物化實(shí)驗(yàn)-雙液系的氣液平衡相圖

1、雙液系的氣液平衡相圖雙液系的氣液平衡相圖孫瀅智2013011968材31（張澤文）實(shí)驗(yàn)日期：2014.12.5提交報(bào)告日期：2014.12.10帶實(shí)驗(yàn)的老師：陳巧梅1引言引言1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?.1.1用沸點(diǎn)儀測(cè)定在常壓下環(huán)已烷—乙醇的氣液平衡相圖。1.1.2掌握阿貝折射儀的使用方法。1.2實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理將兩種蒸氣壓不同的揮發(fā)性液體混合，溶液的組成與其平衡氣相的組成不同。在壓力保持一定，二組分系統(tǒng)氣液達(dá)到平衡時(shí)，表示液態(tài)混合物的沸

2、點(diǎn)與平衡時(shí)組成關(guān)系的相圖，稱為沸點(diǎn)和組成(Tx)圖。沸點(diǎn)和組成(Tx)的關(guān)系有下列三種：(1)理想液體混合物或接近理想液體混合物的雙液系，其液體混合物的沸點(diǎn)介于兩純物質(zhì)沸點(diǎn)之間見(jiàn)圖1(a)；(2)各組分蒸氣壓對(duì)拉烏爾定律產(chǎn)生很大的負(fù)偏差，其溶液有最高恒沸點(diǎn)見(jiàn)圖1(b)；(3)各組分蒸氣壓對(duì)拉烏爾定律產(chǎn)生很大的正偏差，其溶液有最低恒沸點(diǎn)見(jiàn)圖1(c)。第(2)、(3)兩類溶液在最高或最低恒沸點(diǎn)時(shí)的氣液兩相組成相同，加熱蒸發(fā)的結(jié)果只使氣相總量

3、增加，氣液相組成及溶液沸點(diǎn)保持不變，這時(shí)的溫度稱恒沸點(diǎn)，相應(yīng)的組成稱恒沸組成。圖1沸點(diǎn)組成圖沸點(diǎn)組成圖為了測(cè)定二元液系的Tx圖，需在氣液達(dá)到平衡后，同時(shí)測(cè)定溶液的沸點(diǎn)、氣相和液相組成。本實(shí)驗(yàn)是測(cè)定具有最低恒沸點(diǎn)的環(huán)己烷—乙醇雙液系的Tx圖。方法是用沸點(diǎn)儀(圖2)直接測(cè)定一系列不同組成之溶液的氣液平衡溫度(即沸點(diǎn))，并收集少量餾出液(即氣相冷凝液)及吸取少量溶液(即液相)，分別用阿貝折射僅測(cè)定其折射率。為了求出相應(yīng)的組成，必須先測(cè)定已知組

4、成的溶液的折射率，作出折射率對(duì)組成的工作曲線，在此曲線上即可查得對(duì)應(yīng)于樣品折射率的組成。2.4注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)2.4.1加熱電阻絲的電壓不得超過(guò)40V。2.4.2一定要使體系達(dá)到氣液平衡即溫度穩(wěn)定后才能取樣分析。2.4.3取樣后的滴管不能倒置。2.4.4取氣相冷凝液的同時(shí)，停止加熱。待被測(cè)液相溶液冷卻后測(cè)其折射率。2.4.5使用阿貝折射儀時(shí)，棱鏡行不能觸及硬物（特別是滴管）。棱鏡上加入被測(cè)溶液后立即關(guān)閉鏡頭。實(shí)驗(yàn)中必須使用同一臺(tái)阿貝折射

5、儀。2.4.6實(shí)驗(yàn)過(guò)程中必須在沸點(diǎn)儀的冷凝管中通入冷卻水，使氣相全部冷凝。3結(jié)果與討論結(jié)果與討論3.1原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表1環(huán)己烷環(huán)己烷—乙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液及其對(duì)應(yīng)折射率乙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液及其對(duì)應(yīng)折射率溶液號(hào)空瓶質(zhì)量g加入環(huán)己烷后總質(zhì)量g再加入乙醇后總質(zhì)量g溶液環(huán)己烷百分?jǐn)?shù)%折射率101.3630231.187636.430235.648014.91.3720329.167530.705233.873632.71.3812430.741033

6、.117235.482450.11.3923531.943435.302036.725770.21.4052635.579839.396940.172983.11.414571001.4274表2待測(cè)的環(huán)己烷待測(cè)的環(huán)己烷—乙醇溶液的沸點(diǎn)及沸點(diǎn)下的液相和氣相的組成乙醇溶液的沸點(diǎn)及沸點(diǎn)下的液相和氣相的組成溶液環(huán)己烷百分?jǐn)?shù)%氣相折射率液相折射率沸點(diǎn)toC0（純乙醇）1.36301.363078.24101.36801.364277.16301