完全互溶双液系的平衡相图

课程名称：大学化学实验（P）指导老师：成绩：_______________实验名称：二组分完全互溶双液系气-液平衡相图实验类型：物性测试同组学生姓名：【实验目的】1.学习测定气-液平衡数据及绘制二组分系统相图的方法，加深理解相律和相图等概念。

2.掌握正确测量纯液体和液体混合物沸点的方法。

3.熟悉阿贝折光仪的原理及操作，熟练掌握超级恒温超的使用和液体折射率的测定。

4.了解运用物理化学性质确定混合物组成的方法。

【实验原理】两种液态物质若能以任意比例混合，则称为二组分完全互溶液态混合物系统。

当纯液体或液态混合物的蒸气压与外压相等时就会沸腾，此时的温度就是沸点。

在一定外压下，纯液体的沸点有确定值，通常说的液体沸点指101.3kPa下的沸点。

对于完全互溶的混合物系统，沸点不仅与外压有关，还与系统的组成有关。

在一定压力下，二组分完全互溶液态混合物系统的沸点与组成的关系可分为三类：（1）液态混合物的沸点介于两纯组分的沸点之间，如苯-甲苯系统；（2）液态混合物有沸点极大值，如丙酮-氯仿系统；（3）液态混合物有沸点极小值，如水-乙醇系统、苯-乙醇系统。

对于第（1）类，在系统处于沸点时，气液两相的组成不相同，可以通过精馏使系统的两个组分完全分离。

第（2）、（3）类是由实际系统与拉乌尔定律产生严重偏差导致。

正偏差很大的系统，如第（3）类，在T-x图上呈现极小值，负偏差很大时，如第（2）类，则会出现极大值。

相图中出现极致的那一点，称为恒沸点，恒沸点温度和组成都是非常重要的平衡数据。

具有恒沸点组成的二组分混合物，在蒸馏时的气相组成和液相组成完全一样，整个蒸馏过程中沸点恒定不变，因此称为恒沸混合物，如要获得两纯组分，则需采取其他方法。

液态混合物组成的分析是相平衡实验的关键。

组分分析常采用折射率法、密度法等物理方法和色谱分析法等。

本实验采用折射率法。

在一定温度下的折射率是物质的一个特征参数，液态混合物的折射率与组成有关，一般呈简单的函数关系。

实验四 完全互溶双液系气液平衡相图的绘制一．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 At AtAt Bt B t Bt / o Ct / o Ct / o Cx 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。

图2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。

溶液的浓度不同、组成不同，折光率也不同。

大学化学实验Ⅱ实验报告（物理化学部分）（贵州大学化学与化工学院——大学化学教学与示范中心）班级专业：环境科学091*名：***学号：**********指导教师：**实验成绩：实验编号：十四实验项目名称：完全互溶双液系统气-液平衡相图的绘制报告人：岳凡耀同组人：赵安娜、赵芳、吴红、陈彦霖、孙腾实验时间：2011年4月 28日一、实验目的：1.掌握阿贝折射仪的使用方法通过测定混合物的折射率确定其组成。

2.学习常压下完全互溶双液系统气-液平衡相图的测绘方法，加深对相律、恒沸点的理解。

二、实验原理：相图是描述相平衡系统温度、压力、组成之间关系的图形，可以通过实验测定相平衡系统的组成来绘制。

两种液体物质混合而成的两组分体系称为双液系。

若两液体能以任意比例互溶，称其为完全互溶双液系统；若两液体只能部分互溶，称其为部分互溶双液系统。

当纯液体或液态混合物的蒸气压与外压相等时，液体就会沸腾，此时气-液两相呈平衡，所对应的温度就是沸点。

双液系统的沸点不仅取决于压力，还与液体的组成有关。

表示定压下双液系统气-液两相平衡时温度与组成关系的图称为T-X图或沸点-组成图。

B恒定压力下，真实的完全互溶双液系的气-液平衡相图（T-X），根据体系对乌拉尔定律的偏差情况，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（а）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。

图1 完全互溶双液系统的气-液平衡相图在最高沸点和最低沸点处，气相线与液相线相交，对应于此点组成的溶液，达到气-液两相平衡时，气相与液相组成相同，沸腾的结果只使气相量增加、液相量减少，沸腾过程中温度保持不变，这时的温度叫恒沸点，相应的组成叫恒沸组成。

