环己烷-水-乙醇三元液系相图测定实验
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？
环己烷乙醇恒压气液平衡相图绘制
环己烷—乙醇恒压气液平衡相图绘制一 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101.325 kPa 下的沸点-组成的相图。
2. 掌握阿贝折射仪的原理和使用方法。
3．掌握水银温度计与大气压力计的校正与使用方法。
二 实验原理液体混合物中各组分在同一温度下具有不同的挥发能力。
因而，经过气液间相变达到平衡后，各组分在气、液两相中的浓度是不相同的。
根据这个特点，使二元混合物在精馏塔中进行反复蒸馏，就可分离得到各相应的纯组分。
为了得到预期的分离效果，设计精馏装置必须掌握准确的气液平衡数据，也就是平衡时的气、液两相的组成与温度、压力间的依赖关系。
大量工业上重要的系统的平衡数据，很难由理论计算，必须由实验直接测定，即在恒压（或恒温）下测定平衡的蒸气与液体的各组成。
其中，恒压数据应用更广，测定方法也较简便。
恒压测定方法有多种，以循环法最普遍。
循环法原理的示意图见图2-20。
在沸腾器P 中盛有一定组成的二元溶液，在恒压下加热。
液体沸腾后，逸出的蒸气经完全冷凝后流入收集器R 。
达一定数量后溢流，经回流管流回到P 。
由于气相中的组成与液相中不同，所以随着沸腾过程的进行，P 、R两容器中的组成不断改变，直至达到平衡时，气、液两相的组成不再随时间而变化，P 、R 两容器中的组成也保持恒定。
分别从R 、P 中取样进行分析，即得出平衡温度下气相和液相的组成。
图2-20 循环法原理示意图本实验测定的环己烷——乙醇二元气液恒压相图，如图2-21所示。
图中横坐标表示二元系的组成（以B 的摩尔分数表示），纵坐标为温度。
显然曲线的两个端点t 、t 即指在恒压下纯A 与纯B 的沸点。
若溶液原始的组成为x ∗A ∗B 0，当它沸腾达到气液平衡的温度为t 1时，其平衡气液相组成分别为y 1与x 1。
用不同组成的溶液进行测定，可得一系列t-x-y 数据，据此画出一张由液相线与气相线组成的完整相图。
图2-21的特点是当系统组成为x e 时，沸腾温度为t e ，平衡的气相组成与液相组成相同。
环己烷-乙醇体系的气液平衡相图的测定
表7-3环己烷-乙醇标准溶液折光率测定结果环己烷的折光率摩尔分数 1 2 3 平均值0 1.3585 1.3582 1.3589 1.35850.1 1.3630 1.3627 1.3629 1.36290.2 1.3650 1.3689 1.3680 1.36730.3 1.3733 1.3766 1.3765 1.37550.4 1.3845 1.3846 1.3843 1.38450.5 1.3876 1.3872 1.3874 1.38740.6 1.4012 1.4010 1.4013 1.40120.7 1.4098 1.4104 1.4093 1.40980.8 1.4170 1.4176 1.4173 1.41730.9 1.4205 1.4204 1.4206 1.42051 1.4220 1.4215 1.4217 1.4217回归方程:摩尔分数-折光率n28.5D=0.0711*X环己烷+1.3560r=0.9905表7-1环己烷-乙醇标准溶液折光率测定结果环己烷的0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.00 摩尔分数折光率 1.3585 1.3629 1.3673 1.3755 1.3845 1.3874 1.4012 1.4098 1.4173 1.4205 1.4217回归方程:摩尔分数-折光率n28.5D=0.0673*X环己烷+1.3582r=0.9958表7-1（1）不同组成的环己烷-乙醇溶液折光率测定结果液体大约组成（ml）气压沸点tA折光率n28.5D 乙醇环己烷（kPa）（℃）气相液相20.00 0.00 101.41 77.5 - -0.50 101.40 75.0 1.3665 1.35871.00 101.40 72.8 1.3843 1.36042.00 101.41 69.9 1.3889 1.3621 4.00 101.40 66.5 1.3941 