三元体系的液

-密度
-活度系数
G 结果及讨论
⑴温度和压力对液液平衡的影响如何？ ⑵分析实验误差的来源？
⑶试述作出实验系统液液平衡相图的方法。
D 实验装置及流程
⑴木质恒温箱 • 作用原理：由加热器加热并用风扇搅动气流，促使箱内温 度均匀，温度由半导体温度计测量，并由恒温控制器控制 加热温度。实验前应先接通电源进行预热，使温度达到 25℃，并保持恒温
导体温 度计
恒温 控制 箱
风扇
木箱
三角 烧瓶
电磁 搅拌 器
电加 热器
⑵实验仪器包括电光分析天平，具有侧口的 100mL三角磨口烧瓶及医用注射器等 ⑶实验用料：醋酸、醋酸乙烯和去离子水，它们 的物理参数如下表：
B 实验原理
三元液-液平衡数据的测定，有两种方法 方法一： ①配制一定的三元混合物，在恒温下搅拌，充分 接触，以达到两相平衡。 ②静止分层，分别取出两相溶液分析其组成 优点：可直接测出平衡联结数据 缺点：分析常有困难
方法二：①用浊点法测出三元系的溶解度曲线，并确定溶解度 曲线上的组成与某一物性的关系 ②测定相同温度下平衡结线数据，根据已确定的曲线 来决定两相的组成
0.070
0.05 0.10
0.15
0.35 0.30
0.25
4
5
0.20
0.25
0.081
0.121
0.719
0.629
4
5
0.20
0.15
0.747
0.806
0.053
0.044
6
0.30
0.185
0.515
6
0.10
0.863
0.037
②将温度、溶液的HAc、H2O、VAc质量分数输入 计算机，得出两液相的计算值（以摩尔分数表示） 及实验值（以摩尔分数表示）进行比较。 主要符号说明：K-平衡常数 X-液相摩尔分数

4.3 膜分离除水
NaA沸石分子筛膜
渗透汽化技术研究得最多、应用最普遍、 技术最成熟的领域是应用在有机溶剂脱水中。 其中，NaA型沸石膜由于其具有的高度亲水 性, 和介于水分子与大部分有机物分子之间的 孔径 (0. 41nm )，使其成为有机溶剂脱水最理 想的材料。 NaA沸石分子筛孔径为：4.1 Å 异丙醇的动力学直径：5.8 Å； 丁酮的动力学直径： 4.7 Å ； 水分子的动力学直径： 2.8 Å。
恒沸点有机混合物溶液的分离； 2.有机溶剂及混合溶剂中微量水的脱除、废水中少量 有机污染物的分离及水溶液中高价值有机组分的回收。
突出优点：以低的能耗实现蒸馏、萃取和吸收等传统
方法难以完成的分离任务。与蒸馏等传统的分离技术
分子筛膜渗透汽化分离原 理示意图
相比, 渗透蒸发具有高效、能耗低、操作方便、便于放 大等。
18.50
18.47 18.47 18.47 18.47
9
10 11
94.89
94.89 99.55
1
1 1
9.21
44.89 44.70
18.47
18.47 14.15
12
99.98
1
30.74
13.96
4.2 盐效应除水
加盐分相
盐效应：将盐溶解在两组分的液相混合物中时，溶液的沸点、两组分的 互溶度、气液相平衡组成等均发生变化，此即所谓的“盐效应”。
基本原理：采用饱和碳酸钾溶液为盐析剂，将饱和碳酸钾溶液与水-丁酮 -异丙醇（塔顶馏出物）溶液按一定体积比充分混合均匀，移入静置装置 中，利用碳酸钾对有机物的盐析效应使有机物在水中的溶解度减小，导 致形成有机物富集相，溶液分为两相。静置一段时间，此时两相浓度不 再变化，从而达到有机物脱水的目的。

