挥发性双液系t～x图绘制

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1、【08级物理化学实验补充讲义】实验六挥发性双液系T～X图的绘制一、实验目的1．用回流冷凝法测定沸点时气相与液相的组成，绘制双液系（环已烷～异丙醇的T～X图）。并找出恒沸点混合物的组成及恒沸点的温度。2．了解阿贝折光仪的构造原理，熟悉掌握阿贝折光仪的使用。二、实验原理单组分液体在一定的外压下沸点为一定值，把两种完全互溶的挥发性液体（组分A和B）混合后，在一定的温度下，平衡共存的气、液两相组成通常并不相同。因此结果在恒压下将溶液蒸馏，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。完全互溶的双液系T～X图可分为三类：①液体与拉乌尔定律的偏差不大在T～X图上溶

2、液的沸点介于A、B两纯物质沸点之间如图Ⅱ-5-1（a）所示，如苯～甲苯体系。②实际溶液由于A、B两组分相互影响，常与拉乌尔定律有较大负偏差，在T～X图上出现最高点，如图Ⅱ-5-1（b）所示，如盐酸～水体系；丙酮～氯仿体系等。③A、B两组分混合物后与拉乌尔定律有较大的正偏差，在T～X图上出现最低点如图Ⅱ-5-1（c）所示，如水～乙醇、苯～乙醇等体系。②③类溶液在最高点或最低点时气～液两相组成相同，这些点称为恒沸点，其相应的溶液称为恒沸点混合物，恒沸点混合物靠蒸馏无法改变其组成。平衡时气～液两相组成的分析，使用折射仪测定，因为溶液的折射率与组成有关。图Ⅱ-5-11完全互溶双液系的T～X图三、仪器与

3、药品1.蒸馏器1只2.阿贝折光仪1台3.温度计（50℃～100℃，最小分度1/10℃）1支4.稳流电源（2A）1台5.超级恒温槽1台6.吸液管（干燥）20根7.小玻璃漏斗1只8.环已烷（化学纯）9.异丙醇（化学纯）【挥发性双液系T～X图的绘制】第4页共4页【08级物理化学实验补充讲义】四、实验步骤：1．配制含异丙醇约5%，10%，25%，35%，50%，75%，85%，90%，95%质量的环已烷溶液。2．温度计校正将蒸馏器（见图Ⅱ-5-2）洗净、烘干后（以后每次测定是否都需要先把蒸馏器烘干？）用漏斗从加料口加入异丙醇约25mL，使温度计水银球的位置一半浸入溶液中，一半露在蒸气中，通电加热使溶液

4、沸腾（电流不超过2A）待温度恒定后，记录所得温度和室内大气压力。停止通电，倾出异丙醇到原瓶中。3．在蒸馏器中加入25mL含有异丙醇约为5%的环已烷溶液，打开冷却水，同法加热使溶液沸腾。最初在冷凝管下端袋状部的液体不能代表平衡时气相的组成（为什么？），为加速达到平衡可将袋状部内最初冷凝的液体倾回蒸馏器底部，并反复2～3次，待温度读数恒定后记下沸点并停止加热。随即在冷凝管上口插入长吸液管吸取袋状部的蒸出液，迅速测其折光率。再用另一根短的吸液管，从蒸馏器的加料口吸出液体迅速测其折光率。迅速测定是防止由于蒸发而改变成分。每份样品需读数三次，取其平均值。实验完毕，将蒸馏器中溶液倒回原瓶。图Ⅱ-5-2蒸馏

5、器的结构图同法用含有异丙醇约为10%，25%，35%，50%，75%，1．温度计；2．加料；3．加热丝；85%，90%，95%的环乙烷溶液进行实验，各次实验后的溶液均4．蒸出液取样口；5．袋状部倒回原瓶中。实验过程中应注意室内气压的读数。五、数据记录与处理1．溶液的沸点与大气压有关。应用特鲁顿（Trouton）规则及克劳修斯-克莱贝龙公式可得溶液沸点随大气压变化而变化的近似式：Tb＝T0b＋式中T0b为在标准大气压（p0＝101325Pa）下的正常沸点。异丙醇为355.5K；Tb为在实验时大气压p的沸点。计算纯异丙醇在实验时的大气压下沸点，与实验时温度计上读得的沸点相比较，求出温度计本身误差的

6、改正值。并逐一改正各不同浓度溶液的沸点。2．已知293.2K时环已烷与异丙醇混合液的浓度与折光率n的数据如表Ⅱ-5-1所示。【挥发性双液系T～X图的绘制】第4页共4页【08级物理化学实验补充讲义】表Ⅱ-5-1异丙醇的摩尔百分数（%）n异丙醇的质量百分数（%）异丙醇的摩尔百分数（%）n异丙醇的质量百分数（%）010.6617.0420.0028.3432.0337.141.42631.42101.41811.41681.41301.41131.409007.8512.7915.5422.0225.1729.6740.4046.0450.0060.0080.00100.001.4071.40501

7、.40291.39831.38821.377332.6137.8541.6551.7274.05注：摘自JeanTimmermans：《ThePhysico-ChemicalConstantsofBinarySystems》Vol.2，p.37（Wiley-Interscience,NewYork,1959～1960）.用坐标纸绘出n与质量百分数的关系曲线，根据实验测定的结果，从图上查出馏出液及蒸