二组分溶液沸点—组成图的绘制实验报告
实验名称:
二组分溶液沸点——组成图的绘制
班级:09级应化一班 学号:0120
报告人:裴哲民
同组人:匡江梅,李琪瑶,潘齐常,陈斌,梁细莲
实验时间:2011年9月16日
辅导老师:李传华
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. 基本原理
在一定的外压下,纯液体的沸点是恒定的,但对于完全互溶双液系,沸点不仅与外
压有关,而且还与其组成有关,并且在沸点时,平衡的气-液两相组成往往不同。根据相
律:F=C-P+2,一个气液共存的二组分体系,其自由度为2,只需再任意确定一个变量,
其自由度就减为1,整个体系的存在状态就可以用二维图来描述。本实验中采用在一定
压力下,作出体系的温度T和组分x的关系图,即T-x图。
完全互溶体系的T-x图可分为三类:①液体与Raoult定律的偏差不大,在T-x图上,
溶液的沸点介于两种纯液体的沸点之间(图),如苯-甲苯系统;②由于两组分的相互作
用,溶液与Raoult定律有较大的负偏差,在T-x图上存在最高沸点(图),如卤化氢-水系
统;③ 溶液与Raoult定律有较大的正偏差,在T-x图上存在最低沸点(图),如乙醇-水
系统。②和③类溶液,在最高或最低沸点时的气-液两相组成相同,这些点称为恒沸点,
此浓度的溶液称为恒沸点混合物,相应的温度称为恒沸温度,相应的组成称为恒沸组成。
本实验所要测绘的环己烷-乙醇体系即属于第二类溶液。对于一个组成恒定的封闭系
统,当系统达到气液平衡温度时,气液两相的组成和温度恒定不变,以此便能得到该温
t/℃
t/℃
t/℃
A A A B
B B
xB (a) xB (b) 气 气 气 液 液 液 x
B
(c)
度下的平衡气-液两相组成的一对坐标。依次改变系统的组成就能得到一系列的平衡气-
液两相组成坐标点,用光滑曲线连接即成相图。
实验所用的沸点仪结构如图2,冷凝管底部的小球用以收集冷凝下来的气相样品。
电热丝直接浸入溶液中加热可避免暴沸现象,温
度计外的小玻璃罩有利于降低周围环境可能造
成的温度计读数波动。平衡时气-液两相组成的分
析用的是折射率法,因为溶液的折射率与其组成
有关。若在一定温度下,测得一系列已知浓度溶
液的折射率,作出该温度下溶液的折射率-组成工
作曲线,就可通过测量同温度下的未知浓度溶液
的折射率得到此溶液的浓度。因折射率是温度的
函数,测定时必须严格控制阿贝折光仪的测量温
度。
三、实验仪器和试剂
仪器:蒸馏瓶,阿贝折光仪,超级恒温槽,移液
管两支,精密数字温度计,滴管若干,吸球。
试剂:环己烷(AR),无水乙醇(AR)。
丙酮、重蒸馏水、80%、60%、40%、20%环己烷—-
乙醇标准混合液;这种组成的环己烷—乙醇混合液。
四、实验步骤(环己烷中加入乙醇)
1.工作曲线的测定:测定沸点与组成的关系:使用折光率仪测量纯
环己烷,纯乙醇,80%、60%、40%、20%环己烷—-乙醇标准混合液相
应的折光率。以折射率对浓度作图,即可绘制工作曲线。
2. 一定组成环己烷——乙醇混合液沸点及气液两相折射率的测定。
按图装好装置后,加入药品,环己烷/乙醇:、、、、、、、、,再
加入几小块沸石,加热回流。
3.待温度读数稳定后,将蒸馏瓶稍稍倾斜,使小槽中的冷凝回流
蒸气瓶,发福倾倒三次,待小槽收集满后,记下沸点温度,停止加热,
1
2
3
4
5
6
图2. 沸点仪结构简图
1.辅助温度计;2.测量温度计;
3.加料口;4.加热丝;5.冷凝液
取样口;6.盛冷凝液的小球
立即取出小槽中的气相样品,测其折光率。同时用另一短取样管从磨
口取出少量液相混合物测其折光率。
