完全互溶双液系气液平衡相图的绘制实验报告
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双液系气—液平衡相图绘制实验目的: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。
实验原理:液体的沸点是液体饱和蒸气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。
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。
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。
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.当温度一定时,则气液两相的组成也随之而定。
当气液两相的相对量一定,则体系的温度也随之而定。
沸点测定仪就是根据这一原理设计的,它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。
)改变体系总成分,再如上法找出另一对坐标点。
这样得若干对坐标点后,分别按气相点和液相点连成气相线和液相线,即得T-x平衡图。
仪器与试剂:沸点仪一套调压变压器一台阿贝折射计一台超级恒温槽1/10温度计(50~100℃)一支 1/10温度计(0~50℃)一支小烧杯 一个 小试管(5ml 带软木塞) (若干) 吸管 2支 红外线干燥箱(风筒) 一台 搽镜纸 乙酸乙酯(AR )无水乙醇(AR ) 不同配比的乙醇—乙酸乙酯混合液 丙酮(C 、P) 重蒸水实验步骤:(1)、乙醇—乙酸乙酯溶液的折射率组成工作曲线的测绘①折射率—体积分数工作曲线。
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、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 。
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。
y 1l 1t 1g Bx l Bx AB t/℃(a )气液t/℃AB B x →(b )t/ ℃气液ABB (c )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。
三、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 )。
四、实验步骤(一)、步骤1.按图4.2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。
兰州大学化学化工学院基础化学 II 实验报告(物理化学部分)题目双液系气—液相图的绘制班级姓名组号仪器号室温21.6℃大气压825.3MB 实验地点实验楼 C311日期2008.11.9一、实验目的1、用沸点仪测定标准压力下环已烷-乙醇双液系的气液平衡数据,绘制系统的沸点-组成图,确定系统的恒沸温度及恒沸混合物的组成。
2、了解用沸点仪测量液体沸点的方法,了解阿贝折光仪的测量原理和使用方法。
二、实验原理1、将两种完全互溶的挥发性液体组分 A 和组分 B 混合后,在一定的温度下,平衡共存的气、液两相的组成通常并不相同。
因此,如果在定压下将液态混合物蒸馏,测定馏出物(气相)和蒸馏液(液相)的组成,就可得到平衡时气、液两相的组成并绘制出沸点-组成图(即T- x 图)。
下图为完全互溶双液系的一种蒸馏相图。
2、完全互溶双液系的具有恒沸点的相图如下:恒沸点:该点的气相组成和液相组成完全相同,在整个蒸馏过程中的沸点亦恒定不变。
故不能用普通蒸馏的方法将 A 和 B 完全分开。
3、测绘具有恒沸点的相图时,要求同时测定溶液的沸点及气液平衡时两相的组成。
(1)将组成不同的系统逐次置于沸点仪中,加热至沸腾,在气液两相达平衡,测定其沸点;(2)用数字阿贝折射仪测定达到平衡的两相组成;(3)分别将沸点下的气相点和液相点连成气相线和液相线,就得到完全互溶双液系的 t-x 相图。
4、本实验采用的环己烷 (B)-乙醇 (A) 系统是完全互溶的二组分系统,其沸点-组成图属于具有最低恒沸点的类型。
本实验采用沸点仪测沸点,用阿贝折射仪测定其折射率。
利用一定温度下该溶液的的折射率—组成工作曲线,内插法得到样品的组成。
