二组分体系气-液平衡相图

图一 环己烷－乙醇体系的温度－组成相图
二组分气液相图作法如下：用沸点仪（图二）测定乙醇－环己烷各种组成的沸点，用折射仪测 定沸点时气相冷凝液和液相的折射率，根据折射率－组成的标准曲线（图三）用内插法求出气相组 成和液相组成。
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2008-4-22
二组分体系气-液平衡相图
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二组分体系气-液平衡相图
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五．数据处理
1．根据沸点数据以及从折射率－组成曲线内插得到气液组成；
乙醇－环己烷溶液不同组成的沸点及气、液组成
加入量
T
n液
n气
液相组成
气相组成
20ml乙醇 加1。5环己烷 加2.0环己烷 加2.0环己烷 加8.0环己烷 加10.0环己烷 加10.0环己烷 加10.0环己烷
△，此例为减去0.0006。用环己烷（
n
D 25
＝1.4326）校正零点也是同样。
3．测定乙醇－环己烷溶液不同组成时的沸点及此时（气液平衡）气、液相的组成。待上述无水 乙醇冷却至近于室温或不烫手时，加1.5ml环己烷至无水乙醇中，测定沸点并测沸腾时气、液组成。 再 依 次 加 入 环 己 烷 2.0、2.0、8.0、10.0、10.0、10.0ml 至 无 水 乙 醇 中，分 别 测 其 沸 点 和 气、液 相 组 成。
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环己烷－乙醇溶液不同组成的沸点及气、液组成
加入量
T
n液
n气
液相组成
气相组成
25ml环己烷
加0.5乙醇
加0.5乙醇
加0.5乙醇
加1.0乙醇
加1.0乙醇
加2.0乙醇
加5Βιβλιοθήκη Baidu0乙醇
2．画出乙醇－环己烷气液相图。如果时间不够，每组可画出相图的一半。
六．思考题
1.实验时，若所吸取的蒸气冷凝试样挥发掉了，是否需要重新配制溶液？ 2.沸点仪中盛气相冷凝液的小球体积过大或过小对测量有何影响？ 3.该体系用普通蒸馏办法能同时得到两种纯组分吗？为什么？
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图二 沸点仪
图三 乙醇－环己烷体系折射率－组成标准曲线图
这样，一个纵坐标（沸点值）对应两个横坐标（气相和液相组成），如图中的X……X，；连接 各点画出气相线和液相线，以纯乙醇、纯环己烷和共沸物为端点连成封闭曲线。
三．仪器与试剂
沸点仪1套；2KVA0～250V自耦调压变压器1台；温度计1支；阿贝折光仪1台；试管与滴管；无 水乙醇（二级）；环己烷（二级）。
四．实验步骤
1．测定纯液体（以乙醇为例）的沸点：自沸点仪支管加入20ml无水乙醇。塞紧瓶塞，将加热 丝浸没在液体中，调节温度计水银球一半浸在液体里，一半露于蒸汽中。开启冷凝水，接通电源， 调节变压器电压自零开始缓缓增大（不要超过20V），液体受热升温，加热丝附近气泡逐渐增多， 温度计汞柱上升至稳定值，就是沸点，读准至0.1℃。
4．同法测定环己烷－乙醇不同组成的沸点及其相应的气、液组成。在沸点仪先加入25ml环己 烷，测定沸点，然后依次加入无水乙醇0.5、0.5、0.5、1.0、1.0、2.0、5.0ml，分别测定沸点和气、 液组成。
判断沸点的准则：温度计汞柱上升明显变缓；液体发生大量气泡；蒸汽冷凝得到的液体很快充 满支管。此时一手握住台架，一手扶好台架底座，倾斜沸点仪，将支管中冷凝液倒回液体中（此步 骤简称“回流”），，立即读温度计示值，反复回流数次待温度计示值稳定，就是沸点。
二组分体系气-液平衡相图
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二组分体系气-液平衡相图
一．实验目的
1．根据实验数据绘制恒压下二组分体系的气液相图，理解相图中点、线、面的意义，理解组 分、相和自由度的概念；
2．了解和掌握折射仪的原理和使用方法。
二．实验原理
乙醇和环己烷完全互溶，溶液性质与理想溶液相差甚远。相图如图一所示，纵坐标为温度，横 坐标为环己烷的摩尔分数。标准大气压（101.325kPa）下纯乙醇（横坐标为0）和环己烷（横坐标 100％）的沸点分别为78.6和81.5℃。气相线上方为气态，液相线下方为液态，气相线和液相线之间 为气液平衡，二线之交点为最低恒沸点混合物，标准大气压下共沸物的沸点和组成是64.8℃、57％ （环己烷摩尔分数）。
2．与此同时另一同学练习折射仪的用法并测定折射仪标尺零点，钠黄光D线（波长589.26nm）
通过25℃的无水乙醇，折射率应为 n D ＝1.3594（文献值），如果25℃实测值为1.3600，则1.3600－
1.3594=0.0006 表 明 标 尺 零 点 有 正 误 差，应 予 校 正，校 正 值 △ ＝ － 0.0006，实 验 中 每 次 测 定 应 加 上
参考文献：
［1］周怀申，韩世钧，《化学工程》，5,21（1980）。 ［2］F. Daniels, R. Albert, J. W. Williams, C. D. Cornwell, P. Bender, J. E. Harriman, Experimental Physical Chemistry, 7th edn., McGraw-Hill Inc., New York(1975)。 ［3］傅献彩，沈文霞，姚天扬编，《物理化学》，上册，第四版，高等教育出版社（1990）。 ［4］顾菡珍、叶于浦，相平衡和相图基础，北京大学出版社（1991）。