4.测完气、液相折光率后,将混合物从磨口倒回原试剂瓶中,不
必弄干蒸馏瓶,继续取下一号混合液进行实验。直到做完为止。
5 实验注意事项:
(1)、 加热电阻丝一定要被欲测液体浸没,否则通电加热时可能会引起有
机液体燃烧;所加电压不能太大,加热丝上有小气泡逸出即可;温度计的水银球
不要直接碰到加热丝。
(2)、 一定要使体系达到气液平衡,即温度读数要稳定,然后再取样;先停
止通电再取样。
(3)、 注意保护阿贝折射仪的棱镜,不能用硬物触及(如滴管),擦拭棱镜
需用擦镜纸。
五.实验结果及数据处理:
环己烷百分比及折光率
% 0 20 40 60 80 100
环己烷
0.00.20.40.60.81.0
1.36
1.37
1.38
1.39
1.40
1.41
1.42
1.43
折
光
率
环己烷百分比
工作曲线
混合液编号 混合液近似组成% (环己烷) 温度 ℃ 气相冷凝液分析 液相分析
折光率 %(mol)环己烷 折光率 %(mol)环己烷
1 100 75
2 97
3 92
4 80
5 60
6 50
7 30
8 15
9 3
10 0
据实验所记录的数据及工作曲线可得:
64666870727476
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
环
己
烷
的
百
分
比
(
1
0
0
%
)
温度 (摄氏度)
气相
液相
六、误差分析:
根据物理化学手册得其恒沸点为 ℃ 组分为
实验所得为恒沸点为℃组分为
误差不是很大
1. 本实验的主要误差来源:给双液体系加热而产生的
液相的组成并不固定,而且加热的时间长短不十分固定,因此而使测
定的折光率产生误差。另外,温度计水银球的位置并不固定,有时比
较靠近电热丝,测得的温度稍微偏高。
2. 实验时测定气相折射率时不够迅速,导致温度
波动较小,温度变化不大,使得气相蒸馏挥发出去。
双液相图 (2)
从工作曲线上查得相应的组成,获得沸点与 组成的组成。
七、思考题
1. 沸点仪中的小球体积过大或过小,对测量有何影响?
2. 若在测定时,存在过热或分馏作用,将使测得的相 图图形产生什么变化?
I. 将组成不同的系统逐次置于沸点仪中,加热至沸 腾,在气液两相达平衡,测定其沸点
II. 用数字阿贝折射仪测定达到平衡的两相组成 III. 分别将沸点下的气相点和液相点连成气相线和液
相线,就得到完全互溶双液系的t-x相图。
二、实验原理(4)
本实验采用的环己烷(B)-乙醇(A) 系统是完全互溶的二组分系统, 其沸点-组成图属于具有最低恒 沸点的类型。
用针管从支管加入20mL乙醇溶液于烧瓶中,接通冷凝 水和电源,调节调压器加热电压到20V左右。将液体 缓缓加热,当液体沸腾后,待毛细管中出现均匀小泡状 的冷凝液往烧瓶中从底部回流,开始记录温度。反复 2—3次,待温度稳定后记下沸点,停止通电,充分冷 却后,测定折射率。
四、实验步骤(5)
4. 测定相应溶液的沸点及平衡时气—液两 相的折射率
附2:阿贝折射仪的使用:
◦ 1、将折射仪与超级恒温器相连接,并调节好水温进行恒温并 通入恒温水。
◦ 2、当温度恒定时,打开棱镜,滴一两滴丙酮在镜面上,合上两 棱镜,使镜面全部被丙酮润湿再打开,用镜头纸吸干,然后用重 蒸馏水或已知折射率的试剂滴在标准玻璃块上来校正标尺刻 度。
◦ 3、测定时拉开棱镜把待测液体滴在洗净擦干了的棱镜上,合 上棱镜进行观察。如样品很容易挥发,可把样品由棱镜间小 槽滴入。
3. 按所得相图,讨论环已烷-乙醇溶液蒸馏时的分离 情况。
4.在本实验中,气、液两相是怎样达到平衡的?如何 判定气-液相已达平衡?