三元液—液平衡测定三元液-液平衡是化学和材料科学中的一个非常重要的研究领域。

它涉及多组分液体的相互作用，如物理，化学和生物学，从而提供了解决许多实际应用问题的手段。

三元液-液平衡研究可以用来优化化学反应，离子交换，溶液的提纯，萃取分离，纳米药物制备等多种应用，因此受到广泛关注。

本文旨在介绍三元液-液平衡测定的基本原理和方法。

1. 基本概念三元液-液平衡是指由三种以上组分液体构成的相平衡。

在三元液-液平衡中，各组分之间的相互作用导致了不同组分在液相中的分配，因此，平衡状态下，存在相互溶解的组分，而其它组分则分布在不同相中。

2. 原理三元液-液平衡测定原理基于分配定律，即当一个物质同时存在于两个不相溶的液体中时，物质会在两个液体中达到一定的平衡状态。

在三元液-液平衡中，各组分分别分布在三个相中。

以A，B，C三个组分为例，A分别分布在液体1、液体2和液体3中，B在液体1、液体2中，C在液体2、液体3中。

在三元液-液平衡中，各组分亦会在不同液相中分配，达到稳定状态。

3. 实验装置和流程三元液-液平衡实验装置一般包括三个分液漏斗、磁力搅拌器、恒温槽和收集瓶等。

分液漏斗通过滴定开口连接，形成一个三角形平衡体系。

在实验中，需要控制温度和搅拌强度，以保证实验结果的准确性。

在实验开始之前，需要准备好实验物质。

首先，将液体1加入到一个分液漏斗中，然后加入大量的液体2，以便两者充分混合。

加入液体2后，将溶质A加入其中一侧的分液漏斗中。

待达到平衡后，取出液体2中的一小部分作为样品，进行分析。

同样的方法，将液体1和液体2中的溶质B和C分别加入到组分2和组分3中，并取出样品进行分析。

通过实验测量得到各组分在三个液相中的分配系数，即K1 = CA1/CA2，K2 = CB2/CB1、K3 = CC3/CC2，其中，CA1、CB1和CC2分别表示溶质A、B和C在液体1中的浓度，CA2、CB2和CC2分别表示溶质A、B和C在液体2中的浓度。

第三节
萃取过程的计算
萃取操作的自由度
在萃取过程的计算中,无论采用单级或多级萃取操作， 离开萃取器的两相互呈平衡。
萃取器的实际级数：
N P NT /
η——总的级效率，实验确定。
一、单级萃取的计算
1、工艺流程与相图
S
S
2、图解法求解
yS , y A k A xA , xR (或x ) 求解： S , E , R, y E
tg ( MR)
E R

x A ,M x A , R x S ,M x S , R
表示混合物组成的M点的位置必在R点E点的连线上。
E R

RM EM
物料衡算的简捷图示方法，称为杠杆定律
从上图中M可表示溶液R和溶液E混合之后的数量 和组成，则称M为R和E的和点；
反之当从M点中移去一定量与组成的液体E液体， 表示余下的溶液组成的点R必在EM联线的延长线上， 其具体位置同样可由杠杆定律确定：
E R
RM
R

RM ME
ME
▲
M
E
R· RM E· ME
即：
E R

RM ME
2、由物料衡算得到： A
混合物E的组成为:
xA, E、xB, E、xS , E
混合物R的组成为:
xA, R、xB, R、xS , R
混合物M的组成为:
xA,M xA,R
xA,E
xA,M、xB,M、xS ,M
B
xSR xSM xSE
溶剂S必须满足两个要求: (1)溶剂不能与被分离混合物完全互溶，只能部分互溶；
(2)溶剂对A、B两组分有不同的溶解能力，或者说溶剂具有选择性：

