完全互溶双液系气液均衡相图的绘制
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双液系气—液平衡相图的绘制一、实验目的(1)用回流冷凝法测定沸点时气相与液相的组成,绘制双液系相图。
找出恒沸点混合物的组成及恒沸点的温度.(2)掌握测定双组分液体的沸点及正常沸点的测定方法。
(3)了解阿贝折射计的构造原理,熟悉掌握阿贝折射计的使用方法.二、实验原理2.1液体的沸点液体的沸点是液体饱和蒸汽压和外压相等时的温度,在外压一定时,纯液体的沸点有一个确定值.2.2双液系的沸点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。
理想的二组分体系在全部浓度范围内符合拉乌尔定律.结构相似、性质相近的组分间可以形成近似的理想体系,这样可以形成简单的T—x(y)图.大多数情况下,曲线将出现或正或负的偏差。
当这一偏差足够大时,在T—x(y)曲线上将出现极大点(负偏差)或极小点(正偏差)。
这种最高和最低沸点称为恒沸点,所对应的溶液称为恒沸混合物.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3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:存在一个最小蒸汽压值,比两个纯液体的蒸汽压都小,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:存在一个最大蒸汽压值,比两个纯液体的蒸汽压都大,混合物存在着最低沸点,如水-乙醇体系,如图1(c))所示。
图1. 二组分真实液态混合物气—液平衡相图(T-x图) 考虑综合因素,实验选择具有最低恒沸点的乙醇-乙酸乙酯双液系。
根据相平衡原理,对二组分体系,当压力恒定时,在气液平衡两相区,体系的自由度为1.若温度一定时,则气液亮相的组成也随之而定。
当溶液组成一定时,根据杠杆原理,两相的相对量也一定。
反之,实验中利用回流的方法保持气液两相的相对量一定,则体系的温度也随之而定。
2.3沸点测定仪沸点测定仪利用回流的方法保持气液两相相对量一定,测量体系温度不发生改变时,即两相平衡后,取出两相的样品,用阿贝折射计测定气液平衡气相、液相的折射率,再通过预先测定的折射率—组成工作曲线来确定平衡时气相、液相的组成(即该温度下气液两相平衡成分的坐标点)。
双液系的气—液相图的绘制一、实验目的1、采用回流冷凝法测定不同浓度的乙醇—乙酸乙酯体系的沸点和气液两相平衡成分;2、掌握阿贝折射仪(折光仪)的使用方法。
二、实验原理在常温下,两液态物质以任意比例相互溶解所组成的体系,在恒定压力下表示溶液沸点与组成关系的相图称之为沸点—组成图。
完全互溶双液系恒定压力下的沸点—组成图可分为三类:图1 图2 图3 (1)溶液沸点介于两纯组分沸点之间(图1);(2)溶液存在最高沸点(图2);(3)溶液存在最低沸点(图3)。
对于(2),(3)类溶液有时称为具有恒沸点双液系。
它们在最低或者最高沸点时的气相和液相组成相同,因而不能像(1)类溶液那样通过反复蒸馏而使双液系的二组分完全分离。
本实验选择具有最低恒沸点的乙醇—乙酸乙酯双液系。
采用回流及分析的方法,测定不同组成溶液的沸点及气液组成,沸点数据可直接获得,气液组成则利用组成与折光率之间的关系,应用阿贝折射仪间接测得。
实验用过的沸点仪如图4所示,是一直带有回流冷凝管的长颈圆底烧瓶,冷凝管底部有一球形小室D,用以收集冷凝下来的气相样品,液相样品则通过烧瓶上的支管抽取。
注意:在取样及加样测定时,动作要迅速,防止药品的挥发及吸水。
三、实验步骤1、安装沸点仪将干燥的沸点仪如图4安装好,检查带有温度计的木塞是否塞进。
(注:图4与实际实验仪器有出入,实际为三颈圆底烧瓶,冷凝管可取下。
)2、测定混合液沸点用移液管分别量取4毫升的乙酸乙酯,16毫升的乙醇,加入烧瓶,其液面在水银球的中部,用胶头滴管自支管L吸取一定量蒸馏之前的混合溶液,测定其折光率,将液体加热,加热一段时间溶液还未沸腾,发现未打开冷凝水,打开冷凝水,一段时间后,溶液沸腾,温度计温度仍在改变,待温度稳定后(球形小室已有一定量液体),记录温度计度数。
3、取样关闭冷凝水,取下冷凝管,用胶头滴管自支管L吸取瓶内溶液,测定其折光率;取下冷凝管,将球形小室D中馏分从最近的出口倒出,测定其折光率。
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、预习要求1.理解分馏原理,了解影响双液系气-液平衡的因素。
2.熟悉阿贝折光仪的使用方法,了解折射率与物系组成的关系。
