用Origin绘制双液系相图的步骤

第14卷第2期天津农学院学报V ol.14, No.2 2007年6月 Journal of Tianjin Agricultural University June, 2007 文章编号：1008-5394（2007）02-0030-03Origin软件在“双液系气—液平衡相图”实验数据处理中的应用*闫宗兰，石军，尹立辉，赵鹏英（天津农学院基础科学系，天津300384）摘要：Origin软件是一个多文档界面的应用程序，功能强大，普遍用于数据分析和科研绘图。

运用该软件对“双液系气—液平衡相图”的数据进行处理，数据处理误差小，图形美观，方便、快捷，也更科学、合理。

结合计算机的应用，对提高学生的综合处理能力和综合素质有很好的效果。

关键词：Origin软件；双液系；气—液平衡相图；数据处理中图分类号：O642.42 文献标识码：AApplication of Origin Software to Experimental Data Processing of “Two Liquid System Gas-Liquid Equilibrium Phase Diagram”YAN Zong-lan，SHI Jun，YIN Li-hui，ZHAO Peng-ying（Department of Basic Science, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China）Abstract：Origin software, an application procedure of multiple document interfaces, has strong functions. It can be popularly used in data analyzing, data processing, and map-making. When coping with the data of “Two Liquid System Gas-Liquid Equilibrium Phase Diagram”, the software can diminish the errors of data processing, make data processing easier and render the experiment reports more reasonable. Combined with the application of the computer, it will improve the ability of comprehensive processing and composite qualities of students.Key Words：Origin software; two liquid system; gas-liquid equilibrium phase diagram; data processing作为化学实验的重要分支，物理化学实验在物理化学教学中起着举足轻重的作用，是学生学习和研究物理化学的重要手段和途径[1]。

实验四 双液系的气-液平衡相图的绘制一、目的要求1.用沸点仪测定大气压下乙醇—环己烷或异丙醇-环己烷双液系气-液平衡时气相与液相组成及平衡温度，绘制温度—组成图，确定恒沸混合物的组成及恒沸点的温度。

2.了解物化实验中光学方法的基本原理，学会阿贝折光仪的使用。

3.进一步理解分馏原理。

二、实验原理两种在常温时为液态的物质混合起来而组成的二组分体系称为双液系。

两种液体若能按任意比例互相溶解，称为完全互溶的双液系；若只能在一定比例范围内互相溶解，则称部分互双液系。

双液系的气液平衡相图t x -图可分为三类。

如图4.1。

图 4.1 二元系统t x -图这些图的纵轴是温度(沸点)，横轴是代表液体B 的摩尔分数B x 。

在t x -图中有两条曲线：上面的曲线是气相线，表示在不同溶液的沸点时与溶液成平衡时的气相组成，下面的曲线表示液相线，代表平衡时液相的组成。

例如图4.1(a)中对应于温度t 1的气相点为y 1，液相点为1l ，这时的气相组成y 1点的横轴读数是g B x ，液相组成点1l 点的横轴读数为lB x 。

如果在恒压下将溶液蒸馏，当气液两相达平衡时，记下此时的沸点，并分别测定气相(馏出物)与液相(蒸馏液)的组成，就能绘出此t x -图。

y 1l 1t 1g Bx l Bx AB t/℃（a ）气液t/℃AB B x →（b ）t/ ℃气液ABB （c ）图4.1(b)上有个最低点，图4.1(c)上有个最高点，这些点称为恒沸点，其相应的溶液称为恒沸混合物，在此点蒸馏所得气相与液相组成相同。