三元液液平衡数据的测定引言液液平衡数据是化工及环保行业中重要的参数。

本文将介绍三元液液平衡数据的测定方法。

三元液液平衡数据三元液液平衡数据是指在三组分体系中，三个相互溶解的液体之间平衡的数据。

三元液液平衡数据可以用来确定分离和萃取的操作条件。

三元液液平衡数据的测定方法包括静态法和动态法。

静态法静态法是一种简单的三元液液平衡数据测定方法。

其实验步骤如下：1.将已知质量的固体电解质溶解在水中，加入待测液体A，搅拌均匀。

2.将待测液体B加入混合物中，搅拌10~30min后静置。

3.取上清液，用气相色谱对液相中组分浓度进行分析，得到平衡数据。

使用静态法测定三元液液平衡数据的优点是实验简单，操作方便，缺点是很难测定三个液体系统中所有可能的平衡点，只能测定有限的几个点。

动态法动态法是一种综合测定三元液液平衡数据的方法，通过不断地向一体系中加入两种液体，使体系达到平衡，然后对液相进行组分分析，确定平衡数据。

其实验步骤如下：1.将一个液体加入板式萃取器底部的液相中，上层液体为待测液体A。

2.连续加入待测液体B，加入速度控制在0.1~3.0ml/min之间，收集出口液A与出口液B，以气相色谱法对液相中组分进行分析，获得三元液液平衡数据。

动态法可以获得三元液液平衡数据内各相变的平衡点，但需要操作单位时间较多，且需要设备较为复杂。

三元液液平衡数据的测定方法包括静态法和动态法。

静态法测定简单，操作方便；动态法测定精度更高，可测定所有可能的平衡点。

正确选择三元液液平衡数据的测定方法，对提高化工及环保行业生产效率具有重要意义。

三元物系液液相平衡测定实验装置实验指导书三元物系液液相平衡测定液液萃取是化工过程中一种重要的分离方法，它在节能上的优越性尤其显著。

液液相平衡数据是萃取过程设计及操作的主要依据。

平衡数据的获得主要依赖于实验测定。

一、实验目的本实验采用所谓浊点—物性联环合法，测定25℃下，乙醇—环已烷—水三元物系的液液平衡双结点曲线（又称溶解度曲线）和平衡结线。

通过实验要求同学们了解测定方法，熟悉实验技能。

学会三角形相图的绘制，以及分配系数K、选择性系数β的计算。

使同学们掌握该实验所依据的基本原理。

二、实验原理1、溶解度测定的原理乙醇和环已烷。

乙醇和水均为互溶体系。

但水在环已烷中溶解度很小。

在定温下，向乙醇—环已烷溶液中加入水，当水达到一定数量时，原来均匀清晰的溶液开始分裂成水相和油相二相混合物，此时体系不再是均匀的了。

当物系发生相变时，液体由清变浊。

使体系变浊所需的加水量取决于乙醇和环已烷的起始浓度和给定温度。

利用体系在相变时的浑浊和清亮现象可以测定体系中各组分之间的互溶度。

一般，液体由清变浊肉眼易于分辨。

所以本实验采用先配制乙醇—环已烷溶液，然后加入第三组分水，直到溶液出现混浊，通过逐一称量各组分来确定平衡组成即溶解度。

2、平衡结线测定的原理由相律知，定温、定压下，三元液液平衡体系的自由度f=1。

这就是说在溶解度曲线上只要确定一个特性值就能确定三元物系的性质。

通过测定在平衡时上层（油相）、下层（水相）的折光指数，并在预先测制的浓度—折光指数关系曲线上查得相应组成，便获得平衡结线。

三、实验仪器及试料1、仪器液液平衡釜、电磁搅拌器、阿贝折光仪、恒温水槽、电光分析天平，A级温度传感器、医用注射器、量筒烧杯等。

2、试剂分析纯乙醇、分析纯环已烷及去离子水。

四、操作步骤1、打开恒温水槽的电源开关、加热开关。

2、注意观察平衡釜温度计的变化，使之稳定在25℃（可调节恒温水槽的温度表）。

3、将5~6毫升环已烷倒入三角烧瓶，在天平上称重（记下重量G2），然后将环已烷倒入平衡釜，再将三角烧瓶称重（记下重量G1）。

一个实际萃取级的分离能力达不到一个理论级，两者的差 异用级效率校正。 一、单级萃取的计算
二、多级错流接触萃取的计算
三、多级逆流接触萃取的计算
一、单级萃取的计算

萃取操作物系的平衡关系一般难以表示为简单的函数关系， 用三角形相图表示比较简便易行。基于杠杆定律的图解方法
kA
B
yA 分配系数 k A xA
yB
式中β --选择性系数 y --组分在萃取相E中的质量分率； x --组分在萃余相R中的质量分率； k --组分的分配系数。 （下标A组分A，B示组分B）
(2)溶剂与原溶剂的互溶度

互溶度越小，两相区越大，萃取操作的范围越大。对于B、S
完全不溶物系，选择性系数达到无穷大，选择性最好，对萃
四、分配系数和分配曲线
1. 分配系数(以kA表示)
溶剂B的分配系数：
分配系数与温度和浓度有关
kA越大，愈有利于萃取分离
对于溶剂S和原溶剂B完全不互溶物系，浓度常用质量分 率X、Y表示,其分配系数表示如下： 溶质A的分配系数：
原溶剂B 的分配系数：
2. 分配曲线
将共轭相组成转换到直角坐标中得到的曲线，将三角形相
y’max的萃取液。y’max 与组 分B、S 之间的互溶度密切相
八. 溶剂(萃取剂)的选择

萃取剂的选取是萃取操作分离效果和经济性的关键。 萃取剂的性能由以下几方面衡量： 选择性是指萃取剂对混合液中各组分的溶解能力的差异。 要求萃取剂对溶质的溶解度要大，对其他组份的溶解度要 小。这种选择性的大小或选择性的优劣通常用选择性系数 β 衡量。
(1) 萃取剂的选择性