三、装置及流程简程1盛液容器2小球3冷凝管4测量温度计5辅助温度计6支管7小玻管8电热丝四、原始数据及数据处理液相气相V 乙醇 /ml V 环己烷 /ml b.p./ ℃ n乙醇 %n乙醇 % 20073.02 1.36160.975 1.36160.97520 1.568.95 1.36220.966 1.37760.79920366.27 1.36450.941 1.38270.73620563.32 1.36680.917 1.39320.60520960.8 1.37340.847 1.39890.52222059.4 1.40810.379 1.40230.47212064.78 1.4220.103 1.40310.460.62067.35 1.42290.08 1.40820.3790.32069.85 1.42330.077 1.41450.26502071.93 1.42370.069 1.42370.069相图如下:乙醇—环己烷双液相图7570℃/.p65.b605500.20.40.60.81乙醇%五、实验结果及讨论恒沸点: 59.2℃恒沸组成:乙醇47.5%环己烷52.5%实验注意事项1、实验过程中必须在冷凝管中通入冷却水,以使气相全部冷却。
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。
图1 完全互溶双液系的相图
2 沸点仪
温度计;2.加料口;3.加
方程:y=-0.0266x²+0.0893x+1.3599
数据分析:
实验所得图可以看出液相的混合物中随着环己烷含量的升高沸点先逐渐下降到一个恒沸点然后迅逐渐上升,而气相的混合物随着环己烷的升高是迅速到一点然后保持一个稳定的波动,而且液相和气相的交点是恒沸点,混合物组分的改变导致沸点的改变。
注:1、报告内的项目或内容设置,可根据实际情况加以调整和补充。
2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后10日内。
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。
双液系沸点-组成图测绘实验报告实验时间:2015年4月15日学号:1120132970 一、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测量原理和使用方法。
二.实验原理1、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。
一个完全互溶的二元体系,两个纯液体组分在所有组成范围内完全互溶。
在定压下,完全互溶的二元体系的沸点—组成图可分为三类,如图C7.1所示。
a.溶液的沸点介于两纯组分沸点之间,如苯一甲苯体系;b.溶液有最低恒沸点,如环己烷-乙醇体系;c.溶液有最高恒沸点,如丙酮—氯仿体系。
下面以a为例,简单说明绘制沸点-组成图的原理。
加热总组成为x1的溶液,体系的温度上升,达液相线上1点时溶液开始沸腾,组成为x2的气相开始生成,但气相量很少,趋于0,x1、x2二点代表达到平衡时液、气两相组成。
继续加热,气相量逐渐增多,沸点继续上升,气、液二相组成分别在气相线和液相线上变化,当达某温度(如2点)并维持温度不变时,则x3、x4为该温度下液、气两相组成,气相、液相的量之比按杠杆规则确定。
从相律f = c - p +2可知:当外压恒定时,在气、液两相共存区域自由度等于1;当温度一定时,则气、液两相的组成也就确定,总组成一定,由杠杆规则可知两相的量之比也已确定。
因此,在一定的实验装置中,全回流的加热溶液,在总组成、总量不变时,当气相的量与液相的量之比也不变时(达气-液平衡),则体系的温度也就恒定。
分别取出气、液两相的样品,分析其组成,得到该温度下气、液两相平衡时各相的组成。
改变溶液总组成,得到另一温度下气、液两相平衡时各相的组成。
测得溶液若干总组成下的气液平衡温度及气、液相组成,分别将气相点用线连接即为气相线,将液相点用线连接即为液相线,得到沸点-组成图。
竭诚为您提供优质文档/双击可除双液系气液平衡相图实验报告篇一:双液系气—液平衡相图绘制实验报告双液系气—液平衡相图绘制实验目的: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。
实验原理:液体的沸点是液体饱和蒸气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。
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。
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。
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.当温度一定时,则气液两相的组成也随之而定。
