双液系气液合金相图

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1、双液系的气液平衡相图1引言1.实验目的：1．用沸点仪测定在常压下环已烷—乙醇的气液平衡相图。2．掌握阿贝折射仪的使用方法。2.实验原理：将两种挥发性液体混合，若该二组分的蒸气压不同，则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)

2、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。第一类混合物可用一般精馏法分离出这两种纯物质，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沸点组成图为了测定二元液系的T-x图，需在气液达到平衡后，同时测定溶液的沸点、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

3、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，图2所示是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的温度。气相经冷凝后贮存在小泡内。2实验操作2.1实验药品、仪器型号及测试装置示意图1.实验用品：沸点仪、调压器、阿贝折射仪、超级恒温槽、1／10℃温度计、酒精温度计、滴管、放大镜。2.实验药品：

4、环己烷、无水乙醇(分析纯)、各种浓度的环已烷—乙醇混合溶液。3.反应装置示意图：图2沸点仪1水冷却入口2气相冷凝液贮存小泡3温度计4喷嘴5电炉丝6调压器2.2实验条件o阿贝折射仪恒温17.0C。沸点仪不断加热，沸点仪内压强与室内大气压相同。2.3实验操作步骤及方法要点：1．测定溶液的折射率：用阿贝折射仪测定环己烷、无水乙醇以及由环已烷—乙醇组成的标准溶液的折射率，作折射率对组成的工作曲线。2．检查待测样品的浓度：在通电加热之前，检查沸点仪内的待测样品的浓度是否合适。若浓度不符合要求，则加环己烷或乙醇调正。3．测定液相和气相组成：分别测定质量百分数为10

5、％、30％、69.5％、90％、96％、100％的环已烷—乙醇溶液在沸点下的液相和气相的组成。测定方法如下：接通电源，通冷却水，按要求调节调压器，加热溶液至沸腾。待其温度计上所指示的温度保持恒定后，读下该温度值，同时停止加热，并立即在小泡中取气相冷凝液，迅速测定其折射率，冷却液相，然后用滴管将溶液搅均后取少量液相测定其折射率。若认为数据不可靠，重复上述操作。注意：每次测量折射率后，要将折射仪的棱镜打开凉干，以备下次测定用。4．绘图：由实验数据(温度可先不校正)绘制沸点——组成草图，根据图形决定补测若干点的数据(学生自带方格纸)。3结果与讨论3.1原始实

6、验数据室温：20.5℃1.工作曲线,即不同组成的环己烷—乙醇标准溶液折射率测定:表1.环己烷—乙醇标准溶液及其对应折射率溶液环己100%81.85%59.85%51.13%33.82%17.45%0%烷百分数纯环己烷纯乙醇折射率1.42601.40881.39301.38981.37901.36941.36122.待测溶液浓度：表2.待测的环己烷—乙醇溶液的沸点及沸点下的液相和气相的组成o溶液环己气相折射液相折射沸点小温度计体系外水银校正沸点t/Cooo烷百分数率率t0/Cts/C柱n/C10%1.38561.367271.5022.520.8071.

7、6730%1.39401.375367.8320.416.7367.9569.5%1.40251.401564.9020.023.0865.0690%1.40351.409265.1422.015.5465.2596%1.40621.421066.5820.827.9866.78纯乙醇1.36101.361078.3022.036.8878.63纯环己烷1.42591.426080.6521.029.5580.933.2计算的数据、结果1．温度校正：由露茎校正公式ttKnt()t，K=0.000157，校正数据的沸点见表2。00s2．作组成—折射

8、率工作曲线：图3.标准溶液组成-折射率工作曲线3.由工作曲线得待测的环己烷—乙醇溶液在沸点下的