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双液系的气-液平衡相图一、实验目的1.掌握采用阿贝折光率仪确定二元液体组成的方法；2.掌握测定双组份液体的沸点及正常沸点的方法；3.绘制在恒压下环己烷-乙醇双液系的气-液平衡相图。
二、实验原理两种液态的物质混合而成的二组分体系称为双液系。
它可以分为完全互溶和部分互溶的双液系。
体系的沸点不仅与外压有关，而且与双液系的组成有关。
在恒压下做温度T对组成x的关系图即为T-x图。
由相律可知，对于双液系在恒压下气-液两相共存区域中，自由度为1。
当温度一定时，气-液两相的相对组成也就有了确定值。
根据杠杆原理，两相的相对量也确定了。
因此实验测定一系列不同组成的双液系溶液的气-液相平衡时的沸点及此时气相和液相的组成，即可得T-x图。
因此双液系气-液平衡相图实验主体上包括一系列混合体系的沸点测定和气-液相组成分析两个主要内容。
体系的沸点可用沸点仪测定的，其构造如图7.2所示。
采用电热丝直接加热溶液，以防止过热现象，同时该沸点仪用平衡蒸馏法分离气液两相，具有可便于取样分析及避免分馏等优点。
体系的气液相组成的分析是相图绘制的另一核心，可以根据待测体系的理化性质寻找多种合适的分析方法。
以完全互溶双液系环己烷-乙醇体系为例。
由于环己烷和乙醇两者的折光率相差较大，因此本实验可采用测定溶液折光率方法来确定两组分的组成，用阿贝折光仪测定两组分组成的折光率,可以测出折光率对组成的工作曲线,根据测得液体样品的折光率,从工作曲线上可查得两相的组成。
三、仪器与药品FDY双液系沸点测定仪，阿贝折光仪，超级恒温槽，长滴管，烧杯(50ml,250ml),具塞锥形瓶(10ml),刻度移液管(5ml)丙酮(AR级)；环己烷(AR级)；乙醇(AR级)图7-1FDY双液系沸点测定仪前面板示意图图7-1是沸点仪加热控制器的前面板示意图，各功能键的说明如下:1、电源开关2、加热电源调节调节所需的加热电源。
3、温度显示窗口显示所测温度值。
4、电压显示窗口显示加热输出电压值。
实验5 双液系的气液平衡相图一、实验目的1．用沸点仪测定在101．325kPa压力下环已烷—乙醇的气液平衡相图。
2．了解沸点的测定方法。
3．掌握阿贝折射仪的测量原理及使用方法。
二、实验原理将两种挥发性液体混合，若该二组分的蒸气压不同，则溶液的组成与其平衡气相的组成不同。
在压力保持一定时，沸点和组成(T-x)的关系有下列三种：(1)理想液体混合物或接近理想液体混合物的双液系，其液体混合物的沸点介于两纯物质沸点之间见图5—1(a)；(2)各组分蒸气压对拉乌尔定律产生很大的负偏差，其溶液有最高恒沸点见图5—1(b)；(3)各组分蒸气压对拉乌尔定律产生很大的正偏差，其溶液有最低恒沸点见图5—1(c)。
第(2)、(3)两类溶液在最高或最低恒沸点时的气液两相组成相同，加热蒸发的结果只使气相总量增加，气液相组成及溶液沸点保持不变，这时的温度称恒沸点，相应的组成称恒沸组成。
第一类混合物可用一般精馏法分离出这两种纯物质，第(2)、(3)类混合物用一般精馏方法只能分离出一种纯物质和另一种恒沸混合物。
为了测定二元液系的T-x图，需在气液达到平衡后，同时测定溶液的沸点、气相和液相组成。
本实验是测定具有最低恒沸点的环己烷—乙醇双液系的T-x图。
方法是用沸点仪(图5—2)直接测定一系列不同组成之溶液的气液平衡温度(即沸点)，并收集少量馏出液(即气相冷凝液)及吸取少量溶液(即液相)，分别用阿贝折射仅测定其折射率。
为了求出相应的组成，必须先测定已知组成的溶液的折射率，作出折射率对组成的工作曲线，在此曲线上即可查得对应于样品折射率的组成。
沸点仪的种类很多，图5—2所示是一种带有电阻丝加热的沸点仪。
