二元体系沸点组成测绘图.docx

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1、二元体系沸点—组成图测绘姓名：陈斌学号：1120112465班级：10011102学院：化工与环境学院化学实验中心2013年4月18日星期四一、实验目的及要求1.在大气压下，测定环己烷-乙醇体系气、液平衡相图（沸点-组成图）。2.掌握数字式折光仪的测量原理和使用方法。二、实验原理一个完全互溶的二元体系，两个纯液体组分，在所有组成范围内完全互溶。在定压下，完全互溶的二元体系的沸点—组成图可分为三类，如图C7.1所示。a.溶液的沸点介于两纯组分沸点之间，如苯一甲苯体系；b.溶液有最低恒沸点，如环己烷－乙醇体系；c.溶液有最高恒沸点，如丙酮—氯仿体系。b、c两类溶液

2、在最高或最低恒沸点时气、液两相组成相同，加热蒸发只能使气相总量增加，气、液相组成及溶液沸点保持不变，此温度称恒沸点，相应组成称恒沸组成。图C7.1二元体系T-x图下面以a为例，简单说明绘制沸点-组成图的原理。加热总组成为x1的溶液，体系的温度上升，达液相线上1点时溶液开始沸腾，组成为x2的气相开始生成，但气相量很少（趋于0），x1、x2二点代表达到平衡时液、气两相组成。继续加热，气相量逐渐增多，沸点继续上升，气、液二相组成分别在气相线和液相线上变化，当达某温度（如2点），并维持温度不变时，则x3、x4为该温度下液、气两相组成，气相、液相的量之比按杠杆规则确定。

3、从相律f=c-p+2可知，当外压恒定时，在气、液两相共存区域自由度等于1，当温度一定时，则气、液两相的组成也就确定，总组成一定，由杠杆规则可知两相的量之比也已确定。因此，在一定的实验装置中，全回流的加热溶液，在总组成、总量不变时，当气相的量与液相的量之比也不变时（达气-液平衡），则体系的温度也就恒定。分别取出气、液两相的样品，分析其组成，得到该温度下，气、液两相平衡时各相的组成。改变溶液总组成，得到另一温度下，气、液两相平衡时各相的组成。测得溶液若干总组成下的气液平衡温度及气、液相组成，分别将气相点用线连接即为气相线，将液相点用线连接即为液相线，得到沸点-组成

4、图。气相、液相的成份分析采用折光率法：先绘出折光率～组成（n～x）的等温线，方法是在定温下测定已知各种组成（x）的折光率(n)，绘出n～x等温线。对于未知组成的样品，取出各相样品后，迅速测出该温度下的折光率(n)，便可以从n～x线查出其相应组成。一、仪器与试剂恒温槽、恒沸点仪、数字式折光仪、镜头纸、加热电源、电热丝、导线（带夹子）、橡皮塞、数字式温度计、放大镜、量筒（30ml）、洗耳球、吸管、环己烷（A.R）、无水乙醇（A.R）二、实验步骤1.实验装置如右图：2.调节恒温槽温度至20℃；3.按表C7.1准备10瓶锥形瓶相应浓度比的溶液（编号1到10）；4.确认

5、冷却水已通入沸点仪冷凝管中；5.按编号次序将锥形瓶内溶液（约30mL）倒入沸点仪6.按装置图在沸点仪中装好温度计及电热丝，电热丝全部浸入，温度计水银球约1/2至2/3浸入，沸点仪冷凝管中的冷却水要充足，不能让蒸汽溢出；7.断开加热电源输出线，打开加热电源开关，将输出电源调至0；连通加热电源输出线与电热丝，慢慢调高加热电源的输出电压或输出电流，切勿超过20V；1.加热溶液至沸腾；2.当冷凝管下端凹槽内馏液充满后溢出且温度稳定数分钟不变时，记下温度（即为沸点）；3.用对应编号的长胶头滴管从冷凝管上端伸入凹槽取馏液，立即在25℃下测定折光率；用对应编号的短胶头滴管从

6、沸点仪支管伸入取母液样品，立即在20℃下测定折光率；4.取出温度计和电热丝，用对应编号滴管将沸点仪中溶液吸回对应编号锥形瓶；5.重复步骤4至11测定其它沸点仪中溶液沸点、馏液和母液的折光率；6.测定完毕后整理实验仪器。一、数据记录与处理1.记录大气压值101.80kPa；2.根据测定的折光率，在实验室提供的折光率（n）~组成（x）等温线上查处对应的组成，填入下表：序号体积比沸点/℃气相冷凝液分析液相分析环己烷乙醇折光率组成折光率组成1010077.21.36000.0051.35240.025299171.01.38430.2651.36280.0383247

7、667.01.38630.2901.36860.0614445664.41.39750.4851.38280.0995604063.51.40100.5181.39450.4116693163.81.40280.5841.40030.5397772364.61.40210.5911.41130.7468881265.81.40330.6151.42060.918997368.91.42380.9721.42510.98010100080.41.42511.0001.42521.0001.以温度为纵坐标，组成为横坐标，绘出沸点~组成图，并由图找出恒沸温度及恒沸组

8、成。由上图可以看出，恒沸温度为64.2