气液平衡相图的测定(精)
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实验七、双液系气—液平衡相图的测绘专业:11化学姓名:赖煊荣座号:32 同组人:黄音彬时间:2013.12. 3Ⅰ、目的要求1.测定相应组成时的沸点并制作常压下环已烷—无水乙醇双液系的平衡相图。
2.从沸点组成图了解分馏原理。
3.了解沸点的测定技术,掌握两组分液体沸点的测定方法。
4.掌握折光率与组成的关系及阿贝折光仪的使用方法。
Ⅱ、基本原理一、气—液相图两种液态物质混合而成的二组分体系称为双液系。
两个组分若能按任意比例互相溶解,称完全互溶双液系。
液体的沸点是指液体的蒸气压与外压相等时的温度。
在一定的外压下,纯液体的沸点有其确定值。
但双液系的沸点不仅与外压有关,而且还与两种液体的相对含量有关。
根据相律:自由度=组分数-相数+2 。
因此,一个以气—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。
在T—x相图上,还有温度、液相组成和气相组成三个变量,但只有一个自由度。
一旦设定某个变量,则其它两个变量必有相应的确定值。
二、沸点测定仪沸点仪的构造特点满足:正确测定沸点、便于取样分析、防止过热及避免分馏等。
如图2,是一只带回流冷凝管的长颈圆底烧瓶。
冷凝管底部有一半球形小室,用以收集冷凝下来的气相样品。
溶液中事先加入沸石以减少溶液沸腾时的过热现象及防止暴沸。
三、组成分析本实验选用的环已烷和乙醇,两者折光率相差颇大,而折光率测定又只需少量样品,平衡体系两相组成的获得由事先测得的折光率——组成的工作曲线查得。
折光仪的原理及使用详见参考资料。
Ⅲ、仪器与试剂沸点测定仪一套,普通温度计一支、超级恒温器一套(配接触点温度计、温度计各一支),酒精灯一个、铁架台一附、阿贝折光仪一台、长滴管、烧杯、移液管、擦镜纸等。
环已烷(分析纯)、无水乙醇(分析纯)、丙酮(分析纯)、重蒸馏水等。
Ⅳ、实验步骤1.联接超级恒温器与阿贝折光仪。
调节超级恒温器恒温水浴温度为设定温度25℃,与阿贝折光仪温度一致。
实验五双液系的气—液平衡相图一、实验目的1、绘制在标准压力下乙醇-正丙醇体系的沸点组成图,并确定其恒沸点及恒沸组成;2、熟练掌握测定双组分液体沸点的方法及用折光率确定二组分物系组成的方法;3、掌握超级恒温槽、阿贝折射仪、气压计等仪器的使用方法。
二、实验原理1、相图任意两个在常温时为液态的物质混合起来组成的体系称为双液系。
两种溶液若能按任意比例进行溶解,称为完全互溶双液系,如环已烷-乙醇、正丙醇-乙醇体系都是完全互溶体系。
若只能在一定比例范围内溶解,称为部分互溶双液系,例苯-水体系。
在完全互溶双液系中,有一部分能形成理想液态混合物,如苯-甲苯系统,二者的行为均符合拉乌尔定律,但大部分双液系是非理想液态混合物,其行为与拉乌尔定律有偏差。
液体的沸点是指液体的蒸气压与外界压力相等时的温度。
在一定外压下,纯液体的沸点有其确定值,但双液系的沸点不仅与外压有关,而且还与两种液体的相对含量有关。
双液系两相平衡时的气相组成和液相组成并不相同。
通常用几何作图的方法将双液系的沸点对其气相和液相的组成作图,所得图形叫双液系的沸点T(或t)-组成(x)图,即T(或t)—x图。
它表明了沸点与液相组成和与之平衡的气相组成之间的关系。
在恒定压力下,二组分系统气液达到平衡时,其沸点-组成(t-x)图分三类:(1)混合液的沸点介于A、B二纯组分沸点之间。
这类双液系可用分馏法从溶液中分离出两个纯组分。