沸腾的溶液由喷嘴喷向温度计，因此可以测得蒸气与液相平衡的温度。
气相经冷凝后贮存在小泡内。
三、仪器与药品沸点仪、调压器、阿贝折射仪、超级恒温槽、1／10℃温度计、酒精温度计、滴管、放大镜。
环己烷、无水乙醇(分析纯)、各种浓度的环已烷—乙醇混合溶液。
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。
实验五双液系的气—液平衡相图预习思考题一、思考题：1.作乙醇—正丙醇标准液的折光率—组成曲线的目的是什么？不能直接测汽液中的组成，由于两者折射率相差较大，根据折光率组成曲线来求得平衡时的两相组成2.如何判断已达气液平衡？体系温度不变，回流1到2分钟不变3.测定一定沸点下的气液相折光率时为什么要将待测液冷却？整个实验过程中，通过折射仪的水温要恒定4.本实验加入沸石的目的是什么？防止局部过热5.乙醇—正丙醇的折光率—组成工作曲线为一直线，两点即可定一线，本实验为何还要进行多点测定？减少误差提高准确度6.简述本实验是如何测定双液系的气—液平衡相图的？测沸点→测其对应的折射率的组成→沸点—组成图7本实验在测定双液系的沸点和组成时，每次加入沸点仪中的两种液体是否应按记录表规定精确计量？为什么？不是。
8我们测得的沸点和标准大气压下的沸点是否一致？为什么？否沸点不仅与外压有关，而且还和双液系中两种液体的相对含量有关9简述用阿贝折光仪测定液体折光率的步骤。
10双液系的沸点—组成图分为哪几类？本实验属于哪一类？3 乙醇—正丁醇1类 a类沸点介于ab2物质之间二、操作题：1. 如何进行打开冷凝水至适当位置操作？为什么？下口进上口出，开小一点逐步冷却效果更好2. 如何进行沸点仪在开始加热和温度接近沸点时的操作？刚开始时电压可以调高点大概200v，接近沸点的时候电压调低点大概100v3. 如何进行测定沸点后蒸馏瓶水浴冷却操作？250ml水烧杯套在测定仪底部冷却至与恒温槽温度相近4. 如何进行沸点仪气、液相取样操作？干滴管去冷凝液短滴管取圆底烧瓶溶液5. 折光仪在加样时应注意什么？如何操作？下棱镜保持水平，使滴加液体铺满整个镜面，迅速合上6. 如何进行折光仪加样后的调节操作？调节上下两反射镜，使目镜视野明亮，调节下轮至目镜出现明暗分界，调节上镜至明暗分界线变清晰（黑白），再反复调节下轮至明暗分界处目镜交叉中心7. 如何进行折光仪读数操作？右边读数+估读多一位8. 如何进行折光仪测定前上下棱镜的乙醇清洗操作？为何要清洗？用擦镜纸擦干，去杂质，提高准确度9. 为何要进行温度露颈校正？如何校正？容器外部温度比体系温度低△t露=1.6*10^-4*h（t测-t环）10. 如何设定超级恒温槽温度为30℃（实控温度）？先调低于30度2~3度调节器调至指示灯频繁交替旋紧11.本实验中超级恒温槽的作用是什么？折射仪水温需要恒定。
实验二双液系的气—液平衡相图1. 目的要求(1) 绘制在p0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) 掌握测定双组分液体沸点的方法。
(3) 掌握用折光率确定二元液体组成的方法。
2. 基本原理任意两个在常温时为液态的物质混合起来组成的体系称为双液系。
两种溶液若能按任意比例进行溶解，称为完全互溶双液系；若只能在一定比例范围内溶解，称为部分互溶双液系。
环己烷-乙醇二元体系就是完全互溶双液系。
双液系蒸馏时的气相组成和液相组成并不相同。
通常用几何作图的方法将双液系的沸点对其气相和液相的组成作图，所得图形叫双液系的沸点(T)组成(x)图，即T—x图。
它表明了在沸点时的液相组成和与之平衡的气相组成之间的关系。