实验七 双液系气液平衡相图的测绘
实验七、双液系气—液平衡相图的测绘专业:11化学姓名:赖煊荣座号:32 同组人:黄音彬时间:2013.12. 3Ⅰ、目的要求1.测定相应组成时的沸点并制作常压下环已烷—无水乙醇双液系的平衡相图。
2.从沸点组成图了解分馏原理。
3.了解沸点的测定技术,掌握两组分液体沸点的测定方法。
4.掌握折光率与组成的关系及阿贝折光仪的使用方法。
Ⅱ、基本原理一、气—液相图两种液态物质混合而成的二组分体系称为双液系。
两个组分若能按任意比例互相溶解,称完全互溶双液系。
液体的沸点是指液体的蒸气压与外压相等时的温度。
在一定的外压下,纯液体的沸点有其确定值。
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。
根据相律:自由度=组分数-相数+2 。
因此,一个以气—液共存的二组分体系,其自由度为2。
只要任意再确定一个变量,整个体系的存在状态就可以用二维图形来描述。
在T—x相图上,还有温度、液相组成和气相组成三个变量,但只有一个自由度。
一旦设定某个变量,则其它两个变量必有相应的确定值。
二、沸点测定仪沸点仪的构造特点满足:正确测定沸点、便于取样分析、防止过热及避免分馏等。
如图2,是一只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。
溶液中事先加入沸石以减少溶液沸腾时的过热现象及防止暴沸。
三、组成分析本实验选用的环已烷和乙醇,两者折光率相差颇大,而折光率测定又只需少量样品,平衡体系两相组成的获得由事先测得的折光率——组成的工作曲线查得。
折光仪的原理及使用详见参考资料。
Ⅲ、仪器与试剂沸点测定仪一套,普通温度计一支、超级恒温器一套(配接触点温度计、温度计各一支),酒精灯一个、铁架台一附、阿贝折光仪一台、长滴管、烧杯、移液管、擦镜纸等。
环已烷(分析纯)、无水乙醇(分析纯)、丙酮(分析纯)、重蒸馏水等。
Ⅳ、实验步骤1.联接超级恒温器与阿贝折光仪。
调节超级恒温器恒温水浴温度为设定温度25℃,与阿贝折光仪温度一致。
双液系的气—液平衡相图
实验五双液系的气—液平衡相图一、实验目的1、绘制在标准压力下乙醇-正丙醇体系的沸点组成图,并确定其恒沸点及恒沸组成;2、熟练掌握测定双组分液体沸点的方法及用折光率确定二组分物系组成的方法;3、掌握超级恒温槽、阿贝折射仪、气压计等仪器的使用方法。
二、实验原理1、相图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,如环已烷-乙醇、正丙醇-乙醇体系都是完全互溶体系。
若只能在一定比例范围内溶解,称为部分互溶双液系,例苯-水体系。
在完全互溶双液系中,有一部分能形成理想液态混合物,如苯-甲苯系统,二者的行为均符合拉乌尔定律,但大部分双液系是非理想液态混合物,其行为与拉乌尔定律有偏差。
液体的沸点是指液体的蒸气压与外界压力相等时的温度。
在一定外压下,纯液体的沸点有其确定值,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。
双液系两相平衡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(或t)-组成(x)图,即T(或t)—x图。
它表明了沸点与液相组成和与之平衡的气相组成之间的关系。
在恒定压力下,二组分系统气液达到平衡时,其沸点-组成(t-x)图分三类:(1)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。
如苯-甲苯系统,此时混合物的行为符合拉乌尔定律或对拉乌尔定律的偏差不大。