三、仪器和药品1.仪器玻璃沸点仪一套；阿贝折光仪一台；WLS 系列可调式恒流电源一台；SWJ 型精密数字温度计一台；SYC 超级恒温槽一台。

2.药品无水乙醇（AR ）或异丙醇（AR ）；环己烷（AR ）。

四、实验步骤（一）、步骤1.按图4.2连好沸点仪，数字贝克曼温度计,感温杆勿与电热丝相碰。

2.接通冷凝水，用超级恒温槽完成冷凝循环。

步骤
1在两组数据之间添加一个空列
2选中第一组数据和空列，即A-D，做柱状图
这时候空列的作用就一目了然了
3在当前页面添加一个图层，选择右侧工具栏里的图标
4 在图层2下，右键选中Plot setup，出现以下窗口
找到数据所在的worksheet，选中，在左侧的Plot Type 中选中Column/Bar，勾选A作为X，空列和y2作为y，点击Add，检查图层2的x，y信息正确后，点击OK，出现下图
5 通过调节右上方x轴坐标轴的起始点，和左下侧x轴保持一致即可实现两个柱子无重叠；调节两侧y轴的起始点，使其具有合适的高度。

6若感觉柱子太粗，可点击右键，选择Plot details，增大spacing 值；也可在Plot details中的Group中选择Independent后，单击Pattern，更改柱子的颜色和格式
若出现一个图层的柱子很细，而又无法通过调节Spacing来实现时，
可以在worksheet中再添加一列x，将x值调小。

这是因为有时柱子
的宽度和数值有关。

调节后做的图如下，可根据需要做进一步的修改。

⼄醇⼄酸⼄酯双液系⽓液平衡相图的绘制
华南师范⼤学实验报告
课程名称物理化学实验实验项⽬双液系⽓-液平衡相图的绘制【数据处理】
室温：21.1 ℃（294.25 K）⼤⽓压：1025.0 hPa（768.83 mmHg）实验室提供的试剂的试剂瓶上的标签：
（1）⼄醇—⼄酸⼄酯溶液的折射率组成⼯作曲线的绘制
①折射率—体积分数⼯作曲线（⼄酸⼄酯）
从图中选取的8个点：
②折射率—摩尔分数⼯作曲线
⼯作曲线的表达式：
R2 = 1
表1—双液系⽓相平衡相图数据记录与处理表
（2）⽤Origin 绘制⼄醇—⼄酸⼄酯溶液的双液相图
从⼄醇—⼄酸⼄酯溶液的双液相图可读数：恒沸温度为： 71.4992℃恒沸组成：⼄醇（46.7013%），⼄酸⼄酯（53.2987%）。

用Origin处理数据并作图Origin是一个功能强大的数据处理及作图软件，作出的专业图形也比较规范。

以下给出三个示例说明数据处理及作图步骤。

（1）用Origin处理饱和蒸气压测定实验数据及作图，步骤如下：①启动Origin程序，将大气压、实验所得沸点温度及对应的真空度（压力差）数据填入表格的A、B、C列中，然后输入公式计算D列（蒸气压/mmHg）的值，操作为左键点击选定D列，右键点击选择“Set Column Values”,在弹出－压力差”，本例为“767.65-col(C)”，如图1-3-7的对话框中输入计算公式“p大气所示，点击“OK”完成D列值的设置。

按此方法依次输入公式“1000/(col(B)+273.15)”和“log(col(D))”设置E列和F列的值，所得结果如图1-3-8所示。

图1-3-7 用Origin处理数据公式的设定图1-3-8 用Origin处理数据结果②对上述所得数据进行作图：点击菜单栏中的“Plot”，然后选择“Scatter”，弹出如图1-3-9所示对话框，在列表中选择所需列为X或Y，本例中以E列作为X，即选中E[Y]列，点击<->X键，如图1-3-9中箭头所示，F列作为Y，即选中F[Y]列，点击<->Y键，然后点击“OK”即给出散点图，如图1-3-10所示。

若要作多组散点图，可以在图1-3-9所示对话框中选定一组X，Y后点击Add，然后继续添加相应列为X和Y即可。

作散点图的方法也可以是先直接将E列设置为X，方法是选中E列，点击菜单栏中的“Column”→“Set as X”，即设为“E[X2]”，同时F列也变为“F[Y2]”，然后同时选中E[X2]列和F[Y2]列，点击菜单栏中的“Plot”，然后选择“Scatter”亦可得到图1-3-10所示结果。