选择性系数β 类似于蒸馏过程的α ，反映了A、B组分溶解

三元液
三元液是三元混合液的简称，是指乙二醇（丙二醇）、乙醇、水按一定比例混合后的液体，正常使用者配比比例是4:2:4，主要是应用于冷冻系统做载冷介质使用。

由于三元液含有乙醇，闪点低、挥发大，使用过程中有一定的危险性。

所以众多使用厂家希望寻找到一种安全性高的替代品，比如氯化钙水溶液，可用于盐水制冰机和间接冷却的冷藏装置，可以取代三元液，但是对设备腐蚀性很大。

还有二氯甲烷和三氯乙烯，通常用它们的液体作为载冷介质取代三元液。

二氯甲烷的凝固温度为-97℃, 适用温度范围为-50～-90℃。

也可以取代三元液，但是无论是二氯甲烷，还是三氯乙烯都具有以下明显的缺点：液体挥发性高，沸点低，因此损失很重，需要补充的量非常多；含氯元素，而氯元素非常活泼，容易脱落形成盐酸及盐酸盐，造成设备腐蚀；溶水性低，因此低温下容易造成管道及设备的冰堵、爆管等损害；传热系数低，有机物的传热系数均较低。

目前国内许多工艺都在使用专业的载冷介质，就国内而言朝阳光大化工的载冷介质安全系数高、粘度小，最低使用温度低于-140℃，可以作为三元液的换代品。

其实三元液就是传统的载冷介质乙二醇水溶液温度低于-30℃时，粘度太大不能降低温度使用，可以通过加入定量的乙醇来改变其粘度，使其温度在低于-30℃，甚至到-50℃都可以使用，三元液冰点低、闪点小、挥发性大，所以使用过程中要严格遵守操作安全。

三元液液平衡实验报告三元液液平衡实验报告摘要：本实验旨在研究三元液液平衡的相关性质和特点。

通过实验观察和数据分析，我们得出了一些关于三元液液平衡的重要结论。

本实验结果对于理解液液平衡的基本原理和应用具有重要意义。

引言：液液平衡是化学工程中重要的基础概念之一。

在化学反应、萃取和分离等过程中，液液平衡的研究对于实现高效的物质转移和分离具有重要作用。

三元液液平衡是指由三种组分组成的液体体系达到平衡状态时的特定条件和性质。

通过实验研究三元液液平衡，我们可以深入了解多组分体系的相互作用和平衡规律。

实验方法：1. 实验装置：使用三颈烧瓶、磁力搅拌器、温度计等设备搭建实验装置。

2. 实验材料：选择合适的溶剂和溶质，确保实验的准确性和可靠性。

3. 实验步骤：a. 将三颈烧瓶装满溶剂，并加热至设定温度。

b. 在烧瓶中加入适量的溶质，并进行搅拌。

c. 通过收集液相样品和测量温度的方法，记录实验数据。

d. 重复实验步骤，改变温度或溶质浓度等条件，获得更多的实验数据。

结果与讨论：通过实验观察和数据分析，我们得出了以下结论：1. 随着温度的升高，液液平衡的相平衡位置发生变化。

这是由于温度对于液体的相互作用力有影响。

2. 溶质浓度对于液液平衡的位置和性质也有显著影响。

高浓度的溶质可能导致相平衡位置的偏移和相平衡曲线的变化。

3. 通过实验数据的分析，我们可以计算出三元液液平衡的平衡常数和平衡浓度。

这些数据对于进一步研究和应用具有重要意义。

4. 三元液液平衡的平衡曲线可以通过绘制相平衡图来表示。

相平衡图可以直观地展示出不同温度和溶质浓度下的相平衡位置和性质。

结论：通过本实验，我们深入了解了三元液液平衡的相关性质和特点。

实验结果对于理解液液平衡的基本原理和应用具有重要意义。

进一步的研究可以探索更复杂的多组分液液平衡体系，并应用于化学工程领域中的物质转移和分离过程中。

三元体系的液-液相平衡1. 三元体系的相平衡关系都有哪几种表达方法？答：根据组分 B S 互溶度的不同而采用不同的表达方式。

对B 、S 部分互溶体系，常用 三角形相图；当B 、S 完全不互溶时，则可仿照吸收中相平衡关系式的方法。

资料个人收集整理, 勿做商业用途 （1）相平衡关系在三角形相图上的表示根据组分间的互溶性，三元体系可分为三种情况，即① 溶质完全溶于稀释剂 B 及萃取剂S 中，但B 与S 不互溶。