如苯-甲苯系统,此时混合物的行为符合拉乌尔定律或对拉乌尔定律的偏差不大。
如图5-1(a)所示。
(2)有最低恒沸点体系,如环已烷-乙醇体系,t—x图上有一个最低点,此点称最低恒沸点,在此点相互平衡的液相和气相具有相同的组成,此时混合物的行为对拉乌尔定律产生最大正偏差,如图5-1(b)所示。
对于这类的双液系,用分馏法不能从溶液中同时分离出两个纯组分。
(3)有最高恒沸点体系,如氯仿-丙酮体系,t—x图上有一个最高点,此点称最高恒沸点,在此点相互平衡的液相和气相具有相同的组成,此时混合物的行为对拉乌尔定律产生最大负偏差,如图5-1(c)所示。
实验五 双液系气液平衡相图一、实验目的1. 绘制在p ө下环已烷—异丙醇双液系的气液平衡相 图,了解相图和相律的基本概念; 2. 掌握回流冷凝法测定双组分液体的沸点及正常沸点的方法;3. 了解阿贝折光仪的构造原理,熟悉掌握用折光率确定二元液体组成的方法。
二、实验原理1、 气—液相图图5.1 沸点测定仪示意图根据相律f=C-Φ+2,对于一个气—液共存的二组分体系,其自由度f =2,若再确定一个变量,整个体系的存在状态就可以用二维图形来描述。
通常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—液相图。
压力不同时,双液系的相图将略有差异。
本实验要求将外压校正到101325kPa 。
完全互溶双液系恒定压力下的沸点-组成图可以分成三类:⑴溶液沸点介于两纯组分沸点之间(图5.1);⑵溶液存在最低沸点(图5.2);⑶溶液存在最高沸点(图5.3)。
t/ ℃ p=常数 t/ ℃ p=常数 t/ ℃ p=常数g g gl l lA xB → B A x B → B A x B → B 图(5.1) 图(5.2) 图(5.3)2、 沸点测定仪本实验所用沸点仪如图5.1所示的。
本实验是利用回流及分析的方法来绘制相图。
取不同组成的溶液在沸点仪中回流,测定其沸点及气、液相组成沸点数据可直接由温度计获得,气、液相组成可通过测定其折光率,然后由组成-折光率曲线中最后确定。
三、仪器 试剂蒸气压测定装置1套;真空泵1台;数字式气压计1台;电加热器1只;温度计2支;数字式真空计1台;磁力搅拌器1台;异丙醇(分析纯)。
四、实验步骤1. 按仪器装置图接好测量线路,所有接口须严密封闭,将液体装入平衡管。
2. 系统检漏缓慢旋转三通活塞,使系统通大气,开启冷却水,接通电源使真空正常转后,调节活塞使系统减压至1104后关闭活塞,此时系统处于真空状态。
若漏气则分段检查直至不漏气才可进行实验。
3. 测不同温度下液体的饱和蒸气压转动三通活塞使系统与大气相通,开动搅拌机并水浴加热。
实验三二元系统汽液平衡数据的测定实验概括在化学工业中,蒸馏、吸收过程的工艺和设备设计都需要准确的汽液平衡数据,本实验就是利用双循环汽液平衡器测定的二元汽液平衡数据。
它对提供最佳化的操作条件,减少能源消耗和降低成本等,都有重要意义。
A实验目的⏹了解和掌握用双循环汽液平衡器测定二元汽液平衡数据的方法。
⏹了解缔合系统汽-液平衡数据的关联方法,从实验测得的T-p-x-y数据计算各组分的活度系数。
⏹学会二元汽液平衡相图的绘制。
B 实验原理 蒸馏循环线循环法测定汽液平衡数据的基本原理示意图 当体系达到平衡时,a 、b 容器中的组成不随时间的变化而变化,这时从a 和b 两容器中取样分析,可得到一组汽液平衡试验数据。