图2.2.1 双液系的T-x图双液系的T—x图有三种情况：(1)理想溶液的T—x图(图2.2.1a)，它表示混合液的沸点介于A、B二纯组分沸点之间。
这类双液系可用分馏法从溶液中分离出两个纯组分。
(2)有最低恒沸点体系的T—x图（图2.2.1b）和有最高恒沸点体系的T—x图（图2.2.1c）。
这类体系的T—x图上有一个最低和一个最高点，在此点相互平衡的液相和气相具有相同的组成，分别叫做最低恒沸点和最高恒沸点。
对于这类的双液系，用分馏法不能从溶液中分离出两个纯组分。
本实验选择一个具有最低恒沸点的环己烷—乙醇体系。
在101.325kPa下测定一系列不同组成的混合溶液的沸点及在沸点时呈平衡的气液两相的组成，绘制T—x图，并从相图中确定恒沸点的温度和组成。
测定沸点的装置叫沸点测定仪(图2.2.2)。
这是一个带回流冷凝管的长颈圆底烧瓶。
冷凝管底部有一半球形小室，用以收集冷凝下来的气相样品。
电流通过浸入溶液中的电阻丝。
这样可以减少溶液沸腾时的过热现象，防止暴沸。
测定时，温度计水银球要一半在液面下，一半在气相中，以便准确测出平衡温度。
而折光率的测定又只需少量样品，溶液组成分析：由于环己烷和乙醇的折光率相差较大，4.实验步骤(1) 纯液体折光率的测定：分别测定乙醇和环己烷的折光率，重复2次～3次。
双液系的气一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一环己烷或异丙醇-环己烷双液系气-液平衡时气相与液相组成及平衡温度，绘制温度一组成图，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，则称为部分双液系。
如果在恒压将溶液蒸馏，当气液两相达平衡时，记下此时的沸点，并分别测定气相（溜出物）与液相（蒸馏液）的组成，就能绘出双液系的气液平衡相图。
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1.根据需要，连好沸点仪，数字贝壳曼温度计，感温杆不与电热丝相碰。
2.接通冷凝水，用超级恒温槽完成冷凝循环。
量取35ml异丙醇从侧管加入蒸馏瓶内，并使传感器侵入溶液3cm左右。
将加热丝接通恒流电源。
将电流调定1.1A，使电热丝将液体加热至缓慢沸腾，待温度恒定后，记下乙醇的沸点及环境气压。
3.依次再加入2.6.12.20ml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.关闭仪器和冷凝水，将溶液倒入回收瓶。
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；2.一定要在停止通电加热之后，方可取样进行分析；3.使用阿贝折光仪时，棱镜上不能触及硬物（滴管），要用专用擦镜纸擦镜面。
六、实验数据记录及处理异丙醇35ml+环己烷环己烷35ml+异丙醇混合溶液中相应的异丙醇的含量，用表格表示如下:工作曲线向35ml 的异丙醇中加入环己烷 加入环己烷的 量（ml ）温度（0C ） 液相中异丙醇的摩尔 百分数％ 气相中异丙醇的摩尔 百分数％0 76.6 100 100 2 74.9 93.0 92.5 4 71.5 82.2 50.9 12 69.0 72.1 39.4 2067.640.149.4向35ml 的环己烷中加入异丙醇 加入异丙醇的 量（ml ） 温度（0C ） 液相中异丙醇的摩尔 百分数％ 气相中异丙醇的摩尔 百分数％75.5 0 0 2 74.0 9.1 10.3 4 68.0 17.7 37.5 10 67.5 38.7 37.4 1667.84050.3由以上两表作气一液平衡相图如下:y = -0.00053x + 1.42632040 60 80 100 120异丙醇摩尔百分数异内醉仃分数七、思考题1.沸点仪中的小球的体积过大对测量有何影响？答：球太大蒸发出来的部分气体可能就直接在球壁上冷凝了，不会全部进入冷凝管存储在小槽里，使得气相部分有所损耗，测出的沸点不准确，误差比较大。