3.掌握如何由实验数据绘制t x -相图的方法。
三、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 。
y 1l 1t 1g B x l B x A B t/℃(a )气液t/℃A B B x →(b )t/ ℃气液A B B x →(c )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,并分别测定气相图。
(馏出物)与液相(蒸馏液)的组成,就能绘出此t x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。
四、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)。
徐州工程学院完全互溶双液系气液平衡相图的绘制绘制完全混溶双液体体系的气液平衡相图1。
实验目的1。
测定常压下环己烷-乙醇双液体系的T-x图,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2。
实验原理由两种液体物质组成的双组分系统称为双液体系统。
根据两种组分溶解度的不同,可分为三种情况:完全混溶、部分混溶和完全不混溶当两种挥发性液体混合形成完全可混溶的体系时,如果两种组分的蒸汽压不同,则混合物的组成与平衡时的气相组成不同。
当压力保持恒定时,混合物的沸点与两种组分的相对含量有关。
在恒压下,完全混溶的双液体体系的真实气液平衡相图(t-x)可根据体系与拉乌尔定律的偏差分为三类:(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2.7(a)所示(2)最大负偏差:存在一个最小蒸汽压值,该值小于两种纯液体的蒸汽压。
混合物具有最高沸点,如盐酸-水体系,如图2.7(b)所示(3)最大正偏差:存在最大蒸汽压值,该值大于两种纯液体的蒸汽压。
混合物的沸点最低,如图2.7(c)所示t/oct/oct Bt/oct bttatbxb(b)ATA XB(a)bax ‘ bax bx ‘(c)b图2.7双组分真实液体混合物的气液平衡相图(T-x图)后两种情况是具有恒定沸点的双液相图它们在最低或最高恒定沸点下具有相同的气相和液相组成,因此它们不能像第一种类型那样通过重复蒸馏将双液体系统的两种组分彼此分离,并且只能通过蒸馏和其他方法将一种纯物质和另一种恒定沸点混合物分离。
为了确定双液体系统的T-X相图,在气液平衡后,应同时确定双液体系统的沸点以及液相和气相的平衡组成。
本实验采用环己烷-乙醇体系,属于上述第三类。
t-x相图可以通过在沸点仪中蒸馏不同组成的混合物(如图2.8所示)并测量其沸点以及相应的气相和液相组成来绘制。
本实验中两相的成分分析用折射率法测定。
折射率是物质的特征值,与物质的浓度和温度有关,所以测量物质的折射率时需要恒温。
完全互溶双液系气液平衡相图的绘制一. 实验目的1. 测定常压下坏己烷一乙醇二元系统的气液平衡数据,绘制沸点一组成相图。
2. 学握双组分沸点的测定方法,通过实验进一步理解分憎原理。
3. 掌握阿贝折射仪的使用方法。
二. 实验原理完全互溶双液系:两液体能按任意比例相互溶解的体系。
依据相律:J' = C + 2・0,当和数①二1, >ar=3,系统的状态需用三维图描述。
如果固定一个变量,f*max-2,系统的状态川二维图描述。
通常周定压力,当固定系统的压力为大气压时,气-液两相平衡温度为沸点温度。
恒压下将完全互溶双 液体系蒸饴,测定饰出物(气相)和蒸馄液(液相)的组成,就能找出平衡时气、液两相的成分并绘l\\ T-x 图。
恒定压力下,真实的完全互溶双液系的气一液平衡相图(厂一力,根据体系对拉乌尔定律的偏差情况, 可分为3类:(1) -般偏差:混合物的沸点介丁-两种纯组分之间,如甲苯一苯体系,如图1(a )所示。
(2) 最大负偏差:存在一个最小蒸汽压值,比两个纯液体的蒸汽压都小,混合物存在着最高沸点,如图 1(b )所示。
(3) 最大正偏差:存在一个鮫大蒸汽压值,比两个纯液体的蒸汽压都犬,混合物存在着最低沸点,如图1 (c ))所示。
后两种情况在T-x 图上有最窩或最低点,这些点称为恒沸点,相应的溶液称为恒沸点混介物。
恒沸点 混合物蒸饰时,所得的气相与液相组成和同,因此通过蒸憎无法改变其组成,精係只能分离出一种纯物质 和另--种恒沸混合物。
本实验的原理:1. 木实验是用冋流冷凝法测定坏己烷〜乙醉体系的沸点~组成图。
2. 在恒压下将溶液蒸饰,测定气相绸出液和液相蒸徭液的组成就能绘出其八兀图。