baC预习与思考⏹为什么即使在常低压下,醋酸蒸气也不能当作理想气体看待?⏹本实验中气液两相达到平衡的判据是什么?⏹设计用0.1mol/LNaOH标准液测定气液两相组成的分析步骤、并推导平衡组成计算式?⏹如何计算醋酸-水二元系的活度系数?⏹为什么要对平衡温度作压力校正?⏹本实验装置如何防止汽液平衡釜闪蒸、精馏现象发生?如何防止暴沸发生?D实验装置与流程(一)本实验采用改进的Ellis气液两相双循环型蒸馏器,如图所示。
D实验装置与流程(二)⏹改进的Ellis蒸馏器测定汽液平衡数据较准确,操作也简单,但仅适用于液相和气相冷凝液都是均相的系统。
温度测量用分度为0.1℃的水银温度计。
⏹平衡釜加热下方是一个磁力搅拌器,用以加热时搅拌液体;另还有一个电子控制装置,用以调节加热电压及上下两组电热丝保温的加热电压。
⏹分析测试汽液组成时,用化学滴定法。
E实验步骤及方法(一)⏹(1)加料从加料口加入配制好的醋酸-水二元溶液。
⏹(2)加热调节电压150~200V左右,开启磁力搅拌器,缓慢加热至釜液至沸,分别接通上、下保温电源,电压调节在10~15V.⏹(3)控温溶液沸腾,气相冷凝液出现,直到冷凝回流。
气相温度控制在比平衡温度高0.5~1 ℃左右。
二组分气-液平衡相图的测定相图系指系统的相平衡状态图。
相图用图解的方法研究系统的相平衡行为,是相平衡热力学研究的重要手段之一。
相律只能给出系统的独立组分数、平衡共存相数和自由度数,而相图可以给出更加详尽得多的信息。
利用相图提供的信息,化学工程师可以进行工程(如精馏塔)设计及工艺操作(如利用盐-水系统相图进行盐类的精制);可以进行精馏分离或制备具有精确组成的标准样品(如恒沸蒸馏混合物);可以利用区域熔炼技术把金属提纯到极高的纯度,也可以把有机混合物或高分子混合物按照相对分子质量进行重新排布;利用二组分气-液平衡实验数据,结合实际溶液知识,可以测量实际溶液中溶剂或溶质的活度及活度因子。
合金相图是合金冶炼、金属热处理和表面处理的理论依据。
利用相图还可以估算纯组分的相变焓。
实验目的1.了解蒸馏法绘制具有恒沸点的二组分气-液平衡相图的原理与方法;2.了解阿贝折光仪的工作原理及样品折光指数的测量方法;3.用蒸馏法绘制无水乙醇-环己烷二组分气-液平衡相图。
实验原理由于系统性质的千差万别,系统的相图也各不相同。
大部分相图都靠实验测定。
目前,实验上测定相图的方法主要有三种:1、冷却曲线法(又称热分析法),此法一般用于具有较高相变温度的系统(如金属和合金相图)。
2、溶解度法,此法一般用于部分互溶凝聚系统(如苯胺和水的相图)。
3、蒸馏法,此法一般用于气-液平衡系统(如乙醇-苯相图)。
对于气-液平衡系统,按照蒸馏条件的不同,可分为蒸气压~组成图,即p~x图(恒温蒸馏)和沸点~组成图,即t~x图(恒压蒸馏)。
本实验测定常压下乙醇-环己烷的沸点~组成图,即t~x图。
因此,本实验的技术关键是如何正确测量所给系统的相平衡温度(沸点)和相平衡组成(气相组成,液相组成)。
仪器和药品平衡蒸馏仪一套(见图3-15);阿贝折光仪(附带超级恒温水浴);自偶调压器一台;放大镜一只;量筒、移液管、滴管等;环己烷(A·R);无水乙醇(A·R)。
双液系的气液平衡相图2011年9月5日实验,2011年9月12日提交报告助教:柳清1 引言相图(phase diagram)是用图形表示多相系统的物理化学状态随温度、压力、组分含量等的变化的图1。
对于多相平衡系统,相律(phase rule)是其热力学基础。
本实验研究的是环己烷-乙醇(C6H12-C2H5OH)双液系的气液平衡状态。
根据相律,f+Φ = C+2其中相数Φ为2,独立自由组分数C为1,则系统自由度数f为1。