向港040940538实验四双液系的气——液平衡相图的绘制一、实验目的1、用沸点仪测定大气压下—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成为双液系。
两种液体若能按任意比例互相溶解，成为完全互溶的双液系；若只能在一定比例范围内互相溶解，则称部分双液系。
双液系的气相平衡相图可分为三类。
这些图的纵轴是温度（沸点），横轴是代表液体B的摩尔分数。
在图中有两条曲线：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。
三、实验仪器和药品1．实验仪器仪器名称数量仪器名称数量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．药品异丙醇环己烷四、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、6、12、20ml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，将溶液倒入回收瓶。
五、实验注意现象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。
2．一定要在停止通电加热之后，方可取样进行分析。
实验七 双液系气液平衡相图一 实验目的1. 测定异丙醇-环己烷双液系在常压下气-液平衡数据，绘制标准压力的T—X 图。
2. 确定体系的恒沸温度及恒沸混合物的组成。
3. 了解阿贝折射仪的测量原理，掌握其使用方法。
二 实验原理两种液态物质混合时所形成的二组分体系称为双液系，若组成体系的两个组分可以任意比例相互溶解时，则称为完全互溶双液系。
完全互溶双液系恒定压力下的沸点组成图（T—X ）可分为三类。
第一类 溶液沸点介于两纯组分沸点之间图7－1；第二类 溶液存在最低沸点图7－2；第三类 溶液存在最高沸点图7－3。
从这三类体系的T －X 图可以看出，对于第一类的混合物可以利用一般精馏法分离出两种纯物质；而对于第二、三类的混合物只能分离出一种纯物质和另一种恒沸混合物。
而且第二、三类体系的溶液在最高或最低沸点时的气液两相组成相同。
加热蒸发时，只能使气相的总量增加，气液相组成及溶液沸点均保持不变。
这时的温度称之为恒沸温度（或恒沸点），相应的组成称为恒沸组成。
不难看出，恒沸温度组成是这些相图的特征参数。
异丙醇－环己烷是完全互溶的双液系，其沸点-组成图（即T －X 图）属于具有最低恒沸点的类型（见图7－2）。
在101325Pa 下异丙醇的沸点为 82.45℃，环己环的沸点为80.75℃。
实验要求在恒压下，测定整个浓度范围内所选定的几个不同组成溶液的沸点T 和平衡时气相组成y 和液相组成X ，然后绘制沸点-组成图（即T －X 图）。
为了获得上述测定数据，本实验利用沸点仪（见图7-4），采用回流冷凝法，当气液两相的相对量一定时，体系的温度也将保持恒定，沸点即沸腾温度可由温度计读取。
分别由蒸气冷7-4沸点仪1- 温度计; 2- 加液口;3 -电热丝4-分馏液取样口;5-分馏液图7-3图 7-1 图 7-2凝的凹形槽中取样分析平衡气相组成；从加液口取样分析平衡液相组成，试样分析使用的仪器是阿贝折射仪。
实验所测定的是试样的折射率，还需将折射率转换成组成。
双液体系气—液平衡相图的绘制一、实验目的1. 绘制环己烷—异丙醇双液体系的沸点组成图，确定其恒沸组成和恒沸温度。
