實驗六 雙液系的氣—液平衡相圖(更新)

1、1實驗六實驗六雙液系的氣雙液系的氣—液平衡相圖液平衡相圖一、實驗?zāi)康囊弧嶒災(zāi)康?、繪制在標準壓力下乙醇正丙醇體系的沸點組成圖2、熟練掌握測定雙組分液體沸點的方法及用折光率確定二組分物系組成的方法3、掌握超級恒溫槽、阿貝折射儀、氣壓計等儀器的使用方法。二、實驗原理二、實驗原理1、相圖、相圖任意兩個在常溫時為液態(tài)的物質(zhì)混合起來組成的體系稱為雙液系。兩種溶液若能按任意比例進行溶解，稱為完全互溶雙液系，如環(huán)已烷乙醇、正丙醇乙醇體系都是完全互溶

2、體系。若只能在一定比例范圍內(nèi)溶解，稱為部分互溶雙液系，例苯水體系。在完全互溶雙液系中，有一部分能形成理想液態(tài)混合物，如苯甲苯系統(tǒng)，二者的行為均符合拉烏爾定律，但大部分雙液系是非理想液態(tài)混合物，其行為與拉烏爾定律有偏差。液體的沸點是指液體的蒸氣壓與外界壓力相等時的溫度。在一定外壓下，純液體的沸點有其確定值，但雙液系的沸點不僅與外壓有關(guān)，而且還與兩種液體的相對含量有關(guān)。雙液系兩相平衡時的氣相組成和液相組成并不相同。通常用幾何作圖的方法將雙液

3、系的沸點對其氣相和液相的組成作圖，所得圖形叫雙液系的沸點T(或t)組成(x)圖，即T（或t）—x圖。它表明了沸點與液相組成和與之平衡的氣相組成之間的關(guān)系。在恒定壓力下，二組分系統(tǒng)氣液達到平衡時，其沸點組成（tx）圖分三類：(1)混合液的沸點介于A、B二純組分沸點之間。這類雙液系可用分餾法從溶液中分離出兩個純組分。如苯甲苯系統(tǒng)，此時混合物的行為符合拉烏爾定律或?qū)瓰鯛柖傻钠畈淮?。如圖51(a)所示。(2）有最低恒沸點體系，如環(huán)已烷乙醇

4、體系，t—x圖上有一個最低點，此點稱最低恒沸點，在此點相互平衡的液相和氣相具有相同的組成，此時混合物的行為對拉烏爾定律產(chǎn)生最大正偏差，如圖51(b)所示。對于這類的雙液系，用分餾法不能從溶液中同時分離出兩個純組分。(3）有最高恒沸點體系，如氯仿丙酮體系，t—x圖上有一個最高點，此點稱最高恒沸點，在此點相互平衡的液相和氣相具有相同的組成，此時混合物的行為對拉烏爾定律產(chǎn)生最大負偏差，如圖51(c)所示。對于這類的雙液系，用分3圖52沸點測定

5、儀4、混合物的組成分析、混合物的組成分析本實驗不能直接測出氣、液相組成，由于乙醇和正丙醇的折射率相差較大且它們液態(tài)混合物的折射率與其濃度呈線性關(guān)系，而折光率的測定又只需少量樣品，所以，可用折光率組成工作曲線來求得平衡體系的兩相組成。阿貝(Abbe)折光儀的原理及使用詳見九儀器的使用。①先測一系列已知組成的混合物（標準液）的折光率，見表51，作nx的工作曲線。見圖53。②測一系列未知液從2號液5號液的沸點及液相、氣相的折光率及純正丙醇的沸

6、點，見表52。③在工作曲線上查出對應(yīng)的組成，填入表52。三、儀器和藥品三、儀器和藥品沸點測定儀1套阿貝折光儀1臺調(diào)壓器1臺長短吸管各5支超級恒溫槽1臺溫度計（0.1℃）1支移液管(1mL)2支量筒3個容量瓶9個正丙醇(分析純)；無水乙醇(分析純)；鏡頭紙；四、實驗步驟四、實驗步驟1、接通供折射儀用的超級恒溫槽電源，調(diào)節(jié)恒溫槽的溫度，使其達到實驗所需溫度。2、用阿貝折射儀測定純正丙醇，乙醇及標準液的折光率填入表51。3、測定沸點