《物化实验c教学资料》双液系平衡相图

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1、双液系的气液平衡相图姓名：李晓璇学号：2012012416班级：生23同组实验者姓名：崔有辰实验日期：2013.10.24提交报告日期：2013.10.27指导老师姓名：苏晓军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，若二组分蒸气压不同，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）。根据各组分蒸气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

2、]对环己烷-乙醇双液系，其各组分蒸气压对拉乌尔定律产生很大的负偏差，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，再利用沸点仪直接测定一系列组成不同的溶液的沸点，并利用阿贝折射仪测其对应气相、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

3、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：15.5℃实验湿度：30.9％实验压力：100.9kPa2.3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1mL、2mL、3mL、4mL、5mL环己烷和5mL、4mL、3mL、2mL、1mL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。（3）打开电源，调节调压器至电压在25-30V左右，加热溶液至沸腾。沸腾后降低电压并保持液体能够喷射到热电偶

4、上。温度恒定后，记录温度值，同时停止加热，调节电压为0，立即从小泡中取气相冷凝液，测定其折射率并记录。再取少量液相，测定其折射率并记录。（4）重复上述过程，测定环己烷质量分数分别为0%、10%、30%、69.5%、90%、96%、100%的环己烷-乙醇标准溶液在沸点下气相、液相的组成。（5）利用标准溶液的折射率绘制工作曲线，再绘制沸点组成图。3结果与讨论3.1原始实验数据实验原始数据记录如下：表1：环己烷-乙醇标准溶液及其对应的折射率溶液编号空瓶质量/g加入环己烷后质量/g再加入乙醇后总质量/g环己烷质量分数/%折射率132.056832.837936.795316.48%1

5、.3723233.700435.269938.452133.03%1.3825331.242133.594035.980149.64%1.3928431.193634.303935.889366.24%1.4041529.560433.430034.201383.38%1.41666\100%1.42917\%1.3638表2：所测环己烷-乙醇溶液的沸点及其对应的气相、液相的折射率溶液环己烷质量分数/%气相折射率液相折射率沸点/℃01.36431.363878.32101.37601.365974.94301.39611.375267.7669.51.40521.3

6、99364.65901.40801.419064.91961.40961.424865.951001.42881.428680.323.2计算的数据、结果根据表1中结果做出散点图并进行线性拟合后可作出工作曲线如图3：图3：组成-折射率工作曲线图由工作曲线中的方程，将表2中所测得的折射率分别代入y值，可以求得各个质量分数的环己烷-乙醇溶液在沸点时气相与液相的组成如下表：表3：所测环己烷-乙醇溶液沸点时气相与液相的组成溶液环己烷质量分数/%气相环己烷质量分数/%液相环己烷质量分数/%03.813.051021.656.253052.5920.4369.566.1657.16907

7、0.4387.209672.8796.04100102.13101.83根据表3可做出图4：图4：环己烷-乙醇体系的沸点-组成图图中系列1代表气相组成，系列2代表液相组成。由图可以读出，环己烷-乙醇体系具有最低恒沸点64.73℃，其对应的恒沸混合物中环己烷的质量分数为67.96%3.3讨论分析从实验过程来看：本次实验过程较为繁琐，但耗时本不应过长。之所以我们组实验进行的时间很长，其原因有以下几点：1.最开始实验时没有掌握到加热要领，经常出现暴沸现象。实际进行加热操作时应先将电压加至30V左右，待电热丝上