2. 掌握回流冷凝管法测定溶液沸点的方法。
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 (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 (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图 (c)）所示。
上图为二组分真实液态混合物气—液平衡相图（T-x 图）t At AtAt Bt B t Bt / o Ct / o t / o x Bx Bx BABAABB(a)(b)(c)x 'x '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－异丙醇为体系，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测定。
三、仪器与试剂1、仪器：沸点仪1台；调压变压器1台；阿贝折射仪1台；温度计(0-100℃) 1支；长滴管1个；短滴管2支；2、试剂：环己烷(分析纯)；异丙醇(分析纯)异丙醇—环己烷标准溶液(异丙醇分别为0.20，0.40，0.50，0.60，0.80，0.90)四、主要实验步骤1. 测定环己烷、异丙醇及标准溶液的折射率调节阿贝折射仪，用一支干燥的短滴管吸取环己烷数滴，注入折射仪的加液孔内，测定其折射率n，读数两次，取其平均值。
双液系的气液平衡相图实验者：林澄昱生04 2010030007 同组者：张弯弯实验日期：2012-03-10 提交日期：2012-03-16实验指导：刘晓惠1引言两种蒸气压不同的挥发性液体在混合之后，其溶液组成与与其平衡气相的组成不同。
在恒外压下，二组分系统达到气液平衡时，表示液态混合物的沸点与平衡时气液两相组成关系的相图，称为沸点和组成（T-x）图。
大致分为三大类，包括：（1）理想液体混合物或接近理想液体混合物的双液系，其混合物沸点介于两纯物质沸点之间。
见图1（a）；（2）各组分蒸气压对拉乌尔定律产生很大的负偏差，有最高恒沸点。
见图1（b）；（3）各组分蒸汽压对拉乌尔定律产生很大的正偏差，有最低恒沸点。
见图2（c）1。
图1 三类沸点组成（T-x）图本实验为了绘制常压下环己烷-乙醇的气液平衡相图，先利用阿贝折射仪测定一系列已知组成混合溶液及纯液体的折射率，绘制标准曲线，再通过沸点仪测定一系列混合溶液的沸点，收集少量气相冷凝液以及溶液，测定其各自折射率，反查标准曲线得到气液两相的组成，绘得双液系的气液平衡相图。
2实验操作2.1实验药品、仪器及测试装置示意图2.1.1实验药品环己烷，无水乙醇；2.1.2实验仪器沸点仪，调压器，温度传感器，锥形瓶，分析天平（AR2140），阿贝折射仪（型号不明，为靠近恒温箱的一台），恒温箱，胶头滴管，10ml吸量管，洗耳球；2.1.3装置示意图1. 冷却水入口2. 气相冷凝液贮存小泡3. 温度传感器4. 喷嘴5. 电热丝6. 调压器2图2 沸点仪2.2实验条件恒温槽温度：26 ℃室温：未测气压：未测2.3实验操作步骤及方法要点2.3.1标准曲线的测定及绘制2.3.1.1标准溶液的配制取5个干燥、洁净的锥形瓶，编号为1~5，分别称量空瓶质量并记录；依照表1分别量取并加入相应体积的环己烷和无水乙醇，每加入一种溶液以后称量其质量并记录；得到5份已知组分的标准溶液。
表1 标准溶液的配制方案通过称量得到的质量，可以计算得到每锥形瓶中液体含有的环己烷质量分数，通过测定其折射率，可以确定特定环己烷质量分数与折射率的关系；同时，直接量取纯的无水乙醇和环己烷，测定其折射率，可以绘制在环己烷质量分数在0~1之间的无水乙醇混合溶液与折射率的关系曲线。