1.3678 12.00 101.40 64.3 1.3978 1.3828纯水测量值- - 1.3318 文献值 1.3321 校正值0.0003表7-1（2）不同组成的环己烷-乙醇溶液折光率校正后结果液体大约组成（ml）气压t沸折光率n28.5D X环己烷乙醇环己烷（kPa）（℃）气相液相气相液相20.00 0.00 101.325 77.47 - - 0.0000 0.00000.50 101.325 74.97 1.3668 1.3590 0.1477 0.03801.00 101.325 72.77 1.3846 1.3607 0.3980 0.06192.00 101.325 69.87 1.3892 1.3624 0.4627 0.0858 4.00 101.325 66.47 1.3944 1.3681 0.5359 0.1660 12.00 101.325 64.28 1.3981 1.3831 0.5879 0.3769表7-3（1）不同组成的环己烷-乙醇溶液折光率测定结果液体大约组成（ml）气压沸点tA折光率n28.5D 环己烷乙醇（kPa）（℃）气相液相20.00 0.00 101.41 79.40.20 101.40 79.0 1.4081 1.4219 0.40 101.40 74.0 1.4003 1.42070.60 101.41 66.9 1.3995 1.4181.00 101.40 64.5 1.4001 1.4182 1.20 101.40 63.8 1.4000 1.4111纯水测量值- - 1.3324 文献值- - 1.3321 校正值- - -0.0003表7-3（2）不同组成的环己烷-乙醇溶液折光率校正后结果液体大约组成（ml）气压t沸折光率n28.5D X环己烷环己烷乙醇（kPa）（℃）气相液相气相液相20.00 0.00 101.325 79.37 1.000 1.000 0.20 101.325 78.97 1.4078 1.4216 0.7415 0.9465 0.40 101.325 73.97 1.4000 1.4204 0.6256 0.92870.60 101.325 66.87 1.3992 1.4177 0.6137 0.88861.00 101.325 64.48 1.3998 1.4179 0.6226 0.8915 1.20 101.325 63.78 1.3997 1.4108 0.6211 0.7860表7-2不同组成的环己烷-乙醇溶液折光率及含量的测定结果液体大约组成（ml）气压t沸折光率n28.5D X环己烷乙醇环己烷（kPa）（℃）气相液相气相液相20.00 0.00 101.325 77.47 - - 0.0000 0.00000.50 101.325 74.97 1.3668 1.359 0.1477 0.03801.00 101.325 72.77 1.3846 1.3607 0.3980 0.06192.00 101.325 69.87 1.3892 1.3624 0.4627 0.0858 4.00 101.325 66.47 1.3944 1.3681 0.5359 0.1660 12.00 101.325 64.28 1.3981 1.3831 0.5879 0.37691.2020.00 101.325 63.78 1.3997 1.4108 0.6211 0.78601.00 101.325 64.48 1.3998 1.4179 0.6226 0.8710 0.60 101.325 66.87 1.3992 1.4177 0.6137 0.8886 0.40 101.325 73.97 1.4000 1.4204 0.6256 0.9287 0.20 101.325 77.97 1.4078 1.4216 0.7415 0.9465 0.00 101.325 79.37 - - 1.0000 1.0000。
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。
双液系实验报告
双液系的气液平衡相图1.引言1.1实验目的本实验采用沸点仪测定常压下环己烷—乙醇的气液平衡相图；掌握阿贝折射仪的使用方法。