如图5-1(a)所示。
(2)有最低恒沸点体系,如环已烷-乙醇体系,t—x图上有一个最低点,此点称最低恒沸点,在此点相互平衡的液相和气相具有相同的组成,此时混合物的行为对拉乌尔定律产生最大正偏差,如图5-1(b)所示。
对于这类的双液系,用分馏法不能从溶液中同时分离出两个纯组分。
(3)有最高恒沸点体系,如氯仿-丙酮体系,t—x图上有一个最高点,此点称最高恒沸点,在此点相互平衡的液相和气相具有相同的组成,此时混合物的行为对拉乌尔定律产生最大负偏差,如图5-1(c)所示。
二组分气-液平衡相图的测定
二组分气-液平衡相图的测定相图系指系统的相平衡状态图。
相图用图解的方法研究系统的相平衡行为,是相平衡热力学研究的重要手段之一。
相律只能给出系统的独立组分数、平衡共存相数和自由度数,而相图可以给出更加详尽得多的信息。
利用相图提供的信息,化学工程师可以进行工程(如精馏塔)设计及工艺操作(如利用盐-水系统相图进行盐类的精制);可以进行精馏分离或制备具有精确组成的标准样品(如恒沸蒸馏混合物);可以利用区域熔炼技术把金属提纯到极高的纯度,也可以把有机混合物或高分子混合物按照相对分子质量进行重新排布;利用二组分气-液平衡实验数据,结合实际溶液知识,可以测量实际溶液中溶剂或溶质的活度及活度因子。
合金相图是合金冶炼、金属热处理和表面处理的理论依据。
利用相图还可以估算纯组分的相变焓。
实验目的1.了解蒸馏法绘制具有恒沸点的二组分气-液平衡相图的原理与方法;2.了解阿贝折光仪的工作原理及样品折光指数的测量方法;3.用蒸馏法绘制无水乙醇-环己烷二组分气-液平衡相图。
实验原理由于系统性质的千差万别,系统的相图也各不相同。
大部分相图都靠实验测定。
目前,实验上测定相图的方法主要有三种:1、冷却曲线法(又称热分析法),此法一般用于具有较高相变温度的系统(如金属和合金相图)。
2、溶解度法,此法一般用于部分互溶凝聚系统(如苯胺和水的相图)。
3、蒸馏法,此法一般用于气-液平衡系统(如乙醇-苯相图)。
对于气-液平衡系统,按照蒸馏条件的不同,可分为蒸气压~组成图,即p~x图(恒温蒸馏)和沸点~组成图,即t~x图(恒压蒸馏)。
本实验测定常压下乙醇-环己烷的沸点~组成图,即t~x图。
因此,本实验的技术关键是如何正确测量所给系统的相平衡温度(沸点)和相平衡组成(气相组成,液相组成)。
仪器和药品平衡蒸馏仪一套(见图3-15);阿贝折光仪(附带超级恒温水浴);自偶调压器一台;放大镜一只;量筒、移液管、滴管等;环己烷(A·R);无水乙醇(A·R)。
物化实验报告_双液系的气液平衡相图辩析
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
3)取样后的滴管不能倒置。
4)取气相冷凝液的同时,停止加热。待被测液相溶液冷却后测其折射率。
5)使用阿贝折射仪时,棱镜行不能触及硬物(特别是滴管)。棱镜上加入被测溶液后立
即关闭镜头。实验中必须使用同一台阿贝折射仪。
6)实验过程中必须在沸点仪的冷凝管中通入冷却水,使气相全部冷凝。
3结果与讨论
3.1原始实验数据
2.药品
环己烷(分析纯;20℃时密度:0.778-0.779g/ml;Mr=84.16)、
无水乙醇(分析纯;20℃时密度:0.789-0.791g/ml;Mr=46.07)
各种浓度的环已烷—乙醇混合溶液。
2.2实验条件
表1实验条件记录
实验前温度实验前大气压实验前空实验后温度实验后大气压实验后空
(℃)气湿度(℃)气湿度
(kPa)(kPa)
17.8102.7835%19.1102.7935%
2.3实验操作步骤及方法要点
1.测定溶液的折射率