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。
双液系的气液平衡相图1引言1.1实验目的(1) 用沸点仪测定常压下环己烷-乙醇的气液平衡相图(2) 掌握阿贝折射仪的使用方法1.2 实验原理将两种挥发性液体混合，若该二组分的蒸气压不同，则溶液的组成与其平衡气相的组成不同。
在压力保持一定，二组分系统气液达到平衡时，表示液态混合物的沸点与平衡时组成关系的相图，称为沸点和组成(T-x)图。
沸点和组成(T-x)的关系有下列三种：(1) 理想液体混合物或接近理想液体混合物的双液系，其液体混合物的沸点介于两纯物质沸点之间，见图1.1(a)；(2) 各组分蒸气压对拉乌尔定律产生很大的负偏差，其溶液有最高恒沸点，见图1.1(b)；(3) 各组分蒸气压对拉乌尔定律产生很大的正偏差，其溶液有最低恒沸点，见图1.1(c)。
第(2)、(3)两类溶液在最高或最低恒沸点时的气液两相组成相同，加热蒸发的结果只使气相总量增加，气液相组成及溶液沸点保持不变，这时的温度称恒沸点，相应的组成称恒沸组成。
第一类混合物可用一般精馏法分离出这两种纯物质，第(2)、(3)类混合物用一般精馏方法只能分离出一种纯物质和另一种恒沸混合物。
图1.1 三类溶液相图为了测定二元液系的T-x图，需在气液达到平衡后，同时测定溶液的沸点、气相和液相组成。
本实验是测定具有最低恒沸点的环己烷-乙醇双液系的T-x 图。
方法是用沸点仪(图1.2)直接测定一系列不同组成之溶液的气液平衡温度(即沸点)，并收集少量馏出液(即气相冷凝液)及吸取少量溶液(即液相)，分别用阿贝折射仪测定其折射率。
为了求出相应的组成，必须先测定已知组成的溶液的折射率，作出折射率对组成的工作曲线，在此曲线上即可查得对应于样品折射率的组成。
2 实验操作2.1 实验仪器实验使用沸点仪，调压器，阿贝折射仪，超级恒温槽，电子温度计，滴管，放大镜 环己烷，无水乙醇（AR ），各种浓度的环己烷-乙醇混合溶液2.2 实验条件实验室温度17.5 °C ，气压100.7 kPa ，相对湿度34%2.3 实验操作(1) 测定溶液的折射率。
实验五双液系的气液平衡相图一、实验目的与要求：1、用沸点仪测定在一大气压下水——正丙醇双液系的气液平衡相图，确定其最低恒沸点温度及恒沸混合物的组成。
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、用阿贝折射仪测定液体和蒸气的组成，学会用折光率确定双组分体系的组成。
二、预习要求：1、了解绘制双液系相图的基本原理。
2、了解阿贝折射仪的使用方法。
3、了解本实验中的注意事项，如何判断气－液两相已达到平衡。
三、实验原理：在常温下，两液态物质混合而成的体系称为双液系。
两液体若只能在一定比例范围内互相溶解，称为部分互溶双液系，若两液体能以任意比例相互溶解，则称为完全互溶双液系。
例如：苯－乙醇体系，正丙醇－水体系，环己烷—乙醇体系都是完全互溶双液系，苯－水体系则是部分互溶双液系。
液体的沸点是指液体的蒸气压与外压相等时的温度。
在一定的外压下，纯液体的沸点有确定的值。
但对于双液系来说，沸点不仅与外压有关，而且还与双液系的组成有关，即与双液系中两种液体的相对含量有关。
双液系在蒸馏时具有另一个特点是：在一般情况下，双液系的气相组成和液相组成并不相同。
因此原则上有可能用反复蒸馏的方法，使双液系中的两液体互相分离。
通常用几何作图的方法将双液系的沸点对其气相、液相组成作图，所得图形称为双液系T－x相图，在一定温度下还可画出体系的压力P与组成的P－x关系图。
完全互溶双液系在恒定压力下的气液平衡相图可分为三类：如果溶液与拉乌尔定律的偏差不大，在T—x图上，溶液的蒸汽压和沸点介于A，B两纯组分蒸汽压及沸点之间，如甲苯-苯体系（图5－1）所示，为第一类。