图1-3-9 用Origin作图方法图1-3-10 用Origin作散点图结果然后对所得散点图进行线性拟合，方法是左键点击“Analysis”选择“Fit linear”，即得拟合的直线，并在右下端窗口给出了拟合后的线性方程，其斜率B、截距A以及相关性R等信息，如图1-3-11所示，如果右下端窗口未显示相关信息，则点击菜单栏中“View”→“Results Log”即可显示。

双液系的气液平衡相图实验报告气液平衡相图是描述气体和液体在一定温度和压力下的平衡状态的图表，通过实验测定得到的数据可以绘制出相应的相图。

本实验旨在通过实验测定的数据，绘制出双液系的气液平衡相图，并对实验结果进行分析和讨论。

实验仪器和试剂。

实验中所使用的仪器包括压力计、温度计、烧瓶、试管等。

实验所需试剂为乙醇和水。

实验步骤。

1. 首先在烧瓶中加入一定量的水，并在试管中加入一定量的乙醇。

2. 将烧瓶和试管放入恒温水浴中，使其达到所需的温度。

3. 在一定时间间隔内，记录烧瓶内乙醇蒸气的压力和温度。

4. 根据实验数据，绘制出乙醇和水的气液平衡相图。

实验结果与分析。

通过实验测定得到的数据，我们成功绘制出了乙醇和水的气液平衡相图。

从实验结果可以看出，在一定温度下，乙醇和水的气液平衡曲线呈现出一定的规律性，随着温度的升高，气液平衡曲线也相应发生变化。

在实验过程中，我们还发现了一些异常现象，如在某些温度下，乙醇的蒸气压远大于预期值，经过分析发现可能是实验条件或者实验操作上的一些误差所致。

这些异常现象也为我们提供了更多的实验数据，有助于完善气液平衡相图的绘制。

结论。

通过本次实验，我们成功绘制出了乙醇和水的气液平衡相图，并对实验结果进行了分析和讨论。

实验结果表明，在一定温度和压力下，乙醇和水的气液平衡状态呈现出一定的规律性，同时也发现了一些异常现象，这为我们提供了更多的实验数据，有助于完善气液平衡相图的绘制。

总之，本次实验为我们提供了更深入的了解气液平衡相图的机会，并通过实验数据的分析，加深了我们对气液平衡相图的认识，为今后的研究和实验提供了重要的参考依据。

以上就是本次实验的实验报告，谢谢阅读。

用Origin处理物理化学实验数据作者：张军锋杜宁来源：《教学管理与教育研究》2016年第08期摘要：该文介绍了“环己烷-乙醇二元液系相图”实验数据的Origin处理法，结果科学精确。

该法简便、快捷、高效，大大减小了计算和手工绘制相图的误差。

在物理化学实验教学中推广用Origin处理实验数据对提高学生对物理化学实验的兴趣和计算机软件的应用能力有很大帮助。

关键词：物理化学实验数据 Origin计算机在现实工作和生活中的应用越来越广泛。

Origin软件是一款功能强大的计算机应用程序，普遍用于数据分析和科研绘图。

在物理化学实验的“环己烷-乙醇二元液系相图”实验中，学生目前多用坐标纸手工绘图，手工拟合曲线，手工绘图不仅费时费力，而且误差较大。

该文介绍了用Origin处理该实验数据的全过程，旨在为学生提供参考。

Origin处理法结果科学精确、简便快捷，能提高试验数据处理的准确性和规范性，并能及时了解和判断学生实验结果的正确性和精密度。

一、二元液系相图的实验数据处理（一）实验原理根据相律：自由度=组分数-相数+2，知道对于气-液共存的二组分体系，其自由度为2。

只要任意再确定一个变量，整个体系的存在状态就可以用二维图形来描述。

例如，在一定压力下，可以画出体系温度T和组成X的关系图，这就是相图。

因此对于环己烷与乙醇组成的二组分体系，在常压下我们只需测出己烷—乙醇体系的沸点和相对应的气相、液相的组成，就可绘制环己烷—乙醇的气-液组成相图（T—X图）了。

该实验绘制环己烷-乙醇的二组分气液平衡相图。

首先要测得环己烷的摩尔分数分别为3%、15%、30%、50%、60%、80%、92%、97%的每一个混合物的沸点和该混合物气液两相的组成。

沸点是用沸点测定仪的温度计读得的，组成是用测得溶液的折射率通过标准曲线获得的，标准曲线是用环己烷的摩尔分数为20%、40%、60%、80%的标准溶液折射率（见表1）绘制出的折射率与组成的关系曲线。