压力不同，同一双液系统的相图不同，恒沸点及恒沸组成也不同。

本实验采用回流冷凝的方法绘制乙醇-环己醇体系的T-X图。

实验三完全互溶双液系的气-液平衡相图一、实验目的1.绘制常压下环己烷-乙醇双液系的T—X图，并找出最低恒沸点和最低恒沸混合物的组成。

2.学会阿贝折射仪的使用。

二、实验原理在大气压下，完全互溶双液系的沸点-组成相图有理想溶液及无恒沸点、最低恒沸点和最高恒沸点实际溶液四种：环己烷-乙醇体系沸点—组成图与乙醇-水体系沸点—组成图相似，同属实际溶液中第二类有最低恒沸点的。

其相图可通过阿贝折射仪测定不同组成样品体系在沸点温度时气-液相的折射率、查“折射率—组成工作曲线得相应的组成”来绘制的。

三、仪器药品1、仪器阿贝折射仪1台; 沸点仪1套; 恒温槽1台;0.1刻度水银温度计（0-100℃）2支；带磨口塞子的小样品管（2mL）16支;移液管(2mL)2支；胶头滴管2个； 50mL 烧杯10只（公用）；50mL量筒10只（公用）。

2、药品（1）无水乙醇(AR)；环己烷(AR); 二次蒸馏水。

（2）在样品瓶中依次加入环己烷10mL、20mL、30mL、40mL、50mL、60mL、70mL、80mL、90mL和乙醇90mL、80mL、70mL、60mL、50mL、40mL、30mL、20mL、20mL已知浓度的标准溶液（按纯样品的密度，换算成物质的量分数）9份。

（3）环己烷物质的量分数约为0.05、0.15、0.30、0.45、0.55、0.65、0.80、0.95的环己烷-乙醇溶液样品。

四、实验步骤1、测已知浓度的标准的折射率，作环己烷-乙醇的折射率-组成工作曲线（1）调节超级恒温槽水浴温度，使阿贝折射仪上的温度为250.1±℃左右。

（2）依次测已知浓度的标准溶液及纯乙醇和环己烷的的折射率（棱镜不能触及硬物如滴管，擦拭棱镜用擦镜纸）。

2、按图安装好沸点仪-沸点仪将一干燥、洁净的磁子放入已洗涤、干燥的沸点仪内，按图安装在实验室特制的磁力加热电热套内（250mL、只可覆盖圆底烧瓶底部1/5）；一支温度计离圆底烧瓶约0.5cm，另一支温度计水银球上沿与支管口下沿相齐。

完全互溶双液系统气-液平衡相误差分析(2)------图的绘制．大学化学实验Ⅱ实验报告（物理化学部分）（贵州大学化学与化工学院——大学化学教学与示范中心）班级专业环境科091岳凡耀姓名： 0908100121 学号：谭指导教师：蕾实验成绩：实验项目名称：完全互溶双液系统气十四-液平衡相图的绘制实验编号：同组人：赵安娜、赵芳、吴红、陈彦霖、孙腾实验时间：报告人：岳凡耀日月 28年20114一、实验目的：1.掌握阿贝折射仪的使用方法通过测定混合物的折射率确定其组成。

2.学习常压下完全互溶双液系统气-液平衡相图的测绘方法，加深对相律、恒沸点的理解。

二、实验原理：相图是描述相平衡系统温度、压力、组成之间关系的图形，可以通过实验测定相平衡系统的组成来绘制。

两种液体物质混合而成的两组分体系称为双液系。

若两液体能以任意比例互溶，称其为完全互溶双液系统；若两液体只能部分互溶，称其为部分互溶双液系统。

当纯液体或液态混合物的蒸气压与外压相等时，液体就会沸腾，此时气-液两相呈平衡，所对应的温度就是沸点。

双液系统的沸点不仅取决于压力，还与液体的组成有关。

表示定压下双液系统气-液两相平衡时温度与组成关系的图称为T-X 图或沸点-组成图。

B液-恒定压力下，真实的完全互溶双液系的气．平衡相图（T-X），根据体系对乌拉尔定律的偏差情况，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（а）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。