实际溶液由于A—B两组分的相互影响，常与拉乌尔定律有较大的偏差。
在T—X图上可能有最低和最高点出现。
如图（5－2）、（5－3）所示。
这些点称为恒沸点。
其相应的溶液称为恒沸点混合物。
恒沸混合物蒸馏所得的气相与液相的组成相同。
如：盐酸—水体系具有最高恒沸点，为第二类；正丙醇—水等体系具有最低恒沸点，为第三类。
实验七十五双液系的气-液平衡相图预习提问：1.本实验为什么要用到阿贝折光仪？2.安装仪器应该注意什么？3.每组实验的仪器都需要干燥吗？为什么？4.各组实验所加样品的量需要很精确吗？为什么？5.实验过程中怎样控制沸点，使其稳定？6.在测定沸点时，溶液过热或出现分馏现象，将使绘出的相图图形发生变化？7.试分析一下该体系的条件自由度为多少？8.恒沸点是什么？是什么因素引起的？9.如何绘制该平衡相图？10.沸点的定义？答案：1.用阿贝折光仪测得各组分的折射率，在标准曲线上找出对应组分的浓度。
2.安装仪器时，应检查装置的气密性；电热丝应完全浸入到溶液中且不接触器壁；温度计应稍远离电热丝，温度计也要深入到溶液中，且不接触器壁；检查进出水口的接管是否接好，控制水的流速；加热时，应控制电压大小。
3.只有测量纯的环己烷和纯的乙醇的沸点时才需要完全干燥，因为其他组是在纯的环己烷或是乙醇的基础上加的试剂，无需再重复干燥。
4.不需要很精确。
因为浓度不是通过所加样品的计算出来的，而是通过测各组分的折射率在标准工作曲线上找出来的。
5.实验过程中应该控制冷凝管水的流速及电压的大小，减少气体的蒸发，这样才能使系统更好的达到平衡，沸点才会稳定。
6.过热或出现馏分将使测得的沸点偏高，使相图向上移动。
7.该体系的自由度=独立物种数-相数+2=2-2+2=28.恒沸点是体系在T-X图上存在的极值。
这是由于实际体系与拉乌尔（Raoult）定律存在很大的偏差引起的。
9.首先利用已知的数据绘制标准的折射率-组成图，利用实验测得的不同组分的气液相得折射率在标准图上找出对应的浓度，再根据每组实验测得的沸点与浓度做出该双液系的气-液平衡相图。
10.液体的蒸汽压等于外压时的温度。
思考题：1. 简述由实验绘制环己烷-乙醇气-液平衡T-x相图的基本原理。
2. 在双液系的气-液平衡相图实验中，作环己烷-乙醇的标准折光率-组成曲线的目的是什么？3. 用精馏的方法是否可把乙醇和环己烷混合液完全分离，为什么？4. 测定纯环己烷和纯乙醇的沸点时，沸点仪中有水或其它物质行吗？5. 为什么工业上常生产95％酒精？只用精馏含水酒精的方法是否可能获得无水酒精？6. 在双液系的气-液平衡相图实验中，如何判断气-液相达平衡状态？7. 在双液系的气-液平衡相图实验中，每次加入沸点仪中的环己烷或乙醇是否应按记录表所规定的体积精确计量？为什么？8. 在双液系的气-液平衡相图实验中，在测定沸点时，溶液出现分馏现象，将使绘出的相图图形发生什么变化？9. 在双液系的气-液平衡相图实验中，蒸馏器中收集气相冷凝的小球大小对结果有何影响？10. 在双液系的气-液平衡相图实验中，通过测定什么参数来测定双液系气-液平衡时气相和液相的组成？11. 在双液系的气-液平衡相图中，如何通过测定溶液的折光率来求得溶液的组成？12. 什么是恒沸点？双液系相图中包含了哪些区域、哪些线和哪些重要的点？各部分的自由度为多少？13. 在双液系的气-液平衡相图实验中，为何要多次将小球中的液体倾倒回烧瓶中？14. 在双液系的气-液平衡相图实验中，如果将沸点仪过度倾斜使小球中凝聚液体太多，会对测定产生什么影响？15. 在双液系的气-液平衡相图实验中，主要误差来源是什么？16. 用阿贝折光率仪测定液体折光率时要经过哪几步调节？