当气液两相的相对量一定,则体系的温度也随之而定。
沸点测定仪就是根据这一原理设计的,它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。
)改变体系总成分,再如上法找出另一对坐标点。
这样得若干对坐标点后,分别按气相点和液相点连成气相线和液相线,即得T-x平衡图。
仪器与试剂:沸点仪一套调压变压器一台阿贝折射计一台超级恒温槽1/10温度计(50~100℃)一支1/10温度计(0~50℃)一支小烧杯一个小试管(5ml带软木塞)(若干)吸管2支红外线干燥箱(风筒)一台搽镜纸乙酸乙酯(AR)无水乙醇(AR)不同配比的乙醇—乙酸乙酯混合液丙酮(c、p)重蒸水实验步骤:(1)、乙醇—乙酸乙酯溶液的折射率组成工作曲线的测绘①折射率—体积分数工作曲线。
双液系的气液平衡相图实验报告一、实验目的1、测定常压下环己烷乙醇双液系的气液平衡相图。
2、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。
本实验研究的是完全互溶双液系。
在一定温度下,溶液的气液两相达到平衡时,气相组成和液相组成之间存在一定的关系。
通过测定不同组成溶液的沸点和气、液相组成,绘制出沸点组成图(Tx 图),即可得到双液系的气液平衡相图。
通常,实验中通过测定溶液的折射率来确定其组成。
因为折射率与溶液的组成有一定的对应关系。
三、实验仪器和试剂1、仪器沸点仪阿贝折射仪超级恒温槽调压变压器温度计(50℃~100℃,分度值 01℃)移液管(1mL、2mL、5mL)洗耳球2、试剂环己烷(分析纯)无水乙醇(分析纯)四、实验步骤1、安装仪器将沸点仪洗净、烘干,安装好。
检查带有温度计的胶塞是否紧密,电热丝要靠近烧瓶底部的中心。
将阿贝折射仪与超级恒温槽连接好,调节恒温槽温度至 25℃。
2、配制溶液用移液管分别移取 05mL、10mL、15mL、20mL、25mL、30mL、35mL、40mL、45mL 乙醇于 10 个干燥的容量瓶中,再用环己烷分别稀释至刻度,摇匀,配制成一系列不同组成的环己烷乙醇溶液。
3、测定折射率用阿贝折射仪分别测定所配溶液及纯环己烷、纯乙醇的折射率。
测定时,用擦镜纸将棱镜擦净,滴加 2~3 滴待测液于棱镜上,合上棱镜并拧紧,调节反光镜使目镜内视场明亮,旋转棱镜调节旋钮,使目镜中出现明暗分界线,读取折射率。
每个样品测量三次,取平均值。
4、测定沸点向沸点仪中加入 20mL 乙醇含量较少的待测溶液,接通冷凝水。
调节调压变压器,缓慢加热溶液,当液体沸腾后,调节电压使液体沸腾稳定,待温度计读数稳定后,记录沸点温度。
停止加热,用吸管从小槽中吸取气相冷凝液,用阿贝折射仪测定其折射率。
再从侧管中吸取少量液相,测定其折射率。
双液系的气液平衡相图实验报告一、实验目的1、绘制在常压下环己烷乙醇双液系的气液平衡相图,了解相图和相律的基本概念。
2、掌握阿贝折射仪的使用方法,测定液体和蒸气的组成。
3、学会通过实验数据处理和分析,确定双液系的最低恒沸点和恒沸组成。
二、实验原理1、双液系的气液平衡双液系是指两种液体能以任意比例相互溶解所组成的体系。
在一定温度下,气液两相达到平衡时,气相组成和液相组成之间存在一定的关系。
2、相律相律表达式为:F = C P + 2,其中 F 为自由度,C 为组分数,P 为相数。
对于双液系,在压力固定的情况下,自由度 F = 2 P。
3、沸点测定通过沸点仪测定双液系的沸点。
当液体混合物沸腾时,其气相和液相的组成不同。
使用阿贝折射仪测定液相和气相的折射率,然后通过折射率组成工作曲线确定其组成。
三、实验仪器与试剂1、仪器沸点仪、阿贝折射仪、超级恒温槽、调压变压器、温度计(50 100℃,分度值 01℃)、移液管(2ml、5ml)、滴管。
2、试剂环己烷(分析纯)、无水乙醇(分析纯)。
四、实验步骤1、安装仪器将沸点仪洗净、烘干,安装好温度计、加热丝和冷凝管。
2、配制溶液用移液管分别吸取一定体积的环己烷和乙醇,配制不同组成的环己烷乙醇混合液,体积比分别为 0:10、1:9、2:8、3:7、4:6、5:5、6:4、7:3、8:2、9:1、10:0。
3、测定沸点将配制好的混合液加入沸点仪中,加热至液体沸腾。
待温度稳定后,读取沸点温度。
分别从气相冷凝液取样口和液相取样口吸取样品,用阿贝折射仪测定其折射率。
5、重复实验改变混合液的组成,重复上述步骤,测定不同组成下的沸点和折射率。