② 溶质A 可完全溶解于组分 B 及S 中，但B 于S 为一对部分互溶组分。

③ 组分A B 可完全互溶，但 B S 及A S 为两对部分互溶组分。

通常，①、②两种情况在萃取中较为常见，并称之为 I 类物系。

往双组分A 和B 的原料中加入适量的萃取剂 S ，经过充分的接触和静置后，便得到两 个平衡的液层，其组成如图 8-2中的E 和R 所示，此两个液层称为共轭相。

若改变萃取剂 S 的用量，则将得到新的共轭相。

将代表各平衡液层组成坐标点联合起来， 便得到实验温度下 的该三元物系的溶解度曲线 CRPED 若B 、S 完全不互溶，则点C 和D 分别与三角形的顶点 B 及S 重合。

资料个人收集整理，勿做商业用途溶解度曲线将三角形分为两个区域， 曲线以内的区域为两相区， 以外的区域为均相区或 单相区，萃取操作只能在两相区内进行。

资料个人收集整理，勿做商业用途连接共轭液相组成坐标的直线 RE 称为联结线。

一定温度下，同一物系的联结线倾斜方 向一般是一致的，各结线互不平行；也有少数物系联结线的倾斜方向会发生改变。

资料个人收 集整理，勿做商业用途影响溶解度曲线形状和两相区面积大小的因素如下： 在相同温度下，不同物系具有不同 形状的溶解度曲线；同一物系，温度不同，两相区面积的大小将随之改变。

通常，温度升高， 组分间的互溶度加大，两相区面积变小。

适当降低操作温度，对萃取分离是有利的。

资料个人收集整理，勿做商业用途 临界混溶点 溶解度曲线 联结线 两相区图8-2溶解度曲线和联结线辅助曲线又称共轭曲线， 借助它可由某一相组成求得其共轭相组成。

１ ｕｙ－ ｔｙｉ ｄｚ ｌ ｍ ｅ ａ ｕ ｒｐ ０ｐ ａ （ ｍｉ ［Ｆ］ ｏ ｉ ｌ ｕｄＤ — ２ ｅｎｒ ｙｔ 一 ｔｌ ｍｅｈ ｌ ａｏｉ ｈ ｘ ｎ ｏｏ ｈ ｓｈ ｔ ［ ｍ］ ６ ｂ ３ ｍｉ ｕ ｅ ｂ Ｐ ）ｉ ｃ ｉ ｉ－ ＭＦＨ ０ ｔ ａ ｓｓ ｍ ｎ ｑ ｒ ｙ ｅ
收稿 日期 ：２ １－４ｌ：修 订 日期 ；２ ｌＯ・ｌ ０ １０－１ ０ｌ－７２ 。 基金 项 目：国 家环保 部 公益性 行业科 研专 项项 Ｆ（０ ９０ ） ｌ １００４。 ２ １ 作者简 介 ：郭斌 （９０） １６ －，男 ．河北石 家庄 人 ，河北 科技 大学 教授 ，博士 通讯 联系 人： 郭斌 ，Ｅｍａｌ ｂｎ ９ １３ｃ ｍ — ｉ ：ｇ ｉ６＠ ６ ｏ
机溶剂来萃取水 中的 Ｄ ＭＦ ，也能有 效地消 除 Ｖ Ｃ 污染 ，同时离子液体具有几乎没有蒸气压 、热稳定性 Ｏ ｓ
高 的特 点使得它与传统 的有机溶剂相 比更具优势 ，分离离 子液体 与 Ｄ ＭＦ只要简单蒸馏 即可 ，无 需精馏 ，
并且离子液体几 乎无损 失Ｉ，故而节 约 了能源 。尽管关于 离子液 体在萃取分离过程 中应 用的文献报道众 引
ｍ ｕ ｔ ｃｌｑ ｉ ｔ ｅｓ ｍｅｔ ｍｐ ｒｔ ｒ ． ｄ ｗｈ ｎｔ ｅｃ ｍｐ ｉ ｎｏ ｏ ｕ ｉ ｎ ｋ ｅ ｎ ｈ ｎ ｅ ， ｈ ａ ｏ ｎ ｆｉｎｉ ｉ ｕ ｄａ ｈ ａ ｅ ｅ ａｕ ｅ Ａｎ ｅ ｈ ｏ ｏｓｔｏ ｆｔ ｅｓ ｌ ｔｏ ｅ ｐｓｕ ｃ ａ ｇ ｄ ｔ ｅ ｏ ｏ ｔ ｉ ｈ
ｅ ｔａ ｔｏ Ｎ． ＤＭＦ 是一种性能优 良的化 工原料 ，它能与有机 溶剂及 大部 分无机溶剂化合物 相 ）
混溶 ，有“ 万能溶 剂， 称 ，广泛 应用于 化工生产行业ｆ 。 目前工业 上主要采 用直接 精馏 的方法来 回收 ’ 之 。 ，