乙醇环己烷双液系气液平衡相图测绘方法改进一、本文概述在化学工程领域中，相图测绘是理解物质相互作用和相变行为的重要手段。

特别是对于复杂的双液系体系，如乙醇环己烷体系，精准的相图数据对于工艺设计、优化以及过程控制具有至关重要的意义。

然而，传统的相图测绘方法常常面临操作繁琐、耗时长、误差大等问题，这在一定程度上限制了其在实际应用中的准确性和可靠性。

因此，本文旨在探讨并改进乙醇环己烷双液系气液平衡相图的测绘方法，以提高测量效率和准确性。

本文首先将对传统的相图测绘方法进行回顾和分析，指出其存在的问题和不足。

在此基础上，我们将提出一种改进的相图测绘方法，该方法结合了现代测量技术和数据处理技术，旨在提高相图测绘的自动化程度、减少人为误差，并提升测量结果的精度。

接下来，本文将详细介绍改进后的相图测绘方法的实施步骤和操作细节，包括实验装置的选择、实验条件的控制、数据采集和处理等方面。

我们还将通过具体的实验案例来验证该方法的可行性和有效性。

本文将对改进后的相图测绘方法进行总结和评估，分析其在乙醇环己烷双液系气液平衡相图测绘中的应用前景和潜在价值。

通过本文的研究，我们期望能够为相关领域的科研工作者和工程师提供一种更加高效、准确的相图测绘方法，推动乙醇环己烷等双液系体系在化学工程中的应用和发展。

二、传统乙醇环己烷双液系气液平衡相图测绘方法回顾传统的乙醇环己烷双液系气液平衡相图测绘方法主要依赖于经典的实验技术和数据处理手段。

这一方法通常包括以下几个步骤：需要准备纯净的乙醇和环己烷，以及一个能够精确控制温度的实验装置，如恒温槽。

在恒温条件下，将乙醇和环己烷的混合物置于一个密闭的容器中，使其达到气液平衡状态。

这一过程中，需要定时记录温度和压力的变化，以便后续分析。

接下来，通过色谱、质谱等分析技术，对平衡后的气相和液相成分进行定性和定量分析，从而确定各组分在气液两相中的分布。

然而，这种传统方法存在一些明显的不足。

例如，实验过程耗时较长，且对实验条件（如温度控制精度、容器密封性等）要求较高。

双液系的气一液平衡相图的绘制一、目的要求1.用沸点仪测定大气压下乙醇一环己烷或异丙醇-环己烷双液系气-液平衡时气相与液相组成及平衡温度，绘制温度一组成图，确定恒沸混合物的组成及恒沸点的温度。