如果固定外压p不变,条件自由度数f′为0。
因此,在外压p不变时,温度T和组分含量x唯一确定了双液系气液平衡系统的状态。
用气液平衡时的温度T和组分含量x分别作为纵横坐标,同时测定气相和液相的组成,可以绘制双液系的气液平衡T-x相图。
不同组成的双液系具有不同形式的气液平衡T-x相图。
理想液体混合物或者接近理想液体混合物的双液系,混合物的沸点介于两纯物质沸点之间,如图1(a)。
各组分蒸气压对拉乌尔定律产生很大的正偏差时,混合溶液体系会具有最低恒沸点,如图1(b)。
反之,混合溶液体系会具有最高恒沸点,如图1(c)。
(a) (b) (c)图1 不同双液系的气液平衡T-x相图形式本实验选用具有最低恒沸点的环己烷-乙醇(C6H12-C2H5OH)双液系。
用沸点仪可以测定不同组成的双液系的恒压沸点T。
沸点仪是测定常量溶液沸点的工具。
沸腾时的溶液从喷嘴喷出,温度计测定的恰是该处蒸气和液相平衡的温度。
气相部分经过冷凝器冷凝后储存在小泡中,以备取样。
考虑到温度计的精度,需要对1/10℃温度计进行露茎校正。
由于温度计暴露于体系之外的部分所处温度与实测区域不同,二者膨胀系数略有差别。
为了补偿这部分损失,通过辅助温度计读出环境温度后,按下式校正:t = t0+1.57×10-4×n×(t0-t s)式中t0为温度计读数,n为温度计露茎在体系外的刻度数目,t s为辅助温度计读数。
t 为校正后的温度。
双液系的气液平衡相图摘要:常温下,两液态物质混合而成的体系称为双液系。
其气液平衡相图在科学研究以及实际生产生活上都有重要作用。
本文使用沸点仪测定水—正丙醇双液系在一个大气压下的沸点,并利用折射率随溶液组成不同而发生改变的特点,使用阿贝折射仪测定不同沸点下水和正丙醇的比例,绘制出恒压下的双液系平衡相图。
关键词:双液系折光率相图最低恒沸点Vapor-liquid Equilibrium Phase Diagram ofBinary Liquid SystemMingXuan Zhang PB15030833Abstract:Under the room temperature,two liquid substances are mixed to make Binary Liquid Systems.Its vapor-liquid equilibrium phase diagram has an important role in scientific research as well as in the actual production of our daily life.This experiment uses the boiling point of water-Determination of propanol two liquid system in an atmospheric pressure boiling point,and the use of refractive index with different solution composition and change characteristics,the use of Abbe refractometer measurement of different boiling water and n-propanol ratio,finally drawing the two liquid system phase equilibrium.Keywords:Binary Liquid System Refractive Index Phase Graph Minimum Azeotropic Point1.前言二元相图,又称二元系相图,是表示系统中两个组元在热力学平衡状态下组份和温度、压力之间的关系的简明图解。
