值。常用的 阿贝折射仪可读至小数点后的第四位，为了使读数准确， 一般应将试样重复测量三次，每次相差不能超过0.0002， 然后取平均值。
仪器操作
注意事项
1.使用时要注意保护棱镜，清洗时只能用擦镜纸而不能用滤纸 等。加试样时不能将滴管口触及镜面。对于酸碱等腐蚀性液 体不得使用阿贝折射仪。
2.每次测定时，试样不可加得太多，一般只需加2～3滴即可。 3.要注意保持仪器清洁，保护刻度盘。每次实验完毕，要在镜
面上加几滴丙酮，并用擦镜纸擦干。最后用两层擦镜纸夹在 两棱镜镜面之间，以免镜面损坏。 4.读数时，有时在目镜中观察不到清晰的明暗分界线，而是畸 形的，这是由于棱镜间未充满液体；若出现弧形光环，则可 能是由于光线未经过棱镜而直接照射到聚光透镜上。
0.200mL、…、0.900mL的环己烷，再依次移入 0.900mL、0.800mL、…、0.100mL的异丙醇，轻 轻摇动，混合均匀，配成9份已知浓度的溶液（按 纯样品的密度，换算成质量百分浓度）。用阿贝 折射仪测定每份溶液的折射率及纯环己烷和异丙 醇的折射率。以折射率对浓度作图，即可绘制工 作曲线。
物化实验报告-双液系气液平衡相图的绘制
双液系气液平衡相图的绘制（物化实验得认真做）一、实验目的1. 用回流冷凝法测定沸点是气相和液相的组成，绘制双液系相图。
2 找出恒沸点混合物的组成和恒沸点的温度。
掌握测定双组分液体的沸点及正常沸点的测定方法。
3 了解阿贝折射计的构造原理，熟悉掌握阿贝折射计的使用方法。
二、实验原理1 液体的沸点是液体饱和蒸汽压和外压相等时的温度，在外压一定时，纯液体的沸点有一个确定值。
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。
2 大多数情况下，T-x 曲线将出现或正或负的偏差，当这个偏差足够大的时候，在曲线上将出现极大点或极小点。
这种极大点或者极小点就称为恒沸点。
3 考虑综合因素，实验选择具有最低恒沸点的乙醇- 乙酸乙酯双液系。
4 根据相平衡原理，对两组分体系，当压力恒定时，在气液平衡两相去，体系的自由度为1. 若温度一定时，则气液两相的组成也随之而定。
当原溶液的组成一定时，根据杠杆原理，两相的相对量一定。
反之，实验中利用回流的方法保持气液两相相对量一定，测量体系温度不发生改变时，即两相平衡后，取出两相的样品，用阿贝折射计测定气相、液相的折射率，再通过预先测定的折射率- 组成工作曲线来确定平衡时气相、液相的组成（即该温度下气液两相平衡成分的坐标点）。
改变体系的总成分，再如上法找出另一对坐标点。
这样得若干对坐标点分别按气相点和液相点连成气相线和液相线，即得T-x 平衡图。
三、实验仪器和试剂1、实验仪器沸点仪、阿贝折射仪、调压变压器、温度计两只、干燥小烧杯3只，干燥5ml小试管16只，软木塞若干，擦镜纸2、实验试剂无水乙醇（AR乙酸乙酯（AR丙酮（C.P）乙醇体积分数为5% 10% 15% 22% 38% 50% 70% 90%组成的乙醇- 乙酸乙酯溶液。
四实验过程1、将干燥的沸点仪安装好。
从侧管加入约20mL5混合液于蒸馏瓶内，并使温度计浸入液体内。
冷凝管接通冷凝水。
将稳流电源电压调至13V左右，使加热丝将液体加热至缓慢沸腾。
6.双液系相图的绘制
化学化工学院
化学化工学院
实验6：双液系相图的绘制 数据处理
1. 将实验数据列表。 2. 绘制工作曲线，即环己烷—乙醇标准溶液的折光率与组 成的关系曲线。 3. 根据工作曲线确定各待测溶液气相和液相的平衡组成， 4. 确定最低恒沸点的温度和组成。
化学化工学院
实验6：双液系相图的绘制 思考题
1. 待测溶液的浓度是否需要精确计量?为什么? 2. 本实验不测纯环己烷、纯乙醇的沸点，而直接用标准压 力下的数据，这样会带来什么误差? 3. 如果要测纯环己烷、纯乙醇的沸点，蒸馏瓶必须洗净， 而且烘干，而测混合液沸点和组成时，蒸馏瓶则不洗也不 烘，为什么?