五、实验数据记录与处理1、实验数据记录|混合液体积比(环己烷:乙醇)|沸点(℃)|气相折射率|液相折射率||::|::|::|::|| 0:10 |_____ |_____ |_____ || 1:9 |_____ |_____ |_____ || 2:8 |_____ |_____ |_____ || 3:7 |_____ |_____ |_____ || 4:6 |_____ |_____ |_____ || 5:5 |_____ |_____ |_____ || 6:4 |_____ |_____ |_____ || 7:3 |_____ |_____ |_____ || 8:2 |_____ |_____ |_____ || 9:1 |_____ |_____ |_____ || 10:0 |_____ |_____ |_____ |2、折射率组成工作曲线的绘制以已知纯环己烷和纯乙醇的折射率为端点,将实验测定的不同组成下的折射率与组成数据标绘在坐标纸上,绘制折射率组成工作曲线。
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。
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。
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。
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。
大学化学基础实验Ⅱ
学院:酿酒与食品工程学院
专业:食品科学与工程
年级:食科141
学号: 1400940106 1400940107
1400940108
学生姓名:丁金浩郭雨宁魏国庆
指导教师:
2015年11月17日
完全互溶双液系气液平衡相图的绘制
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
由两种液体物质混合而成的两组分体系称为双液系统。
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,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,比两个纯液体的蒸汽压 2.7
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2.8)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测定。
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,t A t A t
A
t
B t B t B
t / o C t / o t / o x B x B
x B A B A A B B
(a)(b)(c)x 'x '
折光率也不同。
因此可先配制一系列已知组成的溶液,在恒定温度下测其折光率,作出折光率-组成工作曲线,便可通过测折光率的大小在工作曲线上找出未知溶液的组成。
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。
三.仪器与试剂
WAY型阿贝折射仪1台,超级循环恒温水浴1
台,电加热套1个,数字式温度计1台,小装样
瓶11个,长、短胶头滴管若干,1ml、10ml移液
管各一支,5ml、25ml移液管各两支
乙醇(AR);环己烷(AR)
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。
测定前应注意,必须将沸点仪洗净并充分干燥。
4. 测定系列浓度待测溶液的沸点和折光率
同2步操作,从侧管加入约20mL预先配制好的1号环己烷-乙醇溶液于蒸馏瓶内,并使传感器(温度计)浸入溶液内,将液体加热至缓慢沸腾。
因最初在冷凝管下端内的液体不能代表平衡气相的组成,为加速达到平衡,须连同支架一起倾斜蒸馏瓶,使槽中气相冷凝液倾回蒸馏瓶内,重复三次(注意:加热时间不宜太长,以免物质挥发),待温度稳定后,记下温度计的读数,即为溶液的沸点。
切断电源,停止加热,分别用吸管从小槽中取出气相冷凝液、从侧管处吸出少许液相混液,迅速测定各自的折光率。
剩余溶液倒入回收瓶。
按1号溶液的操作,依次测定2、3、4、5、6、7、8号溶液的沸点和气-液平衡时的气,液相折光率。
五.数据记录及处理
阿贝折射仪温度: 28.10 ℃大气压: 89.24 kPa
环己烷沸点: 76.1 ℃无水乙醇沸点: 79.2 ℃
表1 环己烷-乙醇标准溶液的折光率
1.作出环己烷-乙醇标准溶液的折光率-组成关系曲线。
2.根据工作曲线插值求出各待测溶液的气相和液相平衡组成,填入表中。
以组成为横轴,沸点为纵轴,绘出气相与液相的沸点-组成(T-x)平衡相图。
图见前一页。
3.由图找出其恒沸点及恒沸组成。
答:由图知:恒沸点为60.7℃,恒沸点组成为x环己烷=0.68。