双液系的气液平衡相图实验报告双液系的气液平衡相图实验报告一、引言在化学实验中,相图是研究物质在不同温度和压力下的相态变化规律的重要工具。
气液平衡相图是指在一定温度和压力下,气体和液体之间的平衡状态。
本实验旨在通过测定双液系的气液平衡相图,探究不同组分和温度对气液平衡的影响。
二、实验方法1. 实验仪器和试剂准备本实验所需的仪器有气相色谱仪、恒温水浴槽、压力计等。
试剂包括乙醇、水等。
2. 实验步骤(1) 准备双液系溶液:按照一定的比例将乙醇和水混合制备双液系溶液。
(2) 装填样品:将双液系溶液装填到气相色谱仪的样品瓶中。
(3) 设置温度:将恒温水浴槽的温度调至所需的实验温度。
(4) 测定平衡压力:将样品瓶放入恒温水浴槽中,等待一段时间使系统达到平衡,然后使用压力计测定平衡时的压力。
(5) 重复实验:重复以上步骤,测定不同组分和温度下的气液平衡压力。
三、实验结果根据实验数据,我们绘制了双液系的气液平衡相图。
图中横轴表示乙醇的摩尔分数,纵轴表示平衡时的压力。
我们可以观察到随着乙醇浓度的增加,平衡压力逐渐增大。
同时,随着温度的升高,平衡压力也呈现出上升的趋势。
这与理论预期相符。
四、讨论与分析通过实验结果,我们可以得出以下几点结论:1. 组分对气液平衡的影响:在双液系中,乙醇的浓度增加会导致平衡压力增加。
这是因为乙醇分子与水分子之间的相互作用力较强,使得乙醇分子更难从液相转移到气相,因而需要更高的压力才能达到平衡。
2. 温度对气液平衡的影响:随着温度的升高,气液平衡的压力也会增加。
这是由于温度升高会增加分子的热运动,使得气体分子更容易从液相转移到气相,因此需要更高的压力来保持平衡。
3. 实验误差分析:在实验过程中,由于仪器的精度限制和操作误差等因素的存在,实验结果可能存在一定的误差。
为了提高实验结果的准确性,我们可以增加重复实验次数,并进行数据的平均处理。
五、结论通过本实验,我们成功测定了双液系的气液平衡相图,并探究了组分和温度对气液平衡的影响。
双液系的气液平衡相图实验者:林澄昱生04 2010030007 同组者:张弯弯实验日期:2012-03-10 提交日期:2012-03-16实验指导:刘晓惠1引言两种蒸气压不同的挥发性液体在混合之后,其溶液组成与与其平衡气相的组成不同。
在恒外压下,二组分系统达到气液平衡时,表示液态混合物的沸点与平衡时气液两相组成关系的相图,称为沸点和组成(T-x)图。
大致分为三大类,包括:(1)理想液体混合物或接近理想液体混合物的双液系,其混合物沸点介于两纯物质沸点之间。
见图1(a);(2)各组分蒸气压对拉乌尔定律产生很大的负偏差,有最高恒沸点。
见图1(b);(3)各组分蒸汽压对拉乌尔定律产生很大的正偏差,有最低恒沸点。
见图2(c)1。
图1 三类沸点组成(T-x)图本实验为了绘制常压下环己烷-乙醇的气液平衡相图,先利用阿贝折射仪测定一系列已知组成混合溶液及纯液体的折射率,绘制标准曲线,再通过沸点仪测定一系列混合溶液的沸点,收集少量气相冷凝液以及溶液,测定其各自折射率,反查标准曲线得到气液两相的组成,绘得双液系的气液平衡相图。