1 |实验报告课程名称： 化工专业实验 指导老师： 成绩：__________________实验名称： 三元物系液液相平衡测定 实验类型： 热力学实验 同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得一、实验目的1. 采用浊点—物性联合法测定乙醇—环己烷—水三元物系的液液平衡双节点曲线和平衡曲线，通过实验了解测定方法，熟悉实验技能。

2. 学会三角形相图的绘制，以及分配系数K ，选择性系数β的计算。

3. 掌握实验的基本原理。

二、实验原理1. 溶解度测定原理乙醇和环己烷、乙醇和水为互溶体系，而水在环己烷中溶解度很小。

在一定温度下，向乙醇和环己烷的混合溶液中滴加水到一定量时，原来均匀清晰的溶液开始分裂成水相和油相两相混合物。

直观的现象是体系开始变浑浊。

本实验先配置乙醇—环己烷溶液，然后加入第三组分水，直到出现浑浊，通过逐一称量各组分来确定平衡组成即溶解度。

2. 平衡结线测定原理定温定压下，三元液液平衡体系的自由度为1。

通过测定在平衡时上层（油相）和下层（水相）的折光指数，并在预先测制的浓度~折光指数关系曲线上查得相应组成，便获得平衡结线。

三、实验仪器及试剂1. 仪器：液液平衡釜、电磁搅拌器、阿贝折光仪、超级恒温槽、电光分析天平、0~50℃的精密温度计、医用注射器、量筒烧杯等。

2. 试剂：分析纯乙醇、环己烷及去离子水。

四、实验步骤1. 打开超级恒温槽的电源开关、加热开关、水循环泵开关，温度稳定在25℃。

2. 将10~12毫升环己烷倒入三角烧瓶，在天平上称重（G 2），然后倒入平衡釜，再将三角烧瓶称重（G 1）。

同样的方法将5~6毫升的无水乙醇加入平衡釜。

3. 打开搅拌器搅拌2~3分钟，使其混合均匀。

4. 用一小医用针筒抽取2~3毫升去离子水，用吸水纸轻轻擦去尖外的水，在天平上称重记下重量。

3、混合液中含有热敏性物质。
第一节
三元体系的液 － 液相平衡与萃取操作原理
4－1－1
组成在三角形相图上的表示方法
采用等边三角形、等腰直角三角形。 识图：
4－1－2 液 － 液相平衡关系在三角形相图上的表示 三元系统的三种情况： 1、 A
B
S
2、 A
B
部分互溶
3、 A
B
部分互溶
S
S
第Ⅰ类物系。 主要讨论此类物系。
一、溶解度曲线和联结线 设：第一类物系的第二种情况。 1、溶解度曲线 C′、D′、F′、G′、H′称混溶点（或分层 点）。 LCDFGHJ为实验温度下的溶解度曲线。 平衡时，两个液层称为共轭相。 联结共轭相组成坐标的直线称为联结线。 B
R L C D F D‘ ·· · C‘ F‘ G‘ H‘ A
第Ⅱ类物系。
5、作图
Y 分配曲线
E1 E2 E3 YS O X3 X2 X1 XF L X 斜率＝－B/S
第n级：Yn＝ - B X n ( B X n -1 YS ) 操作线方程
S S
如此重复，直到xn≤规定值时为止。
操作线数目＝理论级数。
4－2－3
多级逆流接触萃取的计算
1、多级逆流接触萃取流程
萃取剂循环使用（含有少量A和B）， 最终R中可达到的最低xR受yS限制。 最终E中可达到的最高y1受xF限制。 2、已知F、xF、最终萃余相组成xn，S量和yS经济权衡选定，求理论级数。 一、组分B和S部分互溶时的图解计算法 1、在三角形坐标图上逐级图解法 图解步骤： 1）选S，确定T、P。根据平衡数据绘出溶解度曲线和辅助曲线。 2）据xF和yS定出F和S点，再由溶剂比S／F在FS连线上确定和点M。

