二组分系统气液平衡相图的绘制(含数据)

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1、二组分系统气液平衡相图的绘制一实验目的1.确定不同组成的环己烷——乙醇溶液的沸点及气、液两相的平衡浓度，由此绘制其沸点组成图。2.掌握阿贝折射仪的原理及使用方法。二实验原理本实验用回流冷凝法测定不同浓度的环己烷——乙醇溶液的沸点和气、液两相的组成，从而绘制T----x图。下图为环己烷——乙醇的沸点组成图的大致形状，ADC和BEC为气相线，AD´C和BE´C为液相线。体系总组成为x的溶液开始沸腾时，气象组成为y，继续蒸馏，气相量增加，液相量减少（总量不变），溶液温度上升，回流作用，控制了两相的量一定，沸点一定。此时，气相组成为y´，与其平衡的液相组成为x´，

2、体系的平衡沸点为t沸，此时气液两相服从杠杆原理。当压力一定时，对两相共存区进行相律分析：独立组分K=2，相数P=2，则自由度f=K－P＋1=2－2＋1=1即有，体系温度一定，则气液两相成分确定。总量一定时，亮相的量也一定。在一实验装置中，控制气液两相的相对量一定，使体系温度一定，则气液组成一定。用精密温度计可以测出平衡温度，取出气液两相样品测定其折射率可以求出其组成。折射率和组成有一一对应关系，可以通过测定仪系列已知组成的样品折射率，绘出工作曲线。测出样品就可以从工作曲线上找到未知样品的组成。三仪器与药品仪器：阿贝折射仪、超级恒温槽、蒸馏瓶、调压变压器、1

3、/10℃刻度温度计、25ml移液管一支、5ml、10ml移液管各两支、锥形瓶四个、滴管若干支药品：环己烷、乙醇、丙酮四实验步骤1.工作曲线的测定把超级恒温槽调至25℃，连接好恒温槽与阿贝折射仪，使恒温水流经折射仪。准确配制下列溶液，测定纯环己烷，乙醇和下列溶液的折射率，并测定溶液温度。环己烷1234ml乙醇4321ml2.测定环己烷的沸点按图装好仪器，调压变压器调至最小，将25ml苯加入蒸馏瓶，打开冷凝水，接通电源，缓慢增加电压，加压至12～16V，加压至液体沸腾使，记下温度稳定值。3.停止加热，按（1ml2ml4ml5ml7ml）次序加入乙醇每次加完后，

4、测其沸点及气、液两相的折射率，乙醇可以从支管加入，当温度稳定不变后，记下温度值。停止加热，立即取出小槽中的气相样品测其折射率，然后取液相测定其折射率，要点是先气相后液相。4.完成上述试验后，拔下电源插头，回收母液，再用电吹风吹干仪点仪，加入25ml乙醇，测其沸点，按（1ml3ml5ml7ml7ml）的次序加入环己烷，分别测其沸点及气液两相的折射率，然后拔下电源插头，一切恢复原状。五.数据记录室温：气压：1.计算出标准溶液的质量百分数，做出折射率——组成图，即工作曲线。由附表可知，乙醇的密度为0.789g/ml，环己烷的密度为0.778g/ml。所以：环己烷

5、%=v环己烷*p环己烷/(V环己烷*P环己烷+V乙醇*P乙醇)乙醇％=V乙醇*p乙醇/（V环己烷*P环己烷+V乙醇*P乙醇）环己烷：乙醇1:42:33:24:1环己烷质量分数0.197760.396640.596630.79774乙醇质量分数0.802240.603360.403370.202262.作曲线的绘制物质环己烷乙醇环己烷：乙醇（体积比）1：42：33：24：1折射率1.42591.36011.36981.37101.39561.42183.沸点组成图绘制25ml环己烷中加入乙醇的量（ml）12457沸点℃63.662.461.360.259.5

6、气相折射率1.42231.41251.40071.39111.3820气相组成0.90350.73040.60660.45900.3768液相折射率1.42691.42051.39431.40501.3881液相组成0.90640.86890.62900.49180.429925ml乙醇中加入环己烷的量（ml）12457沸点℃69.7563.9260.21气相折射率1.37411.39601.4100气相组成0.78610.46530.4208液相折射率1.36121.36791.3778液相组成0.92530.77410.60294.由沸点——组成图上求

7、出最低恒沸点和恒沸混合物的组成。由图像可知，最低恒沸点为59.81℃,恒沸混合物组成为：环己烷质量百分数为61.17%乙醇的质量百分数为38.83%.六．关键操作和注意事项1.由于蒸馏瓶中的气相外壁处在室温下，气相有精馏作用。即高度不同，气相成分不同，在接近液面的气相组成比较正确，因此冷凝管的进气管应当尽量的低，或者下段气相加以保温。盛气相样品的小槽有0.5ml已够，则可较快达到平衡。但操作时，液面也不可过高，加热不可过猛，以免液沫进入气相样品中。2．阿贝折射仪使用经验：1）明暗分界线从上和从下趋向十字交点，其数值常不一致。取两者的平均值，或所有测定，连同

8、校准都从一个方向趋向十字交点，即可消除此项误差。2）丙酮或其他易挥