图1 完全互溶双液系统的气-液平衡相图在最高沸点和最低沸点处，气相线与液相线相交，对应于此点组成的溶液，达到气-液两相平衡时，气相与液相组成相同，沸腾的结果只使气相量增加、液相量减少，沸腾过程中温度保持不变，这时的温度叫恒沸点，相应的组成叫恒沸组成。

压力不同，同一双液系统的相图不同，恒沸点及恒沸组成也不同。

完全互溶双液系气液平衡相图得绘制ﻩ一.实验目得1。

测定常压下环己烷－乙醇二元系统得气液平衡数据,绘制沸点—组成相图。

2.掌握双组分沸点得测定方法,通过实验进一步理解分馏原理。

3。

掌握阿贝折射仪得使用方法。

二.实验原理两种液体物质混合而成得两组分体系称为双液系、根据两组分间溶解度得不同,可分为完全互溶、部分互溶与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,如果该两组分得蒸气压不同,则混合物得组成与平衡时气相得组成不同。

当压力保持一定,混合物沸点与两组分得相对含量有关。

恒定压力下,真实得完全互溶双液系得气—液平衡相图(T －x ),根据体系对拉乌尔定律得偏差情况,可分为3类:(1)一般偏差:混合物得沸点介于两种纯组分之间,如甲苯—苯体系,如图２。

7(a)所示。

(２)最大负偏差:存在一个最小蒸汽压值,比两个纯液体得蒸汽压都小,混合物存在着最高沸点,如盐酸—水体系,如图２.7(b)所示。

(３)最大正偏差:存在一个最大蒸汽压值,比两个纯液体得蒸汽压都大,混合物存在着最低沸点如图2、７(c))所示。

图2。

7 二组分真实液态混合物气—液平衡相图(T －x 图)后两种情况为具有恒沸点得双液系相图、它们在最低或最高恒沸点时得气相与液相组成相同,因而不能象第一类那样通过反复蒸馏得方法而使双液系得两个组分相互分离,而只能采取精馏等方法分离出一种纯物质与另一种恒沸混合物、为了测定双液系得T —x 相图,需在气－液平衡后,同时测定双液系得沸点与液相、气相得平衡组成、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、８)中蒸馏不同组成得混合物,测定其沸点及相应得气、液二相得组成,即可作出T —x 相图。

本实验中两相得成分分析均采用折光率法测定。

折光率就是物质得一个特征数值,它与物质得浓度及温度有关,因此在测量物质得折光率时要求温度恒定、溶液得浓度不同、组成不同,折光率也不同、因此可先配制一系列已知组成得溶液,在恒定温度下测其折光率,作出折光率-组成工作曲线,便可通过测折光率得大小在工作曲线上找出未知溶液得组成。