用阿贝折射仪测定环己烷、无水乙醇以及由环已烷—乙醇组成的标准溶液的折射率,作
折射率对组成的工作曲线。折射仪使用方法见仪器5。
2.检查待测样品的浓度
在通电加热之前,检查沸点仪内的待测样品的浓度是否合适。若浓度不符合要求,则加
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。
双液系气液平衡相图-物理化学实验
一、实验目的1、绘制在标准大气压下乙酸乙酯-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、掌握用折射率确定二元液体组成的方法二、实验仪器FDY沸点测定仪1只;丙酮(分析纯);玻璃水银温度计(50~100℃,分度值0.1℃)1支;玻璃漏斗(直径5cm)1只;称量瓶(高型)10只;调压变压器(0.5kV·A)1只;长滴管10条;阿贝折射仪(棱镜恒温)1只;带橡皮塞试管(5cm3)20只;烧杯(50 cm3、250 cm3)各一只;乙酸乙酯(分析纯);重蒸馏水;无水乙醇(分析纯);冰。
三、实验原理1、完全互溶双液系的沸点-组成(T-x)(1) 理想的双液系:溶液沸点介于两纯物质沸点之间;(2) 具有恒沸点的双液系:①各组分对拉乌尔定律发生负偏差,其溶液有最高沸点;②各组分对拉乌尔定律发生正偏差,其溶液有最低沸点。
双液系的T-x图如下图所示:(a)为理性的双液系;(b)为各组分对拉乌尔定律发生正偏差,溶液有最低沸点;(c)为各组分对拉乌尔定律发生负偏差,溶液有最高沸点。
实验报告内容:一实验目的二实验仪器三实验原理四实验步骤五、实验数据和数据处理六实验结果七.分析讨论八.思考题2、沸点测定仪本实验所用沸点仪是一只带回流冷凝管的长颈圆底烧。
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。
电热丝直接加热液体以减少溶液沸腾时的过热现象及防止瓶暴沸。
小玻璃管有利于降低周围环境对温度计读数可能造成的波动。
3.组成分析本实验选用的乙酸乙酯和乙醇两者折射率相差颇大,而折射率测定又只需要少量样品,所以可用折射率-组成工作曲线来测得平衡体系的两相组成。
4、相图的绘制为了绘制二元双液系的T-x图,需在气液相达平衡后,同时测定气相组成、液相组成和溶液沸点。
实验装置图如图所示:四、实验步骤(1) 安装沸点仪并接通冷凝水;(2) 将乙醇加入沸点仪内,加热至缓慢沸腾(3) 记录乙醇的沸点(4) 测定乙醇的折射率(5) 加入不同摩尔分数的乙酸乙酯-乙醇溶液(6) 记录沸点(7) 吸取气相冷凝液、液相冷凝液测定折射率(8) 将溶液倒入回收瓶(9) 绘制曲线五、实验数据和数据处理室温:25℃大气压:100kPa M无水乙醇=46.07g/mol、M乙酸乙酯=88.11g/mol ρ无水乙醇=0.79g·mol-1ρ乙酸乙酯=0.902g·mol-1无水乙醇体积(ml) 乙酸乙酯体积(ml) 乙酸乙酯浓度(mol%)折射率n90 10 0.063 1.36380 20 0.131 1.36470 30 0.206 1.36560 40 0.287 1.36650 50 0.377 1.36740 60 0.476 1.36830 70 0.585 1.36920 80 0.707 1.37010 90 0.845 1.371 根据乙酸乙酯浓度与折射率,作图如下:添加直线拟合线及拟合方程,由拟合方程式可知:x=(y-1.3626)/0.0104室温:25℃大气压:100kPa混合体系沸点气相冷凝液折射率n 液相冷凝液折射率n 气相组成液相组成78 -- --0 076.8 1.3635 1.3626 0.0865 