2实验操作2.1实验药品、仪器及测试装置示意图2.1.1实验药品环己烷,无水乙醇;2.1.2实验仪器沸点仪,调压器,温度传感器,锥形瓶,分析天平(AR2140),阿贝折射仪(型号不明,为靠近恒温箱的一台),恒温箱,胶头滴管,10ml吸量管,洗耳球;2.1.3装置示意图1. 冷却水入口2. 气相冷凝液贮存小泡3. 温度传感器4. 喷嘴5. 电热丝6. 调压器2图2 沸点仪2.2实验条件恒温槽温度:26 ℃室温:未测气压:未测2.3实验操作步骤及方法要点2.3.1标准曲线的测定及绘制2.3.1.1标准溶液的配制取5个干燥、洁净的锥形瓶,编号为1~5,分别称量空瓶质量并记录;依照表1分别量取并加入相应体积的环己烷和无水乙醇,每加入一种溶液以后称量其质量并记录;得到5份已知组分的标准溶液。
表1 标准溶液的配制方案通过称量得到的质量,可以计算得到每锥形瓶中液体含有的环己烷质量分数,通过测定其折射率,可以确定特定环己烷质量分数与折射率的关系;同时,直接量取纯的无水乙醇和环己烷,测定其折射率,可以绘制在环己烷质量分数在0~1之间的无水乙醇混合溶液与折射率的关系曲线。
实验四二组分体系气液平衡相图一.实验目的1.了解液体沸点的测定方法。
2.掌握温度计的露茎校正方法。
3.掌握阿贝折光仪的原理及使用方法4.测定环己烷——乙醇二元系统气液平衡数据,给出沸点组成图。
二.实验原理常温下两液态物质混合构成的体系称为双液系。
若该双液系能按任意比例混合成为一相则称为完全互溶双液系。
若只能在一定比例范围内混合成为一相,其它比例范围内为两相则称部分互溶双液系。
环己烷——乙醇体系是完全互溶双液系。
液体的沸点是指液体的蒸气压和外压相等时的温度。
在一定外压下纯液体的沸点有确定值。
但是双液系沸点不仅与外压有关还随双液系的组成的改变而改变。
同时,在一般情况下双液系蒸馏时的气相组成和液相组成并不相同,因此原则上可通过反复蒸馏即精馏的方法分离双液系中的两液体。
但是当双液系具有恒沸点时,不能用单纯蒸馏的方法分离两液体。
如图4.1所示,本实验所用体系环己烷——乙醇的温度组成图是一个典型的具有最低恒沸点的相图。
若将组成在恒沸点处的体系蒸馏时气相组成和液相组成完全一样,因此在整个蒸馏过程中沸点也恒定不变,无法通过蒸馏的方法分离两组分。
恒沸点和恒沸混合物的组成还和外压有关,因此在不同外压条件下实验时所得双液系的相图也不尽相同,通常压力变化不大时恒沸点和恒沸混合物的组成的变化也不大,在未注明压力时一般均指外压为101.325kPa。
图4.1 具有最低恒沸点体系相图示意图本实验采用回流冷凝法测定环己烷——乙醇溶液在不同组成时的沸点。
由于液体沸腾时易发生过热现象,同时气相又易出现分馏效应,因此沸点的准确测定不易。
本实验所用的沸点仪如图 4.2所示,称为奥斯默沸点仪,它是一支带有回流冷凝管的长颈圆底烧瓶,加热用的电热丝直接浸在溶液中,这样可以减少溶液的过热现象和防止暴沸。
冷凝管的底部有一个小球泡用以收集冷凝下来的气相样品,由于分馏作用会使获得的气相样品的组成与气液平衡时的气相组成发生偏差,为此须在吹制沸点仪时尽量缩短小球泡与烧瓶间的距离以减少分馏作用。
双液系的气-液平衡相图报告人:宋意海 班级:09应化2Z 实验时间2011年04月15日一.实验目的1.测定常压下环己烷-乙醇二元系统的气液平衡数据,绘制沸点-组成相图。
2.掌握双组分沸点的测定方法,通过实验进一步理解分馏原理。
3.掌握阿贝折射仪的使用方法。
二.实验原理两种液体物质混合而成的两组分体系称为双液系。
根据两组分间溶解度的不同,可分为完全互溶、部分互溶和完全不互溶三种情况。
两种挥发性液体混合形成完全互溶体系时,如果该两组分的蒸气压不同,则混合物的组成与平衡时气相的组成不同。
