experimental report：双液系的气液平衡相图的绘制

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1、武汉大学化学与分子科学学院物理化学课程实验报告之双液系的气液平衡相图的绘制刘凯化基二班20143010400582016年3月2日1实验目的(1)用沸点仪测定在一个大气压下乙醇以及环己烷双液系在气液平衡时气相与也想的组成以及平衡温度，绘制温度——组成图，并找出恒沸混合物的组成及恒沸点的温度。(2)学会使用阿贝折光仪2实验原理2.1双液系相图浅释两种在常温时为液态的物质混合起来而组成的二组分体系称为双液系，两种液体若能按任意比例互相溶解，称为完全互溶的双液系。若只能在一定比例范围内互相溶解，则称部分互溶双液系。环己烷——乙醇体系是

2、完全互溶双液系。液体的沸点是指液体的蒸气压和外压相等时的温度。在一定外压下纯液体的沸点有确定值。但是双液系沸点不仅与外压有关还随双液系的组成的改变而改变。同时，在一般情况下双液系蒸馏时的气相组成和液相组成并不相同，因此原则上可通过反复蒸馏即精馏的方法分离双液系中的两液体。但是当双液系具有恒沸点时，不能用单纯蒸馏的方法分离两液体。本实验所用体系环己烷——乙醇的温度组成图是一个典型的具有最低恒沸点的相图。若将组成在恒沸点处的体系蒸馏时气相组成和液相组成完全一样，因此在整个蒸馏过程中沸点也恒定不变，无法通过蒸馏的方法分离两组分。恒沸点

3、和恒沸混合物的组成还和外压有关，因此在不同外压条件下实验时所得双液系的相图也不尽相同，通常压力变化不大时恒沸点和恒沸混合物的组成的变化也不大。[1]12.2测量方式浅释在恒压下将溶液蒸馏，在沸腾的初期，由于两相尚未达到平衡，气相和液相的组成不断改变，同时沸点也逐渐升高(恒沸混合物例外)。当气液两相达到平衡后，两相的组成不再随时间变化，同时，沸点也稳定在一个确定值。记下此时的沸点，并分别测定气相和液相的组成，就可以绘出此时的Tx图。3仪器与试剂1.超级恒温槽1台2.阿贝折光仪1台3.沸点仪1套4.调压变压器1台5.无水乙醇6.环

4、己烷4实验步骤4.1绘制折射率-组成标准工作曲线开启超级恒温水域槽，将温度控制在25◦C，按表用5mL移液管准确配置用于绘制工作曲线的标准溶液将阿贝折光仪和超级恒温水浴连接，温度恒定在25°C±0.2°C。分别测量纯乙醇、纯环己烷以及4个标准溶液样品的折射率2乙醇浓度(V/V,%20406080无水乙醇(mL)1234环己烷4321数据记录如下表1:合作者工作曲线数据(用于0-40%的乙醇溶液)乙醇比例V/V/%020406080100乙醇质量百分数/%020.2140.3160.3180.211001.43031.41301.

5、39871.39191.37421.3655折光率1.43051.41311.39891.39201.37391.36481.43011.41301.39891.39211.37361.3650平均值1.43031.41301.39881.39201.37491.3651表2:己方工作曲线数据(用于50-100%的乙醇溶液)乙醇比例W/%020406080100乙醇质量百分数/%020.2140.3160.3180.211001.43091.41401.40031.39301.37501.3654折光率1.43101.41411

6、.39981.39401.37511.36551.43121.41421.40001.39201.37531.3658平均值1.43101.41411.40001.39301.37511.36564.2测定体系的沸点以及气液两相的折射率从侧管向沸点仪中加入30ml左右乙醇，使温度传感器应浸入液体，打开电子节能控温仪[2],将温度设定在◦C,根据温度计读书变化调节设定温度，即，当温度变化速度变慢时，将设定温度调至高于当下温度计温度5◦C左右。温度稳定后，记下数字温度计的读数，即乙醇的沸点。测溶液时，也在温度稳定后，记下数字温度计的

7、读数，即该溶液的沸点。加热时用小勺子收集气相形成的冷凝液，待沸后，停止加热，取出烧瓶内的液体测量其折光率，然后吹干折光仪，取出小勺子内的液体测量其折光率。数据记录如下3表3:0-40%乙醇溶液乙醇比例(近似)W/%05101520303540沸点/◦C81.4081.4774.3167.6366.8865.7565.9361.29液相折光率1.42881.42931.42731.42451.42271.40741.39331.3858气相冷凝液折光率1.42861.42911.41281.40811.40691.40611.40

8、521.4038表4:50-100%乙醇溶液乙醇比例(近似)W/%50606570809095100沸点/◦C68.2367.3075.3473.3473.3876.8577.1377.67液相折光率1.37831.376881.36651.36791.3671