1.2 实验原理将两种蒸气压不同的挥发性液体混合，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(1)类混合物可用一般精馏法分理处这两种纯物质，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[1]为了测定二元液系的T—x图，需在气液两相达到平衡后，同事测定溶液的沸点、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，本实验采用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时的温度。
气相经冷凝后贮存在小泡内。
图2 沸点仪[1]2. 实验操作2.1 实验用品沸点仪、XT—600S60KT调压器、阿贝折射仪、超级恒温槽、数显温度计、胶头滴管、锥形瓶（带瓶塞），电子分析天平、洗耳球、10 mL移液管。
双液系气液平衡相图-学生用
冷凝液蒸汽RP 物理化学实验环己烷—乙醇恒压气液平衡相图绘制一、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101325Pa 下的沸点-组成的相图。
2、 掌握阿贝折射仪的原理和使用方法。
3、 掌握水银温度计与大气压力计的校正与使用方法。
二、实验原理液体混合物中各组分在同一温度下具有不同的挥发能力。
因而，经过气液间相变达到平衡后，各组分在气、液两相中的浓度是不相同的。
根据这个特点，使二元混合物在精馏塔中进行反复蒸馏，就可分离得到各纯组分。
为了得到预期的分离效果，设计精馏装置必须掌握精确的气液平衡数据，也就是平衡时的气、液两相的组成与温度、压力间的依赖关系。
大量工业上重要的系统的平衡数据，很难由理论计算，必须由实验直接测定，即在恒压（或恒温）下测定平衡的蒸汽与液体的各组分。
其中，恒压数据应用更广，测定方法也较简便。
恒压测定方法有多种，以循环法最普遍。
循环法原理的示意图见图1。
在沸腾器P 中盛有一定组成的二元溶液，在恒压下加热。
液体沸腾后，逸出的蒸汽经完全冷凝后流入收集器R 。
达一定数量后逸流，经回流管流回到P 。
由于气相中的组成与液相中不同，所以随着沸腾过程的进行，P 、R 两容器中的组成不断改变，直至达到平衡时，气、液两相的组成也保持恒定。
分别从R 、P 中取样进行分析，即得出平衡温度下气相和液相的组成。
图 1 循环法原理示意图 图 2 在最低恒沸点的二元气液平衡相图本实验测定的恒压下环己烷-乙醇二元气液平衡相图，如图2所示。
图中横坐标表示二元系的组成（以B 的摩尔分数表示），纵坐标为温度。
显然曲线的两个端点*A t 、*B t 即指在恒压下纯A 与纯B 的沸点。
若溶液原始的组成为0x ，当它沸腾达到汽液平衡的温度为1t 时，其平衡汽液相组成分别为1y 与1x 。
用不同组成的溶液进行测定，可得一系列t −x −y 数据，据此画出一张由液相线与气相线组成的完整相图。
图2的特点是当系统组成为e x 时，沸腾温度为e t ，平衡的气相组成与液相组成相同。
乙醇环己烷双液系气液平衡相图测绘方法改进
乙醇环己烷双液系气液平衡相图测绘方法改进一、本文概述在化学工程领域中，相图测绘是理解物质相互作用和相变行为的重要手段。
特别是对于复杂的双液系体系，如乙醇环己烷体系，精准的相图数据对于工艺设计、优化以及过程控制具有至关重要的意义。
然而，传统的相图测绘方法常常面临操作繁琐、耗时长、误差大等问题，这在一定程度上限制了其在实际应用中的准确性和可靠性。
因此，本文旨在探讨并改进乙醇环己烷双液系气液平衡相图的测绘方法，以提高测量效率和准确性。
本文首先将对传统的相图测绘方法进行回顾和分析，指出其存在的问题和不足。
在此基础上，我们将提出一种改进的相图测绘方法，该方法结合了现代测量技术和数据处理技术，旨在提高相图测绘的自动化程度、减少人为误差，并提升测量结果的精度。
接下来，本文将详细介绍改进后的相图测绘方法的实施步骤和操作细节，包括实验装置的选择、实验条件的控制、数据采集和处理等方面。
我们还将通过具体的实验案例来验证该方法的可行性和有效性。
本文将对改进后的相图测绘方法进行总结和评估，分析其在乙醇环己烷双液系气液平衡相图测绘中的应用前景和潜在价值。
通过本文的研究，我们期望能够为相关领域的科研工作者和工程师提供一种更加高效、准确的相图测绘方法，推动乙醇环己烷等双液系体系在化学工程中的应用和发展。