3. 用阿贝折射仪测定不同组成的体系,在沸点温度时气、液相的折射率,再从折射率~组成工作曲线上 査得相应的组成,然后绘制T_x 图三. 仪器与试剂(1) 仪器:恒温槽1台;阿贝折射仪1台;沸点仪1套;移液管(lml 2支、10ml 1支);具塞小试管9X B(a)(b) (c)图1二组分真实液态混合物气一液平衡相图 (T-x 图)支(2)试剂:环己烷(A.R.):无水乙醇(A.R.)图2 图3(1).沸点仪结构(图2)1 •温度计;2•进样口:3■加热丝;4•气相冷凝液取样口5-气相冷凝液(2)阿贝折射仪(图3)1 •底座;2-棱镜转动手轮;3•圆盘组(内有刻度板);4-小反光镜;5-支架;6-读数镜筒;7■•目镜;8■■望远镜筒;9-示值调节螺钉;10-阿米西棱镜手轮;11-色散值刻度圈;12-棱镜锁紧扳手;13-棱镜组;14 •温度计座;15-恒温器接头:16-保护罩:17•主轴:18 •反光镜四.实验步骤:1.调节恒温桝温度,通恒温水丁-阿贝折射仪中。
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3类:(1)一在工作曲线上找出未知溶液的组成。
三.仪器与试剂沸点仪,阿贝折射仪,调压变压器,超级恒温水浴,温度测定仪,长短取样管。
环己烷物质的量分数x环己烷为0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0的环己烷-乙醇标准溶液,已知101.325kPa下,纯环己烷的沸点为80.1℃,乙醇的沸点为78.4℃。
25℃时,纯环己烷的折光率为1.4264,乙醇的折光率为1.3593。
四.实验步骤:1.环己烷-乙醇溶液折光率与组成工作曲线的测定调节恒温槽温度并使其稳定,阿贝折射仪上的温度稳定在某一定值,测量环己烷-乙醇标准溶液的折光率。
为了适应季节的变化,可选择若干温度测量,一般可选25℃、30℃、35℃三个温度。
2. 无水乙醇沸点的测定将干燥的沸点仪安装好。
从侧管加入约20mL无水乙醇于蒸馏瓶内,并使传感器(温度计)浸入液体内。
冷凝管接通冷凝水。
按恒流源操作使用说明,将稳流电源调至1.8-2.0A,使加热丝将液体加热至缓慢沸腾。
液体沸腾后,待测温温度计的读数稳定后应再维持3~5min以使体系达到平衡。
在这过程中,不时将小球中凝聚的液体倾入烧瓶。
记下温度计的读数,即为无水乙醇的沸点,同时记录大气压力。
3. 环己烷沸点的测定同2步操作,测定环己烷的沸点。
双液系气—液平衡相图的绘制实验目的1.掌握回流冷凝法测定溶液沸点的方法;2.绘制常压下环己烷—乙醇双液系的T—X图,找出恒沸点混合物的组成和最低恒沸点;3.掌握阿贝折射仪的使用方法。
实验原理在常温下,任意两种液体混合而成的体系称为双液系。
若两液体能按任意比例互溶,则称完全互溶双液体系。
液体的沸点是指液体的蒸汽压与外界大气压相等时的温度,在一定的外压下,纯液体的沸点是恒定的。
而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。
图(a)是一种最简单的完全互溶双液体系的T—X图。
图中纵轴是温度(沸点)T,横轴是液体B的摩尔分数(或质量百分组成),上面一条是气相线,下面一条是液相线,对应于同一沸点温度的两曲线上的两个点,就是互相成平衡的气相点和液相点,其相应的组成可从横轴上获得,因此如果在恒压下将溶液蒸馏,测定气相馏出液和液相蒸馏液的组成就能绘出T—X图。
如果液体与拉乌尔定律的偏差不大,溶液沸点介于两种纯液体沸点之间,如图(a)所示。
溶液与拉乌尔定律有较大的负偏差,溶液存在最高沸点,如图(b)所示。
溶液与拉乌尔定律有较大的正偏差,溶液存在最低沸点,如图(c)所示。
t / otBt / oCtBtA tB B (b) tA A tA xB(a)BAxt / oBAB(c)x'B最高或最低时的气液两相组成相同,这些点称为恒沸点,相应的溶液称为恒沸点混合物。
恒沸点混合物蒸馏时,所得到的气液两相组成相同,靠蒸馏法无法改变其组成。
本实验环己烷—乙醇为体系,属于上述第三类型。
用回流冷凝法测定环己烷—乙醇体系的沸点—组成图,其方法是用阿贝折射仪测定不同组成的体系,在沸点温度时气液相的折射率,再从折射率—组成工作曲线上查得相应的组成,然后绘制沸点—组成图。
沸点仪如右图所示。
实验仪器与试剂沸点仪、阿贝折射仪、调压变压器、温度计、烧杯、量筒、长、短毛细滴管环己烷、乙醇实验步骤1. 在沸点仪中加入30ml乙醇,加热使之沸腾,回流并观察温度计的变化,待温度稳定1~2分钟,分别记下沸点仪中温度计的沸点仪温度观和环境温度环。
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。
