物理化学实验报告二元体系沸点

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1、物理化学实验报告二元体系沸点一组成图测绘1•实验目的（1）在人气压下，测定环己烷一乙醇体系气液平衡相图。（2）掌握阿贝折光仪的测量原理和使用方法。2.实验原理一个完全互溶的二元休系，两个纯液体组分，在所有组成范围内互溶。在定压下，完全互溶的二元体系的沸点一组成图可以分为三类。（1）溶液的沸点介于两组分沸点Z间（2）溶液有最低恒沸点（3）溶液有最高恒沸点后两种溶液在最高或最低恒沸点时气液两相纽成相同，加热蒸发只能使气相总量増加，气液相组成及溶液沸点保持不变，此温度称为恒沸点，相应组成称为恒沸纟R成。下面以⑴为例简

2、要说明测绘原理；加热总组成为X]的溶液，体系的温度上升，达到液相线上的一点时溶液开始沸腾，组成为X2的气相开始生成，但气和量很少，X],X2两点代表达到平衡时液气两相组成。继续加热，气相量逐渐增加，沸点继续上升，气，液两相分别在气相线和液相线上变化,当达某温度并维持不变吋，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。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为1；当温度一定时,则气，液两相的组成也就确定，总组成一定，由杠杆规则口J知两相的量之比也就确定。因此，在

3、一定的实验装B1!'；全回流的加热溶液，在总纽成，总量不变时，当气相的量与液相的量之比也不变时（达气一液平衡），则体系的温度也就恒定。分别収出气，液两相的样站，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，得到期一温度，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，分別将气相点用线连接为气相线，将液相点用线连接即为液相线，得到沸点一组成图。气相，液相的成分分析釆川折光率法：先绘出折光率一组成的等温线，方法是在定温下测定已知各种组成（x）溶液的折光率（n）,绘出n—

4、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线上查出其相应组成。3.实验仪器及药品恒温槽恒沸点仪折光仪电热套电子温度计4.实验步骤滴管环己烷无水乙醇移液管洗耳球本实验屮绘制坏己烷一乙醇二元体系的沸点组成图。一般精确测定气，液平衡温度是相当怵I难的，因液相易发生过热现象，气相屮又有冷凝过程。采用沸点仪是减少这些课差的方法之一。沸点仪种类很多，如图所示。这是一只带冇回流冷凝管的长颈闘底烧瓶。冷凝管底冇一凹槽，川以收集气相冷凝液。液相样品则通过烧瓶上的支管抽取。本实验采

5、取第一种实验方法，用十个不同比例的溶液与一个折光仪和一个沸点仪。（1）首先调节恒温槽温度至25摄氏度，通入冷凝水。（2）向沸点仪中加入20ml液体，将测温探头插入溶液中开始加热，直到液体的温度基本不变且沸点仪的凹槽中已经充满液体，关闭电热套，记录此时的温度示数，该示数即为液体的沸点。（3）用一支较长的胶头滴管从沸点仪的凹槽屮吸取一部分液体，进行折光率分析。之后在从沸点仪的母液小取少量液体进行折光率分析。这两次分析的数值分别作为气象冷凝液分析•液相分析结果。（4）用同样的方法测定其他组的溶液。（5）最后在实验室提

6、供的折光率一组成等温线上确定对应的纽成。折光仪的使用方法：（1）打开电源键。（2）通入恒温水。（3）用胶头滴管吸収少量的待测溶液在折光仪的棱镜工作表血滴1-2滴，将进光棱镜盖上。由于待测溶液极易挥发所以测量要迅速。（4）是照明部件将进光表面均匀照明。（5）通过冃镜观察视场，调节手轮使明暗分界线落在交叉线视场中。使明暗分界线对准交叉线的交点。（6）按Tread键,读取折光率的值。5.实验数据及处理序号体积比/%沸点/彳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101007&31.36330.0421.3

7、6110.019299177.41.36560.0661.36070.0103247676.31.36690.0801.36060.0154445667.11.39520.4521.36880.1025604064.61.40120.5551.39260.4126693164.41.40010.5321.40200.5707772364.01.40400.6101.40730.6708881273.71.41060.7241.42280.998997376.21.41740.8701.42350.9991010

8、007&61.42040.9701.42320.975此时人气压的值为101.16Kpa图中粗实线是气相冷凝液的分析结果，细实线是液相的分析结果。由图可知恒沸温度为64.40°C在恒沸温度下环己烷的组成是：在气相屮0.560,在液相屮0.535因此环己烷的平均组成为：（0.560+0.535）/2=0.548所以在恒沸温度时环己烷与无水乙醇的纟R成比人约是（体积比）：69:315.数据