实验5 完全互溶双液系定压气液液相平衡图【实验目的】1.掌握阿贝折光仪的使用方法并通过测定混和物折光率确定其组成。

2.学习常压下完全互溶双液系定压气液液相平衡图的测绘方法，加深对相律、恒沸点的理解。

3.绘制常压下环己烷-乙醇双液系的T—X图，并找出恒沸点混合物的组成和最低恒沸点。

【实验原理】相图:描述相平衡系统温度、压力、组成之间关系的图形,通过实验测定相平衡系统的组成来绘制。

由液态物质混合而成的二组分系统称为双液系统。

若两液体能以任意比例互溶，称其为完全互溶双液系；若两液体只能部分互溶，称其为部分互溶双液系。

纯液体或液态混合物的蒸气压与外压相等时就会沸腾，此时气液两相呈平衡，所对应的温度为沸点。

双液系的沸点不仅取决于压力，还与液体的组成有关。

表示定压下双液系气液两相平衡时温度与组成关系的图称为Tx图或沸点组成图。

定压下完全互溶双液系的沸点组成图可分为三类：（1）各组分对拉乌尔定律的偏差不大，溶液的沸点介于两纯液体的沸点之间。

如苯与甲苯系统，其T-x图如图5.1 (a)所示；（2）各组分对拉乌尔定律有较大负偏差，其溶液有最高沸点。

如丙酮与氯仿系统，其T-X图如图5.1 (b)所示；（3）各组分对拉乌尔定律有较大正偏差，其溶液有最低沸点。

如乙醇与环己烷等系统，其T-X图如图5.1 (c)所示。

图5.1 完全互溶双液系的相图恒沸点与恒沸组：在最高沸点和最低沸点处，气相线与液相线相交，对应于此点组成的溶液，达到气液两相平衡时，气相与液相组成相同，沸腾的结果只使气相量增加，液相量减少，沸腾过程中温度保持不变，这时的温度叫恒沸点，相应的组成叫恒沸组成。

压力不同，同一双液系的相图不同，恒沸点及恒沸组成也不同。

平衡数据测定：配制不同组成的溶液，大气压下加热至沸腾，测定不同组分的体系在沸点温度时气相、液相的折射率，再从折射率—组成工作曲线上查得相应的组成，然后绘制T—x图。

图5.2 沸点测定装置1进样口 2气相冷凝液取样口 3气相冷凝液 4数字温度计5电加热套实验装置如图。

实验目的1. 绘制常压下环己烷-乙醇双液系的T—X图，并找出恒沸点混合物的组成和最低恒沸点。

2. 掌握阿贝折射仪的使用方法。

实验原理常温下，任意两种液体混合组成的体系称为双液体系。

假设两液体能按任意比例相互溶解，那么称完全互溶双液体系；假设只能局部互溶，那么称局部互溶双液体系。

双液体系的沸点不仅与外压有关，还与双液体系的组成有关。

恒压下将完全互溶双液体系蒸馏，测定馏出物〔气相〕和蒸馏液〔液相〕的组成，就能找出平衡时气、液两相的成分并绘出T—X图。

通常，如果液体与拉乌尔定律的偏差不大，在T—X图上溶液的沸点介于A、B二纯液体的沸点之间见图2-4-1 (a)。

而实际溶液由于A、B二组分的相互影响，常与拉乌尔定律有较大偏差，在T—X图上就会有最高或最低点出现，这些点称为恒沸点，其相应的溶液称为恒沸点混合物，如图2-4-1(b),〔c)所示。

恒沸点混合物蒸馏时，所得的气相与液相组成一样，因此通过蒸馏无法改变其组成。

图1 完全互溶双液系的相图本实验采用回流冷凝的方法绘制环己烷-乙醇体系的T—X图。

其方法是用阿贝折射仪测定不同组分的体系在沸点温度时气相、液相的折射率，再从折射率-组成工作曲线上查得相应的组成，然后绘制T—X图。

实验试剂环己烷(A.R)；无水乙醇(A.R)。

实验仪器沸点仪1套；恒温槽1台；阿贝折射仪1台；移液管(1mL，2支；10mL，1支)；具塞小试管9支。

实验装置a原始数据测定折射率与混合液浓度的关系环己烷0 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000无水乙醇1.000 0.900 0.800 0.700 0.600 0.500 0.400 0.300 0.200 0.100 0W%0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100折光率1.34721.361711.36861.37451.38191.38791.39571.40541.40921.41911.5010体积单位为毫升右半部沸点-组成关系的测定20毫升无水乙醇液中参加环己烷的体积0.5 1.0 1.5 2.0 4.0 14.0温度℃79.5 77.8 74.9 71.5 69.0 67.8液相折射率Nl1.3598 1.3605 1.3600 1.3656 1.3742 1.3909液相W% 8.03 11.04 10.29 11.04 14.50 41.86气相折射率Ng1.3628 1.3731 1.3775 1.3811 1.3930 1.3981气相W% 12.39 19.01 10.29 28.33 40.35 62.15左半部沸点-组成关系的测定25毫升环己烷参加无水乙醇的体积0.1 0.2 0.3 0.4 1.0 5.0温度℃75.0 76.1 74.9 73.9 69.8 66.8液相折射率Nl1.4192 1.4150 1.4126 1.4075 1.4040 1.3971液相W% 100 100 100 100 100 80.20气相折射率Ng1.4115 1.4224 1.4220 1.4216 1.4196 1.4010气相W% 95.97 96.73 98.98 99.28 84.10 69.22试验数据处理折射率-组成数据图沸点与组成的关系204060801001200.00020.00040.00060.00080.000100.000120.000组成沸点系列1系列2系列3系列4系列5系列6系列7系列8系列9系列10系列11系列12。