测定时无法调出明暗界面，可能的原因是什么？17. 在双液系的气-液平衡相图实验中，测定工作曲线时折光率的恒温温度与测定样品时折光率的恒温温度是否需要保持一致？为什么？18.本实验选用环己烷和乙醇的原因？19. 在双液系的气-液平衡相图实验中，所用的蒸馏器尚有那些缺点？如何改进？20. 在双液系的气-液平衡相图实验中，使用的样品溶液能否重复使用？答案：1.通过测定不同沸点下组分的气、液相的折射率，在标准的工作曲线上找出该折射率对应的浓度，结合其沸点画出平衡相图。
双液体系气—液平衡相图的绘制
一、 实验目的
1. 绘制环己烷—异丙醇双液体系的沸点组成图, 确定其恒沸组成和恒沸温度。
2. 掌握回流冷凝管法测定溶液沸点的方法。
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 (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 (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图 (c)) 所示。
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 '
上图为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经过重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－异丙醇为体系, 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测定。
三、仪器与试剂
1、仪器:
沸点仪1台; 调压变压器1台;
阿贝折射仪1台; 温度计(0-100℃) 1支;
长滴管1个; 短滴管2支;
2、试剂:
环己烷(分析纯); 异丙醇(分析纯)
异丙醇—环己烷标准溶液(异丙醇分别为0.20, 0.40, 0.50, 0.60, 0.80, 0.90)
四、主要实验步骤
1. 测定环己烷、异丙醇及标准溶液的折射率
调节阿贝折射仪, 用一支干燥的短滴管吸取环己烷数滴, 注入折射仪的加液孔内, 测定其折射率n, 读数两次, 取其平均值。
然后打开棱镜组, 待环己烷挥发后, 再用擦镜纸轻轻吸去残留在镜面上的液体, 合上棱镜组。
同样测定异丙醇及各标准溶液的折射率。
记录室内大气压力。
2. 测定溶液的沸点及平衡时气—液两相的折射率
(1)将干燥洁净的沸点仪装置好, 检查带有温度计的软木塞是否塞紧。
用漏斗从支管加入25mL异丙醇溶液于烧瓶中, 将温度计水银球中部位于液面为度。
接通冷凝水和电源, 调节调压器加热电压。
将溶液缓缓加热, 当液体沸腾后, 再次调节加热电压和冷凝水流量, 使蒸气在冷凝液倾回烧瓶, 重复两次, 待温度稳定后记下沸点, 停止通电, 充分冷却后, 分别测定气相冷凝液和液相的折射率。
(2)将上述操作步骤分别逐次加入环己烷1mL、 2 mL、 3 mL、 4 mL、 5 mL、10 mL, 测定其液体的沸点及气相冷凝管和液相的折射率。
(3)将沸点仪内的溶液倒入回收瓶, 用少许环己烷洗涤沸点仪2-3次, 用电吹风吹干沸点仪, 然后加入环己烷25 mL于沸点仪中, 将(1)操作测量环己烷气相冷凝液和液相的折射率。
以后分别逐次加入异丙醇0.2 mL, 0.3 mL, 0.5 mL, 1 mL, 4 mL, 5 mL, 同法测量其沸点及气相冷凝液和液相的折射率。
记录数据。
五、数据处理与结果讨论
表一: 异丙醇＿环己烷标准溶液
表二: 异丙醇＿环己烷溶液
图一: 异丙醇＿环己烷标准溶液
图二: 环己烷-乙醇气液相图。