当压力保持一定,混合物沸点与两组分的相对含量有关。
恒定压力下,真实的完全互溶双液系的气-液平衡相图(T -x ),根据体系对拉乌尔定律的偏差情况,可分为三类:(1)一般偏差:混合物的沸点介于两种纯组分之间,如甲苯-苯体系,如图1(a)所示。
(2)最大负偏差:混合物存在着最高沸点,如盐酸-水体系,如图1 (b)所示。
(3)最大正偏差:混合物存在着最低沸点,如正丙醇—水体系,如图1(c))所示。
t AtAt At Bt B t Bt / o Ct / o t / o x Bx Bx BABAABB(a)(b)(c)x 'x '图1 完全互溶双液系的相图对于后两种情况,为具有恒沸点的双液系相图。
它们在最低或最高恒沸点时的气相和液相组成相同,因而不能象第一类那样通过反复蒸馏的方法而使双液系的两个组分相互分离,而只能采取精馏等方法分离出一种纯物质和另一种恒沸混合物。
为了测定双液系的T-x相图,需在气-液平衡后,同时测定双液系的沸点和液相、气相的平衡组成。
本实验以环己烷-乙醇为体系,该体系属于上述第三种类型,在沸点仪(如图2)中蒸馏不同组成的混合物,测定其沸点及相应的气、液二相的组成,即可作出T-x相图。
本实验中两相的成分分析均采用折光率法。
折光率是物质的一个特征数值,它与物质的浓度及温度有关,因此在测量物质的折光率时要求温度恒定。
双液系的气液平衡相图1引言1.1实验目的(1) 用沸点仪测定常压下环己烷-乙醇的气液平衡相图(2) 掌握阿贝折射仪的使用方法1.2 实验原理将两种挥发性液体混合,若该二组分的蒸气压不同,则溶液的组成与其平衡气相的组成不同。
在压力保持一定,二组分系统气液达到平衡时,表示液态混合物的沸点与平衡时组成关系的相图,称为沸点和组成(T-x)图。
沸点和组成(T-x)的关系有下列三种:(1) 理想液体混合物或接近理想液体混合物的双液系,其液体混合物的沸点介于两纯物质沸点之间,见图1.1(a);(2) 各组分蒸气压对拉乌尔定律产生很大的负偏差,其溶液有最高恒沸点,见图1.1(b);(3) 各组分蒸气压对拉乌尔定律产生很大的正偏差,其溶液有最低恒沸点,见图1.1(c)。
第(2)、(3)两类溶液在最高或最低恒沸点时的气液两相组成相同,加热蒸发的结果只使气相总量增加,气液相组成及溶液沸点保持不变,这时的温度称恒沸点,相应的组成称恒沸组成。
第一类混合物可用一般精馏法分离出这两种纯物质,第(2)、(3)类混合物用一般精馏方法只能分离出一种纯物质和另一种恒沸混合物。
图1.1 三类溶液相图为了测定二元液系的T-x图,需在气液达到平衡后,同时测定溶液的沸点、气相和液相组成。
本实验是测定具有最低恒沸点的环己烷-乙醇双液系的T-x 图。
方法是用沸点仪(图1.2)直接测定一系列不同组成之溶液的气液平衡温度(即沸点),并收集少量馏出液(即气相冷凝液)及吸取少量溶液(即液相),分别用阿贝折射仪测定其折射率。
为了求出相应的组成,必须先测定已知组成的溶液的折射率,作出折射率对组成的工作曲线,在此曲线上即可查得对应于样品折射率的组成。
2 实验操作2.1 实验仪器实验使用沸点仪,调压器,阿贝折射仪,超级恒温槽,电子温度计,滴管,放大镜 环己烷,无水乙醇(AR ),各种浓度的环己烷-乙醇混合溶液2.2 实验条件实验室温度17.5 °C ,气压100.7 kPa ,相对湿度34%2.3 实验操作(1) 测定溶液的折射率。
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。