2.了解物化实验光学方法的基本原理，学会阿贝折光仪的使用。

3.进一步理解分馏原理。

二、实验原理两种常温时为液态的物质混合起来而组成的二组分体系称为双液系。

两种液体若能按任意比例互相溶解，称为完全互溶的双液系；若只能在一定比例范围内互相溶解，则称为部分双液系。

如果在恒压将溶液蒸馏，当气液两相达平衡时，记下此时的沸点，并分别测定气相（溜出物）与液相（蒸馏液）的组成，就能绘出双液系的气液平衡相图。

三、仪器和药品1.仪器玻璃沸点仪一套；阿贝折光仪一台；WLS系列可调式恒流电源一台；SWJ型精密数字温度计一台；SYC超级恒温槽一台。

2.药品无水乙醇（AR）或异丙醇（AR）；环己烷（AR）。

四、实验步骤1.根据需要，连好沸点仪，数字贝壳曼温度计，感温杆不与电热丝相碰。

2.接通冷凝水，用超级恒温槽完成冷凝循环。

量取35ml异丙醇从侧管加入蒸馏瓶内，并使传感器侵入溶液3cm左右。

将加热丝接通恒流电源。

将电流调定1.1A，使电热丝将液体加热至缓慢沸腾，待温度恒定后，记下乙醇的沸点及环境气压。

3.依次再加入2.6.12.20ml环己烷，同上法测定溶液的沸点和吸取气、液相并测其折射率。

4.关闭仪器和冷凝水，将溶液倒入回收瓶。

五、实验注意事项1.沸点仪中没有装入溶液之前绝对不能通电加热，如果没有溶液，通电加热丝时，沸点仪会炸裂；2.一定要在停止通电加热之后，方可取样进行分析；3.使用阿贝折光仪时，棱镜上不能触及硬物（滴管），要用专用擦镜纸擦镜面。

六、实验数据记录及处理异丙醇35ml+环己烷环己烷35ml+异丙醇混合溶液中相应的异丙醇的含量，用表格表示如下:工作曲线向35ml 的异丙醇中加入环己烷 加入环己烷的 量（ml ）温度（0C ） 液相中异丙醇的摩尔 百分数％ 气相中异丙醇的摩尔 百分数％0 76.6 100 100 2 74.9 93.0 92.5 4 71.5 82.2 50.9 12 69.0 72.1 39.4 2067.640.149.4向35ml 的环己烷中加入异丙醇 加入异丙醇的 量（ml ） 温度（0C ） 液相中异丙醇的摩尔 百分数％ 气相中异丙醇的摩尔 百分数％75.5 0 0 2 74.0 9.1 10.3 4 68.0 17.7 37.5 10 67.5 38.7 37.4 1667.84050.3由以上两表作气一液平衡相图如下:y = -0.00053x + 1.42632040 60 80 100 120异丙醇摩尔百分数异内醉仃分数七、思考题1.沸点仪中的小球的体积过大对测量有何影响？答：球太大蒸发出来的部分气体可能就直接在球壁上冷凝了，不会全部进入冷凝管存储在小槽里，使得气相部分有所损耗，测出的沸点不准确，误差比较大。

一、实验名称：双液系的气-液平衡相图的绘制二、仪器和药品：1、仪器：玻璃沸点仪一台；阿贝折光仪一台；WLS系内可调式恒流电源一台；SWJ型精密数字温度计一台；SYC超级恒温槽一台。

2、药品：异丙醇（AR），环己烷（AR）。

二、实验步骤：1．按要求连接好实验装置。

注意：感温杆勿与电热丝相碰。

2．接通冷凝水，用超级恒温槽完成冷凝循环。

量取35ml异丙醇从测管加入蒸馏瓶内，并时传感器浸入溶液3㎝左右。

将加热丝接通恒流电源，将电流调定1.1安，使电热丝将液体加热至缓慢沸腾，待温度基本恒定后，再连同支架一起倾斜蒸馏瓶，使小槽中气相冷凝液倾回蒸馏瓶内，重复三次，记下乙醇的沸点及环境气压。