实验三三元液－液平衡数据的实验测定液-液平衡数据是液-液萃取塔设计及生产操作的主要依据，平衡数据的获得目前尚依赖于实验测定。

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液-液平衡数据，此数据对提供最佳化的操作条件，减少能源消耗和降低成本等，都具有重要的意义。

尽管有许多体系的平衡数据可以从资料中找到，但这往往是在特定温度和压力下的数据。

随着科学的迅速发展，以及新产品，（-液平衡?（??分析其?三、实验装置（1）木制恒温箱(其结构如图2所示)的作用原理是：由电加热器加热并用风扇搅动气流，使箱内温度均匀，温度有半导体温度计测量，并由恒温控制器控制加热温度。

实验前先接通电源进行加热，使温度达到25℃，并保持恒温。

（2）实验仪器包括电光分析天平，具有侧口的100mL三角磨口烧瓶及医用注射器等实验恒温装置示意图1–导体温度计；2–恒温控制器；3–木箱；4–风扇5–电加热器；6–电磁搅拌器；7–三角烧瓶(3)实验用的物料包括醋酸、醋酸乙烯酯及去离子水，它们的物理常如下表:品名沸点密度醋酸118 1.049醋酸乙烯酯72.5 0.9312水100 0.997四、预习与思考（1）请指出图1溶液的总组成点在A,B,C,D,E点会出现什么现象??（4按4（（，下层样取0.5ml,在分析天平上称重后，分别快速打入事先已加入约10ml水的2个锥形瓶中，将锥形瓶摇动后，分别称出两个空针筒的重量，抽样后针筒的重量与空针筒的重量差即为样品的重量。

（6）用0.1mol的标准NaOH溶液滴定，中性红或酚酞作指示剂，记录终点时所消耗的NaOH的体积。

（7）按公式计算出上、下层的醋酸的组成。

（8）由下层的醋酸含量查下层HAc－Vac关系图，得到醋酸乙酯的含量从而计算出水的含量；由上层的醋酸含量查上层HAc－H2O关系图，得到上层平衡样中水的含量。

从而计算出VAc的含量。

（10）实验结束，关掉磁力搅拌器，关掉电源。

3、注意事项(1)本实验装置只提供加热装置。

实验：醋酸－水－醋酸乙烯（乙酯）三元体系
• 溶解度曲线：由于分析醋酸最为方便，因此采用浊 点法测定溶解度曲线 并按此数据 对水层 以醋酸及醋酸乙烯为坐标，对油层以醋酸及水为坐 标，画成曲线，以备测定结线时应用。
• 配制一定的三元混合物：经搅拌，静止分层后，分 别取出两相样品，分析其中的醋酸含量，由溶解度 曲线查出另一组分的含量，并用减量法确定第平行线, 其交点就是被测体 系的组成点。
3 . 溶解度曲线
将一定量的 B和S
混合（和点M）
搅拌、静 置分层
加入一定量的A，则和点的组 成将沿着图中的AM线变化；
加入的A的量使得和点移动到M1， 再次充分搅拌后静置分层，
分离的两部分再次达成平衡， 其组成点为图中的R1和E1点
两者部分互溶，经混合分离后， B中含有部分S，而S中含有部分B，
达成平衡，其组成点为P和Q
再次加入A，进行类似操作， 分别得到达成平衡的点 R2，E2； R3，E3；……。 当加入的A的量达到J点时， 混合物不再分离成两个
相，而是混合成一个相。
将R1R2R3…J E1E2E3… 联结成一条光滑的曲线，称 为溶解度曲线。
掌握实验技能，学会三角形相图的绘制。
二、实验原理
三元液－液平衡数据的测定，有两种不同的方 方法一：
恒温，搅拌
三元混合物
达到两相平衡 静止分层
分析两相组成
• 配制一定的三元混合物，在恒定温度下搅拌，充分接触， 以达到两相平衡；
• 然后静止分层，分别取出两相溶液分析其组成。 • 这种方法可直接测出平衡联结线数据，但分析尚有困难。
三元液－液平衡数据的测定
化学化工学院 陈 姚 梁红 李树华
实验2 三元液－液平衡数据的测定