大学化学实验Ⅱ实验报告（物理化学部分）（贵州大学化学与化工学院——大学化学教学与示范中心）班级专业：环境科学091姓名：岳凡耀学号： 01指导教师：谭蕾实验成绩：实验编号：十四实验项目名称：完全互溶双液系统气-液平衡相图的绘制报告人：岳凡耀同组人：赵安娜、赵芳、吴红、陈彦霖、孙腾实验时间：2011年4 月 28 日一、实验目的：1.掌握阿贝折射仪的使用方法通过测定混合物的折射率确定其组成。

2.学习常压下完全互溶双液系统气-液平衡相图的测绘方法，加深对相律、恒沸点的理解。

二、实验原理：相图是描述相平衡系统温度、压力、组成之间关系的图形，可以通过实验测定相平衡系统的组成来绘制。

两种液体物质混合而成的两组分体系称为双液系。

若两液体能以任意比例互溶，称其为完全互溶双液系统；若两液体只能部分互溶，称其为部分互溶双液系统。

当纯液体或液态混合物的蒸气压与外压相等时，液体就会沸腾，此时气-液两相呈平衡，所对应的温度就是沸点。

双液系统的沸点不仅取决于压力，还与液体的组成有关。

表示定压下双液系统气-液两相平衡时温度与组成关系的图称为T-X B图或沸点-组成图。

恒定压力下，真实的完全互溶双液系的气-液平衡相图（T-X），根据体系对乌拉尔定律的偏差情况，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（а）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。

图1 完全互溶双液系统的气-液平衡相图在最高沸点和最低沸点处，气相线与液相线相交，对应于此点组成的溶液，达到气-液两相平衡时，气相与液相组成相同，沸腾的结果只使气相量增加、液相量减少，沸腾过程中温度保持不变，这时的温度叫恒沸点，相应的组成叫恒沸组成。

压力不同，同一双液系统的相图不同，恒沸点及恒沸组成也不同。

本实验采用回流冷凝的方法绘制乙醇-环己醇体系的T-X B图。

大学化学实验□实验报告（物理化学部分）（贵州大学化学与化工学院——大学化学教学与示范中心）班级专业：_________ 环境科学091姓名：__________ 岳凡耀学号：_________ 0908100121指导教师：_____________ 谭蕾实验成绩：_____________________________实验编号：十四实验项目名称：完全互溶双液系统气-液平衡相图的绘制报告人：岳凡耀同组人：赵安娜、赵芳、吴红、陈彦霖、孙腾实验时间：2011年4月28日一、实验目的：1.掌握阿贝折射仪的使用方法通过测定混合物的折射率确定其组成。

2.学习常压下完全互溶双液系统气-液平衡相图的测绘方法，加深对相律、恒沸点的理解。

二、实验原理：相图是描述相平衡系统温度、压力、组成之间关系的图形，可以通过实验测定相平衡系统的组成来绘制。

两种液体物质混合而成的两组分体系称为双液系。

若两液体能以任意比例互溶，称其为完全互溶双液系统；若两液体只能部分互溶，称其为部分互溶双液系统。

当纯液体或液态混合物的蒸气压与外压相等时，液体就会沸腾，此时气-液两相呈平衡，所对应的温度就是沸点。

双液系统的沸点不仅取决于压力，还与液体的组成有关。

表示定压下双液系统气-液两相平衡时温度与组成关系的图称为T-X B图或沸点-组成图。

恒定压力下，真实的完全互溶双液系的气-液平衡相图(T-X)，根据体系对乌拉尔定律的偏差情况，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。

图1完全互溶双液系统的气-液平衡相图在最高沸点和最低沸点处，气相线与液相线相交，对应于此点组成的溶液，达到气-液两相平衡时，气相与液相组成相同，沸腾的结果只使气相量增加、液相量减少，沸腾过程中温度保持不变，这时的温度叫恒沸点，相应的组成叫恒沸组成。