3．依次再加入2、4、10、8ml环己烷，同上法测定溶液的沸点和吸取气、液相并测其折射率。

4．将溶液倒入回收瓶。

5．从侧管加入35ml环己烷，测其沸点。

6．依次加入2、4、10、16ml异丙醇，按上法测其沸点和吸取气、液相并测其折射率。

7．关闭仪器和冷凝水8、用阿贝折光仪测定不同组成标准溶液以及纯异丙醇、环己烷的折射率。

三、原始实验数据记录表纯环己烷的沸点：77.1o C 纯异丙醇的沸点:.77.2o C表一向35ml的环己烷中加入异丙醇所加异丙醇的量/ml 沸/℃气相折光率液相折光率0 76.1 1.4235 1.42352 68.8 1.4042 1.41924 67.7 1.4046 1.413610 66.9 1.4045 1.4027 1667.6 1.4034 1.3984表二 向35ml 的异丙醇中加入环己烷所加环己烷的量/ml沸点/℃ 气相折光率 液相折光率 0 77.2 1.3759 1.3758 2 74.4 1.3884 1.3761 6 70.0 1.3968 1.3825 12 67.9 1.4030 1.3890 20 66.4 1.4045 1.3924四、实验数据及处理1.重量百分率对折射率作图：ψ%=V 1d 1/( V 1d 1 + V 2d 2) V 、d 分别代表体积及比重 （异丙醇比重0.7832，环己烷的比重0.7791）表三 向35ml 的环己烷中加入异丙醇2、混合液的气液t-n 图绘制：由附表4.1在实验温度t=24.0℃时环己烷与异丙醇混合溶液的浓度与折光系数nB对应值为：n/t=24.0 1.4247 1.4194 1.4165 1.4152 1.4114 1.4097 1.4074 w%[异丙醇]n010.0417.042028.3432.0337.14 n/t=24.0 1.4061 1.4034 1.4013 1.3967 1.3866 1.3757w%[异丙醇]n40.446.04 50.00 60.00 80.00 100.00由上图的得xB 与nB函数:y = -0.0005x + 1.4254、恒沸点温度66.8℃，组成为异丙醇摩尔分数48.5%，环己烷摩尔分数51.5%五、实验注意事项：1．沸点仪中没有装入溶液之前绝对不能通电加热，如果没有溶液，通电加热丝时，沸点仪会炸裂。

双液系气液平衡相图的绘制姓名: 陈万....化工....学号: ....... 指导教师: 栗印环一、实验目的1.测定在下环己烷-乙醇双液系的气-液平衡相图, 了解相图和相率的基本概念；2.掌握测定双组分液体的沸点及正常沸点的方法；3.掌握用折光率确定二元液体组成的方法。

二、实验原理1.气-液相图:液体的沸点是指液体的蒸汽压与外界压力相等时的温度。

测定一系列不同配比溶液的沸点及气液两相的组成, 就可绘制气-液体系的相图。

2、组成分析:可用折光率-组成工作曲线来测得平衡体系的两相组成。

三、实验仪器及试剂沸点测定仪 1只水银温度计 1支调压变压器 1只超级恒温水浴 1台数字式Abbe折光仪（棱镜恒温） 1台玻璃漏斗（直径5cm） 1只长滴管 10支带玻璃磨口塞试管（5mL） 4个烧杯（50mL, 250mL）各1 个环己烷（分析纯）无水乙醇（分析纯）重蒸馏水四、实验室预先配制环己烷-乙醇系列溶液, 以环己烷摩尔分数计大约为、、、、、、和。

五、实验步骤1.标准曲线的绘制（实验室已提前绘制好）。

2.安装沸点仪根据图1所示, 将已洗净、干燥的沸点仪安装好。

检查带有温度计的软木塞是否塞紧。

电阻丝要靠近烧瓶底部的中心。

温度计水银球的位置应处在支管之下, 但至少要高于电热丝2cm。

.图.沸点仪的结构图1.温度计；2.加样口；3.电热丝；4.气相3.测定混合物的沸点1)借助玻璃漏斗由支管加入组成的混合液, 使液面达到温度计水银球的中部, 注意使电热丝达到温度计水银球的中部。

打开冷却水, 接通电源, 调节电压为10V左右, 慢慢加热, 使蒸汽在冷凝管中回流的高度不能超过1/2, 温度计读数达到稳定后再稳定3~5min 使体系达到平衡, 记下此时温度计的读数。

2)切断电源, 停止加热, 用冷水使沸点仪底部冷却, 用干燥的吸管分别吸取冷凝管和圆底烧瓶底部的冷凝液, 在数字式阿贝折光仪上分别测定两者的折光率, 并由标准曲线读出对应的组成, 此数值可认为分别是气相和液相的组成, 测定完后将溶液倒入指定的储液瓶里。