化学化工学院
实验6：双液系相图的绘制
测定方法
本实验选择一个具有最低恒沸点的环己烷—乙醇体系。在 100KPa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。 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。这样既可减少溶液沸腾时的过热现象, 还能防止暴沸。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。
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实验6：双液系相图的绘制
双液系的T—x图有三种情况： (1)理想溶液的T—x图，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图和有最高恒沸点体系的 T—x图。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。
完全互溶双液系相图
4.3 完全互溶的双夜系相图4.3.1 二组分系统的相律的应用最多可有四相平衡共存，是无变量系统。
最多可有三个自由度-T ，p ，x 均可变，属三变量系统。
因此，要完整的描述二组分系统相平衡状态，需要三维坐标的立体图。
但为了方便，往往指定一个变量固定不变，观察另外两个变量之间的关系，这样就得到一个平面图。
如： 保持温度不变，得 p-x 图 较常用 保持压力不变，得 T-x 图 常用 保持组成不变，得 T-p 图 不常用。
若保持一个变量为常量，从立体图上得到平面图。
相律 单相，两个自由度。
最多三相共存。
二组分系统相图种类很多，以物态来区分，大致分为： 完全互溶双液系 气-液平衡相图 部分互溶双液系 完全不互溶双液系具有简单低共熔混合物 稳定化合物有化合物生成 不稳定化合物 固-液平衡相图 固相完全互溶 固相部分互溶固相部分互溶 等C 2C 24= f Φ+=Φ=--min max 1 3Φf ==min max 0 4f Φ==213f ΦΦ*=-+=-*min max1 2Φf ==*max min 3 0Φf ==4.3.2 理想的完全互溶双液系相图若A 、B 两种液体均能以任意比例相互混容形成均匀单一的液相，则该系统称为完全互溶双液系。
根据相似相容原理，它可以分为：理想的完全互溶双液系 和非理想的完全互溶双液系。
首先学习理想液态混合物的相图。
4.3.2.1. 理想溶液p-x 图设A 、B 形成理想溶液，其饱和蒸气压分别为P A * 和P B *，P 为体系的总蒸气压。
以x A 为横坐标，以P 蒸气压为纵坐标，在p-x 图上分别表示出P A 、P B 、P 与x A l 的关系。
p-x-y 图 同压下 ， 之间的关系若知道一定温度下的P A *、P B *，就可据液相组成（x A /x B ）求其气相组成（y A /y B ）px p p p y A A A A *==BAB A B A x x p p y y **=若 则 此时 即蒸气压大的组分在气相中浓度更大。
双液系相图数据处理
双液系的气——液平衡相图数据处理一、蒸馏水、乙酸乙酯和无水乙醇的折光率值室温：295K 大气压：101.325KPa 样品 n 1 n 2 n 3 n 平均 n 理论 △n n 校正 H 2O 1.33280 1.33290 1.33280 1.33283 1.33281 0.00002 —— 乙酸乙酯 1.37120 1.37130 1.37130 1.37137 —— —— 1.37135 无水乙醇 1.360701.360901.360801.36090————1.36088无水乙醇方程：y=-9551.1x+13098； 乙酸乙酯方程：y= 9551.1x-12998。
根据所测得实验过程中的折光率，查上图的工作曲线，可得下表2。
二、未知液的组成溶液沸点/℃ 液相气相 n 1 n 2 n 3 n 平均校正 x 乙酸乙酯 n 1 n 2 n 3 n 平均校正 y 乙酸乙酯 0.05 77.431.36111.3611 1.3612 1.361213 0.022286 1.3628 1.3624 1.3624 1.362113 0.156001 0.20 75.05 1.362 1.3619 1.3621 1.36208 0.105062 1.3634 1.3634 1.3636 1.363647 0.245145 0.30 73.99 1.3626 1.3626 1.3624 1.362947 0.156001 1.3647 1.3649 1.3647 1.36518 0.369309 0.40 73.06 1.3633 1.3632 1.3634 1.363813 0.229226 1.3653 1.3652 1.3653 1.366713 0.417065 0.50 72.46 1.3646 1.3645 1.3647 1.36468 0.353391 1.3659 1.3657 1.3657 1.368247 0.46482 0.6072.121.36591.36581.3661.3655470.4775551.3661.36621.36621.369780.4998410.70 71.97 1.36731.36721.3671.3664130.5985361.36691.36681.36681.3713130.5666990.95 74.4 1.369 1.369 1.36941.367280.7863741.36891.36891.3691.3728470.767272用上表所得的数据绘制作图如下：由上图中读出其最低恒沸点为71.97℃，乙酸乙酯摩尔分数为0.5285。