0.000076.2 1.3642 1.3629 0.1538 0.028875.5 1.3648 1.3632 0.2115 0.057774.7 1.3655 1.3635 0.2788 0.086574 1.3663 1.3642 0.3558 0.153873.3 1.3668 1.3651 0.4038 0.240472.6 1.3673 1.3659 0.4519 0.317372 1.368 1.3672 0.5192 0.442372.7 1.3695 1.3701 0.6635 0.721273.4 1.3697 1.3703 0.6827 0.740474.8 1.3703 1.3709 0.7404 0.798175.5 1.3708 1.3712 0.7885 0.826976.2 1.3713 1.3715 0.8365 0.855876.7 1.3716 1.3717 0.8654 0.875077 -- -- 1 1 查询数据可知:无水乙醇沸点:78℃乙酸乙酯沸点:77℃;由图可知在液相组成时,混合体系沸点76.8℃对应的值为0.0000;此数值属于误差,应当剔除。
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。
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。
二元液系相图的绘制实验报告
二元液系相图的绘制实验报告指导老师:实验时间:姓名:学号:专业:实验目的:1、掌握阿贝折射仪的使用方法,通过测定混合物的折射率确定其组成。
2、学习常压下完全互溶双溶液系统气-液平衡相图的测绘方法,加深对相律、恒沸点的理解。
实验原理由液态物质混合而成的二组分系统称为双液系统。
当纯液态或液态混合物的蒸气压与外压相等时,液体就会沸腾,此时气-液两相平衡,所对应的温度就称图。
为沸点。
表示定压下双液系统气-液两相平衡时温度与组成关系的图称为T-xB本实验以环己烷-异丙醇为体系, 利用回流冷凝方法绘制相图。
实验采用沸点仪,加热不同组成的乙醇-环己烷的混合液至沸腾,通过冷凝管冷凝作用在沸点仪的小玻璃槽中收集气相冷凝液,则沸点仪中的蒸馏瓶中的留存物即为液相。
用阿贝折射仪测定两相折光率,读取数据,然后绘制T-x图。
B仪器与试剂WAY型阿贝折射仪一台,超极恒温水浴一台,带有冷凝管的沸点仪一支,电加热套一个,数字式温度计一台,长、短胶头滴管个一支,100ml量筒一个,3%、15%、30%、50%、60%、70%、80%、92%、97%的环己烷溶液各一瓶。
实验步骤1、记录实验室大气压。
2、将阿贝折射仪与超极恒温水浴相连,打开恒温水浴电源开关,调节水浴温度至实验要求值(280C)。
3、测定体系的沸点与组成的关系。
安装好沸点仪,打开冷却水,由进样口加入25ml的3%的环己烷溶液,用电加热套供热,使沸点仪中溶液沸腾,并通过调整沸点仪与电加热套的距离控制适宜的回流高度。
将袋状部的最初冷凝液体倾回蒸馏器,并反复2~3次,待溶液沸腾且回流正常,温度读数基本稳定后,记录溶液沸点。
4、将沸点仪从电加热套中移开,用长吸管从气相冷凝液取样口吸取气相样品,并迅速滴入阿贝折射仪中,测其折射率ng5、将阿贝折射仪镜面用洗耳球吹干,用另一支短吸管从沸点仪进样口吸取一滴溶液,测其折射率n.16、分别取25ml的3%、15%、30%、50%、60%、70%、80%、92%、97%的环己烷溶液,按照上述步骤分别测溶液沸点、折射率n g 、、折射率n 1.注意事项1、实验中可通过调节电加热套的温度或调整沸点仪的高度控制回流速度的快慢,一般控制回流高度在1.5cm 左右。