二、传统乙醇环己烷双液系气液平衡相图测绘方法回顾传统的乙醇环己烷双液系气液平衡相图测绘方法主要依赖于经典的实验技术和数据处理手段。
这一方法通常包括以下几个步骤：需要准备纯净的乙醇和环己烷，以及一个能够精确控制温度的实验装置，如恒温槽。
在恒温条件下，将乙醇和环己烷的混合物置于一个密闭的容器中，使其达到气液平衡状态。
这一过程中，需要定时记录温度和压力的变化，以便后续分析。
接下来，通过色谱、质谱等分析技术，对平衡后的气相和液相成分进行定性和定量分析，从而确定各组分在气液两相中的分布。
然而，这种传统方法存在一些明显的不足。
例如，实验过程耗时较长，且对实验条件（如温度控制精度、容器密封性等）要求较高。
6乙醇—环己烷双液系相图
渤海大学学生实验报告课程名称： 任课教师：实验室名称： 房间号 实验时间： 年 月 日 学院 化学化工与食品安全学院 专业班级 姓名学号同组人实验项目乙醇—环己烷双液系相图 组别实验成绩一、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.绘制乙醇—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.掌握阿贝折光仪的原理及使用方法。
二、实验原理：1.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。
在恒定压力下，表示溶液沸点与组成关系的图称之为沸点—组成图，即所谓的相图。
体系的最低或最高恒沸点即为恒沸温度，恒沸温度对应的组成为恒沸组成。
乙醇—环己烷双液系属于具有最低恒沸点一类的体系。
2.物理学方法折射率的测定是一种间接获取组成的方法。
它具有简便准确的特点。
本实验就是利用回流及分析的方法来绘制相图。
取不同组成的溶液在沸点仪中回流，测定其沸点及气、液相组成。
沸点数据可直接由温度计获得；气、液相组成可通过测其折射率，然后由组成—折射率最后确定。
3.沸点的气压校正：325.101325.10110p t t -⨯=∆ t t t b ∆+=三、实验仪器和试剂：沸点测定仪 1套； 阿贝折射计（包括恒温装置） 1套；移液管（25ml) 1个； 吸液管 2支； 调压变压器 1台； 乙醇（A ·R ） 环己烷（A ·R ） 四、实验装置图：由实验记录数据绘制乙醇-环己烷双液系相图如下：实验结果讨论：本次实验误差主要有两个方面：一是在测定乙醇-环己烷的沸点时，对沸点的记录不够准确，沸点不易判断；二是测完折光率后在坐标图上查气液相组成时由于图纸太大使得横纵坐标可能对应不够准确。
其余各过程做的较好。
八、思考题：1.操作步骤中，在加入不同数量的各组分时，如发生了微小的偏差，对相图的绘制有无影响？为什么？答：加入各组分时，如发生了微小的偏差，对相图的绘制无影响，因为最终液体的组成是通过对折光率的测定，在工作曲线上得出，所以无影响。
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环己烷-水-乙醇三元液系相图测定实验
环己烷-水-乙醇是一个常见的三元液体系统，可以通过实验测定其相图。
以下是一种可能的实验方法：
材料和设备：
1. 环己烷
2. 水
3. 乙醇
4. 温度控制设备（例如温水浴）
5. 称量器具
6. 试管和试管架
7. 可见光光度计
实验步骤：
1. 准备不同浓度的环己烷-水-乙醇混合液。
可以选择在环己烷和乙醇之间保持一定的摩尔分数差异，然后逐步添加水来制备不同浓度的混合液。
2. 在一个试管中准确称量一定质量的环己烷，然后添加一定质量的乙醇和水。
3. 将试管放入温水浴中并搅拌使混合液均匀。
记录温度。
4. 当混合液达到平衡时，观察到液体分成两相或三相。
5. 当混合液出现相变时，记录下相变温度和组分浓度。
6. 重复步骤2至5以获得更多数据点。
7. 将实验测得的数据进行整理和分析。
8. 绘制环己烷-水-乙醇三元液系的相图，其中横轴表示乙醇的
浓度，纵轴表示温度，不同的相区域用不同的符号或颜色表示。
注意事项：
1. 在实验中要注意安全，避免有害物质的接触和吸入。
2. 确保搅拌均匀以达到平衡状态。
3. 记录数据时要准确，可以多次测量以提高精确度。
4. 需要控制实验条件，如温度、压力和混合液的摇动力度等，以确保实验结果的可重复性。