三元液液平衡数据的测定一.实验目的液液平衡数据是萃取过程开发与萃取塔设计的重要依据。

液液平衡数据的获得主要依懒于实验测定。

本实验介绍了醋酸、水、醋酸乙烯酯三元体系液液平衡数据的测定与关联方法，拟达到如下目的。

二.实验原理三元液液平衡数据的测定，有直接与间接两种方法。

直接法是配制一定组成的三元混合物，在恒温下充分搅拌接触，达到两相平衡。

静置分层后，分别测定两相的溶液组成，并据此标绘平衡结线。

些法可以直接获得相平衡数据，但对分析方法要求比较高。

间接法是先用浊点测出三元体系的溶解度曲线，并确定溶解度曲线上的各点的组成与某一可检测量的关系，然后再测定相同温度下平衡结线数据，这时只需根据溶解度曲线决定两相的组成。

本实验采用间接法测定醋酸、水、醋酸乙烯酯这个特定的三元系的液液平衡数据。

三.实验装置1.恒温箱操作时，开启加热电器加热并用风扇搅动气流，促使箱内温度均匀。

本实验温度控制在25度左右2.实验仪器包括电光分析天平，具有侧口的100ml三角磨口烧瓶及医用注射器等。

3.实验用的物料包括醋酸、醋酸乙烯酯及去离子水，它们的物理常如下表品名沸点密度醋酸118 1.049醋酸乙烯酯72.50.9312水1000.997四.实验步骤1.本实验所需的醋酸、水、醋酸乙烯酯三元体系如下表锥形瓶VAC（ml）H2O（ml）HAC（ml）113107213126317104413153实验内容主要是测定平衡结线，首先，根据相图配制一个组成位于部分互溶区的三元溶液约30g，配制时量取各组分的质量，用密度估计其体积，然后，取一干硅橡胶塞住，用分析天平称取其质量，加入醋酸、水、醋酸乙烯酯后分别称重如下表，计算出三元溶液的浓度。

组分H2O/g VAC/g HAC/g19.60 11.90 7.20211.80 11.50 6.403 10.30 16.20 4.00 415.2012.503.800.9567)71013/(2.79.116.91=++++=）（ρ9839.0 0.958132==ρρ 0161.14=ρ(g/mL)2.将此盛有部分互溶的三角瓶放入己调节到25度的恒温箱，用电磁搅拌20min,使系统达到平衡，然后，静止恒温10~15min ，使其溶液分层，将三角烧瓶从恒温箱中小心地取出，用针筒分别取油层及水层，分别利用酸碱中与法分析其中的醋酸含量，由溶解度曲线查出另一组成，并计算出第三组分的含量。

实验4 三组分体系液—液平衡数据测定一．实验目的1．熟悉用三角形相图表示三组分体系组成的方法，掌握用浊点法和平衡釜法测定液—液平衡数据的原理；2．测绘环己烷—水—乙醇三组分体系液—液平衡相图。

二．实验原理1．三角形相图设等边三角形三个顶点分别代表纯物质A、B和C（图1），则AB、BC和CA三条边分别代表（A+B）、（B+C）和（C+A）三个二组分体系，而三角形内部各点相当于三组分体系。

将三角形的每一边分成100等分，通过三角形内部任何一点O引平行于各边的直线a、b和c，根据几何原理,a+b+c=AB=BC=CA=100%，或a`+b`+c` = AB = BC = CA =100%，因此O点的组成可由a`、b`、c` 表示,即O点所代表的三个组分的%组成为,B%= b`，A%= a` ，C%=c`。

要确定O点的B组成,只需通过O点作出与B的对边AC的平行线,割AB边于D,AD 线段长度即相当于B%. 余可类推. 如果已知三组分混合物的任何二个%组成,只须作两条平行线,其交点就是被测体系的组成点。

图1 等边三角形图等边三角形图还有以下两个特点:（1）通过任一顶点B向其对边引直线BD, 则BD线上的各点所代表的组成中, A、C 两个组分含量的比值保持不变.这可由三角形相似原理得到证明.即a`/c` = a‘‘/c‘’= A%/C% = 常数(2)如果有两个三组分体系D和E,将其混合后,其组成点必位于D、E两点之间的连线上, 例如为O, 根据杠杆规则:E之重/D之重=DO之长/EO之长2．环己烷—水—乙醇三组分体系液—液平衡相图测定方法环己烷—水—乙醇三组分体系中，环己烷与水是不互溶的，而乙醇与水及乙醇与环己烷都是互溶的。

在环己烷与水体系中加入乙醇可促使环己烷与水互溶。

由于乙醇在环己烷层与水层中非等量分配，代表二层浓度的a，b点连线并不一定和底边平行（见图2）。

设加入乙醇后体系的总组成点为c，平衡共存的二相叫共轭溶液，其组成由通过c的直线上的a，b 两点表示。