雙液系氣-液平衡相圖的繪制

1、1實驗五 雙液系氣-液平衡相圖的繪制一、實驗目的1. 掌握回流冷凝法測定溶液沸點的方法。2. 繪制異丙醇—環(huán)己烷雙液系的沸點—組成圖，確定其恒沸組成及恒沸溫度。3. 了解阿貝折射儀的構造原理，掌握阿貝折射計的原理及使用方法。二、實驗原理兩種液體物質混合而成的兩組分體系稱為雙液系。根據兩組分間溶解度的不同，可分為完全互溶、部分互溶和完全不互溶三種情況。兩種揮發(fā)性液體混合形成完全互溶體系時，如果該兩組分的蒸氣壓不同，則混合物的組成與平衡時

2、氣相的組成不同。當壓力保持一定，混合物沸點與兩組分的相對含量有關。對于二組分體系，常常保持一個變量為常量，而得到立體圖形的平面截面圖。這種平面圖可以有三種：p-x 圖，T-x 圖，T-p 圖。常用的是前兩種。在平面圖上，f*=3-? ，f*max=2，同時共存的相數?max=3。單組分的液體在一定外壓下，它的沸點是一定值，把兩種完全互溶的揮發(fā)性液體（組分 A 和 B）互相混合后，在某一定溫度下，平衡共存的氣液兩相的組成，通常并不相同，

3、因此如果在恒壓下將溶液蒸餾，測定餾出物（氣相）和蒸餾液（液相）的折射率，就能找出平衡時氣液兩相的成分，并繪出沸點—組成（T—x）圖線，在常溫下，兩種液態(tài)物質以任意比例相互溶解所組成的體系稱之為完全互溶雙液系。完全互溶雙液系在恒定壓力下的沸點—組成圖可分為三類：（1）一般偏差：混合物的沸點介于兩種純組分之間，如甲苯－苯體系，如圖 1(a)所示。（2）最大負偏差：混合物存在著最高沸點，如鹽酸－水體系，如圖 1 (b)所示。（3）最大正偏差：

4、混合物存在著最低沸點，如正丙醇—水體系，如圖 1(c)所示。tA tAtA tB tBtBt / oCt / oCt / oCxB xB xB A B A A B B(a) (b) (c)x' x'對于后兩種情況，為具有恒沸點的雙液系相圖。它們在最低或最高恒沸點時的氣相和液相組成相同，因而不能象第一類那樣通過反復蒸餾的方法而使雙液系的兩個組分相互分離，而只能采取精餾等方法分離出一種純物質和另一種恒沸混合物。32、試劑環(huán)己

5、烷（A.R.） ，異丙醇（A.R.）四、實驗步驟1、配制溶液分別配置含異丙醇 5%，10%，25%，35%，40%，50%，75%，85%，95%的環(huán)己烷溶液。2、溫度計的校正將沸點儀洗凈烘干后安裝好，檢查帶有溫度計的木塞是否塞緊，用漏斗從支管加入 25ml異丙醇于燒瓶中。接通冷凝水和電源，緩緩調節(jié)加熱電壓至溶液微微沸騰，待溫度恒定后，記錄所得溫度和大氣壓力。然后，將加熱電壓調至零，停止加熱。3、測定溶液的沸點及平衡時氣液兩相的折射率（

6、1） 調節(jié)超級恒溫槽溫度至 20℃，將阿貝折射儀棱鏡組的夾套通入恒溫水恒溫十分鐘后，用純水校正阿貝折射儀。（2） 在沸點儀中加入 25ml 含異丙醇 5%的環(huán)己烷溶液，同步驟 2 加熱液體，當液體沸騰后，調節(jié)加熱電壓和冷凝水流量，使蒸氣在冷凝管中回流的高度一定（約 2cm） 。因為最初收集在小凹內的冷凝液不能代表平衡時氣相的組成。因此需將最初冷凝液傾回燒瓶，反復2~3 次，待溫度保持穩(wěn)定 5min 后幾下沸點，停止通電，隨即用盛有冷水