双液系相图.ppt

双液系相图
两组分相图
• 两组分体系的相律可表达为:
• • • f=0, K=2; =2
f=4－
max=4, 最多四相共存.
(1)
• ＝, fmax=3, 需三维图象才能完整描绘体系状态.
• 二元体系的相图常常固定某因素不变(如温度或压 力),用二维平面相图表示体系状态的变化情况. • 二元体系的相图常为: • T－x图； p－x图.
有恒沸物双液系的精馏
E: 最低恒沸点 组成:xE, 沸点: Tmin. 体系组成为x, 精馏,低沸 点端得到恒沸物G,高沸点 端得到纯A. 有恒沸物生成的双液系, 精馏不可能同时得到纯A 和纯B,只能得到恒沸物和 某一个纯组分. 恒沸物仍是混合物,其组成 随着体系压力的改变而有 所改变.
A x xE C T
TA*
液相, f=2
xAl
xA
xAg
xA
由p-x图绘制T-x图: 以苯(A),甲苯(B)双液系为例. 体系的p-x相图. 红线为双液 系液相线. 在1p0处作水平线与各液相线分 别相交,交点的横坐标分别为 x1,x2,x3,x4 . 在T-x图中分别在381K,373K, 365K和357K处作等温线,与表示 溶液组成的垂线相交. 纯甲苯和苯的正常沸点分别为 384K和353.3K,在T-x图中分别 标出这两点. 连接T-x图中液相线的各点便可 得到液相线. 用类似的方法可以绘制T-x图中 的气相线,或者用计算的方法也 可得到气相线.
气相,f=2
D
气-液平衡,f=1
Tmix
E
液相,f=2
B
• 2. 部分互溶双液系:
• 当A,B的极性相差较大时,相互溶解度较小,在一 定浓度范围, 可能出现A,B不完全互溶的现象. • 不完全互溶的双液系表观上为两液层. • 部分互溶的双液系可分为三种类型: • (1) 温度较低时出现分层现象,温度较高时可以 无限互溶; • (2) 温度较高时出现分层现象,温度较低时可以 无限互溶; • (3) 温度较低和温度较高时均可以完全互溶,体 系只是在某一温度段出现部分互溶的现象.

❖ 器材： 50ml试管、25ml滴定管、台秤、旋涡混合器、
移液枪或移液管
四、操作方法
（一）溶液配制（已配制）
配制43%（g/ml）的（NH4)2SO4溶液：
称适量 硫酸胺
少量水 溶解
稀释
密度 1.2g/ml
密度计 测密度
（二）相图的制作（浊点法）
PEG400 0.7g
H2O 0.5ml
(NH4)2SO4
V盐(ml) m盐(g)
纯(NH4)2SO4 累计量
m’(g)
溶液累 计总量 m总(g)
1 0.5 2 0.3
(NH4)2SO4溶液累计加量V盐(ml)=滴定后读数-初始读数 (NH4)2SO4溶液累计加量m盐(g)=ρ* V盐=1.2* V盐
3 0.3
纯(NH4)2SO4累计量m’(g)=43%* V盐
但是只有达到一定的浓度时，才能形成两相。
两水相的成相条件和定量关系——相图表示。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
二、实验原理
❖ 相图：一根双节线，把均相区和两相区分隔开来。
当成相组分的配比取在: ➢曲线的下方时，为均相区； ➢曲线的上方时，为两相区； ➢在曲线上，则混合后，溶液恰好从澄清变为浑浊。
上相聚合物 均相
两相
相图是研究两水相萃取的基础。
下相化合物
二、实验原理
M：系统组成 T：平衡时上相组成 B：平衡时下相组成 TMB：系线
➢同一条系线上各点系统
组成不同，但平衡后分成 的两相组成相同，体积比 不同，上下相体积比：
P/%
VT / VB = BM / MT
Q/%
三、实验器材与试剂
❖ 试剂： PEG400、蒸馏水、43% (NH4)2SO4

T
TA*
气相, f=2
pH LG来自nlHL=ngHG——杠杆规则
l+g, f=1
TB*
液相, f=2
xBl
xB
xBg
xB
理想溶液的T-x相图
T
理想溶液的p-x相图
p
TA*
气相, f=2
单相区,液相
l+g
l+g, f=1
pB*
L
H
G
L
H
G
TB*
液相, f=2
pA*
单相区,气相
xBl
xB
xBg
xB
0
xBl xB xBg
一. 完全互溶理想溶液的p-x图 • （一）液相线的绘制 • p－x图：
•
• • •
pA= pA*xA pB= pB*xB= pB*(1－xA) p = pA+ pB = pA*xA + pB*(1－xA)
• 体系的总压为：
•
p = pB*+(pA*－pB*)xA
（二）气相组成与液相组成的关系 由于A、B二组分蒸汽压不同，故与溶液 平衡的气相组成和液相组成并不相同，有：
气相
x4 x3 x2
y4 y3 y2 x1
T1
y1
液相
A
x
B
完全互溶双液系的p-x图
虚线:理想溶液 红色: A的蒸汽压曲线; 蓝色: B的蒸汽压曲线; 紫色: 实际溶液的总压 此类非理想溶液相图与 理想溶液的相图有偏差. 但其偏离的程度不至于 使体系的相图发生明显 的变化.
pA* p
(产生正负偏差不大的体系)
从相图可以求出: ( xB－xBl)=HL ( xBg－xB)=HG 有: nlHL=ngHG

三.仪器与试剂 [注意按实际使用的记录]
四.试验步骤
1.工作曲线绘制
(1)调节超级恒温水浴温度在室温5℃以上,以适应季 节的变化,但所选温度应易于获得试样的密度数据。 环己烷和乙醇分别恒温10min,根据配制混合物所需 的体积,用移液管精确量取,配制环己烷摩尔分数为 0.10，0.20，0.30，0.40，0.50，0.60，0.70， 0.80，0.90 的环己烷-乙醇溶液各10ml。为避免样 品的挥发带来的误差,配制应尽可能迅速。 (2)用尽可能短的软管将阿贝折光仪连接在前述调好 的恒温水浴上,以保持折光仪棱镜处于恒定温度。测 量上述9个溶液以及无水乙醇和纯环己烷的折光率。
按上述相同的步骤,用第二套沸点仪测定环己 烷摩尔分数为0.90 的环己烷-乙醇溶液的沸 点以及气相和液相的折射率测定。
6.系列环己烷-乙醇溶液以及环己烷的测定 按上述第5步所述步骤,分别用第一套沸点仪从
低组成向高组成逐一测定各溶液的沸点、大气压 及两相样品的折光率,而用第二套沸点仪从高组成 向低组成逐一测定各溶液的沸点、大气压及两相 样品的折光率。直至完成所有溶液的测定。 系列溶液可回收供其它同学使用；每个试样测定 后,将沸点仪尽量倒干净即可,不必干燥。记录温度 数据时千万不要忘记注明所用温度计的编号或代 码！
2.精密数字温度温差仪温度的校正
将两套精密数字温度温差仪的探头同时放入 恒温水浴中，测定温度的差值,以其中一套的 读数为基准,对另一套精密数字温度温差仪读 数进行校正。并作燥的沸点仪安装好。检查 带有温度计的软木塞是否塞紧,电热丝要靠 近烧瓶底部的中心。温度计探头的位置应 处在支管之下,但至少要高于电热丝1 cm。 温度计套管中应加入适量的硅油或液体石 蜡,以完全浸没测温探头敏感部分(约2.5～ 3cm),便于传热。