物理化学课件二组分相图相图资料
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图1 实验装置图计算机样品和松香 石蜡 热电阻电炉二组分合金相图1. 引言(实验目的/原理)1) 学习温度的测量方法——用PT100热电阻测量温度 2) 用布冷曲线法测绘Bi-Sn 二组分合金相图 3) 用电脑软件记录数据和处理数据2. 实验操作2.1 实验药品:铋、锡、松香、石蜡仪器型号:调压器 TT-1 热电阻 PT-100 测试装置示意图(如图1)2.2 实验条件室温:24 ℃样品温度:样品先加热至240-300 ℃,之后渐渐降温 2.3 实验操作2.3.1步骤:1) 加热样品至样品熔融 2) 搅拌使样品均匀3) 冷却,由热电阻测量温度,由电脑软件记录步冷曲线 4) 用软件处理步冷曲线,找出相变点,记录相变温度 2.3.2方法要点1) 加热硬质试管和样品时应缓慢调节,因为合金样品和玻璃的膨胀系数不同,骤冷骤热,玻璃管易破裂。
加热时可以同时记录升温曲线,可以预测步冷曲线的平台位置2) 移动硬质试管时注意用钳子,戴手套,防止烫伤3) 记录布冷曲线的过程中不能移动硬质试管上的胶塞以及热电阻3. 结果与讨论3.1 原始实验数据由实测数据,用origin 作图,其中图2-6为样品布冷曲线,图7为水的升温曲线。
由电脑软件对布冷曲线进行线性拟合,并且根据水的沸点进行温度校正,得到如表1所示数据表1Bi-Sn 合金或纯金属的相变点温度及水的沸点*第三、四列数据由电脑软件线性拟合得到3.2 数据处理结果由表1所示数据和已知部分数据[1],由Execl 软件绘制得到Bi-Sn T-X 相图(如图8)相图中共有6个部分,每个区域、曲线和最低共熔物的相数(Φ)和条件自由度数(f’)如下:1.液相Φ=1 f’=2(温度和浓度)2.液相+固溶体1 Φ=2 f’=1(温度或浓度)3.液相+固溶体2 Φ=2 f’=1(温度或浓度)4. 固溶体1 Φ=1 f’=2(温度和浓度)5.固溶体1+固溶体2 Φ=2 f’=1(温度或浓度)6.固溶体2 Φ=1 f’=2(温度和浓度)AB 液体到液体加固溶体1的过渡态AD 液体到液体加固溶体2的过渡态BC液体加固溶体1到固溶体1的过渡态DE液体加固溶体2到固溶体2的过渡态CF固溶体1到固溶体1加固溶体2的过渡态EG固溶体2到固溶体1加固溶体2的过渡态CAE 固溶体1、固溶体2加液体三相共存Φ=3 f’=0由水、Bi、Sn的转折点读书和文献熔点或沸点值做出热电阻工作曲线(如图9)。
实验三二组份气液平衡相图一、目的1、用沸点仪测定和绘制乙醇和环己烷的二组份气液平衡相图;2、用阿贝折射仪测定液体的组成,了解液体折射率的测量原理及方法。
二、基本原理两种液态物质混合而成的二组份系统称为双液系。
二液体若能按任意比例互相溶解,称完全互溶双液系;若只能在一定比例范围内互相溶解,则称部分互溶双液系。
例如水-乙醇双液系、苯-甲苯双液系都是完全互溶双液系,苯-水双液系则是部分互溶双液系。
液体的沸点是指液体的蒸汽压和外压相等时的温度。
在一定的外压下,纯液体的沸点有确定的值,但对于双液系,沸点不仅与外压有关,而且还与双液系的组成有关,即和双液系中两种液体的相对含量有关。
通常用几何作图的方法将双液系的沸点对其气相、液相的组成作图,即得二组份气液平衡相图,它表明溶液在各种沸点的液相组成和与之成平衡的气相组成的关系。
在恒压下,二组份完全互溶双液系的沸点组成图可分为三类:(1)溶液的沸点介于两纯组份沸点之间,如苯和甲苯、水和甲醇等。
(2)溶液有最高沸点,如氯化氢与水、硝酸和水、丙酮与氯仿等。
(3)溶液有最低沸点,如水和乙醇、苯和乙醇、乙醇和环已烷等。
这三种类型的相图如下图所示图4-1 二组份气液平衡相图的三种类型图中、T 分别表示纯A 纯B 的沸点。
图中两曲线包围的区域为气-液两相平衡共存区。
它的上方G 代表气相区,下方L 为液相区。
C 和C'分别表示最高和最低恒沸物的沸点和组成。
T A *B *测绘这类相图时,要求同时测定溶液的沸点及气液平衡时两相的组成。
本实验用回流冷凝法测定环己烷-乙醇溶液在不同组成时的沸点。
所用沸点仪如图4-2所示,是一只带有回流冷凝管的长颈园底烧瓶,冷凝管底部有一球形小室D ,用以收集冷凝下来的气相样品,液相样品则通过烧瓶上的支管L 抽取,图中E是一根电热丝,直接浸在溶液中加热溶液。
溶液的组成用测定其折射率确定。
折射率是物质的一个特征数值。
溶液的折射率与组成有关,因此测得一系列已知浓度的溶液折射率,作出该溶液的折射率-浓度工作曲线,就可按内插法求得具有某折射率的溶液组成。