实验四双液系气液平衡相图的绘制姓名:谭成彬班级:生物工程学院生物工程07级四班学号;07041010428一、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.掌握双组份沸点的测定方法,通过实验进一步理解分馏原理。
3.掌握阿贝斯折射仪的使用方法。
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。
根据两组间分溶解度不同,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成完全互溶体系时,如果该两组分的蒸汽压不同,则混合物的组成于平衡的气相的组成不同。
当压力保持一定,混合物沸点与两组分的含量有关。
恒定压力下,真实的完全互溶双液系的气—液平衡相图(T—x图),根据体系对拉乌尔的偏差情况,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,如果苯—苯体系,如图1(a)所示。
2)最大负偏差:混合物存在最高沸点,如盐—水体系,如图1(b)所示。
3)最大正偏差:混合物纯在最低沸点,如正丙醇—水体系,如图1(c)所示。
(a) (b)(c)图1 二组分也太混合物气——液平衡相图(T—x图)对于后两种情况,为具有沸点的双系相图。
他们爱最高或最低衡沸点时气相和液相组成相同,因而不能像第一类那样通过反复蒸馏的方法而使双液系的两个组分分离,而只能采取精馏扥那个方法分离出一种纯物质和另一种衡沸混合物。
为了测定双液系的T—x图,需要在气—液平衡后,同时测定双液系的沸点和液相、气相的平衡组成。
本实验一环己烷—乙醇为体系,该体系属于上述第三类型,在沸点仪中蒸馏不同组成的混合物,、液二相组成,即可作出T—x 相图。
本实验气液两相的组成均采用折光率测定。
折光率是物质的一个特征数值,天宇物质的浓度计温度有关,因此在测定物质的折光率是要求温度恒定。
溶液的浓度不同、组成不同,折光率也不同,因此可先配制一系列已知组成的溶液,在恒定温度下扯其折光率,作出折光率—组成曲线,便可通过折光率的大小在工作曲线上找出未知溶液的组成。
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。
完全互溶双液系统气-液平衡相图的绘制(2)误差分析大学化学实验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: 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(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。
实验三 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 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。
溶液的浓度不同、组成不同,折光率也不同。
实验7 双液系的气-液平衡相图的绘制7.1 实验目的1. 用沸点仪测定大气压下乙醇—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 7.2 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。
如下图1:图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 。
y 1l 1t 1Bx l Bx AB t/℃(a )气液t/℃AB B (b )t/ ℃气液ABB x →(c )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。
图1(b)上有个最低点,图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。
7.3 仪器药品玻璃沸点仪一套;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。
无水乙醇(A.R.);环己烷(A.R.)7.4 实验步骤1. 按图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。
量取35ml乙醇从侧管加入蒸馏瓶内,并使传感器浸入溶液3cm左右。
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。
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。