物理化学实验二元液系的气液平衡相图

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二元气液平衡相图的绘制

一、实验目的:

1、定不同组成的环己烷—乙醇溶液的沸点及气、液两相的平

衡浓度,由此绘制其沸点—组成图。

2、握爱贝斯折射仪的原理及使用方法。

二、实验原理:

了解二元溶液的沸点—组成图,对两组分的分离—精馏有指导意义。

本实验室用回流冷凝法测定不同浓度的环己烷—乙醇溶液的沸点和气、液两相的组成,从而绘制T-x图。

图1为环己烷—乙醇的沸点—组成的大致形状,ADC和BEC为气相线,AD’C和DE’C为液相线。他们表明了沸点和气、液组成个关系。当体系总组成为x的溶液开始沸腾时,气象组成为y,继续蒸馏,则气相量增加,液相量相应减少(总量不变),溶液温度上升,由于回流作用,控制了两相的量为一定,其沸点也为一定,此时气相组成为y’,与其平衡的液相组成为x’,体系的平衡沸点为t沸,此时气液两相的量服从杠杆原理。

当压力一定时,对两项共存区进行相律分析:独立组分数K=2,相数P=2,所以自由度f=K-P+1=2-2+1=1

这说明,若体系温度一定,气、液两相成分就已确定,当

总量一定时由杠杆原理可知,两相的量也一定,反之,在一定实验装置汇总,用利用回流的方法,控制气液两相的相对量为一定,

使体系的温度一定,则气液组成一定。 用精密温度计可以测出平衡温度,取出气液两相样品测定其折射率可以求出其组成。因为折射率和组成由一一

对应的关系,则可以通过测定仪系列一直组成的样品折射率,会出工作曲线即折射率—组成曲线。这样,只要测出样品的折射率就可从工作曲线上找到未知样品的组成。

三、 仪器和药品

仪器:阿贝折射仪、超级恒温槽、蒸馏瓶、调压变压器、1/10°C 刻度温度计、25ml 移液管一支、5ml 、10ml 移液管各两支、锥形瓶四个、滴管若干支。 药品:环己烷、乙醇、丙酮。

四、实验步骤

1、 工作曲线的测定 把超级恒温槽调至25°C ,用橡皮管连接好恒温槽与阿贝折射仪,使恒温水流经折射仪。准确配置下列溶

t/℃

图6—1 沸点—组成图

液,测定纯

环己烷,乙醇和下列溶液的折射率,并测定溶液温度。

测定工作曲线要点:随配随侧,充分均匀

2、测定环己烷的沸点

按图装好仪器,先把调压变压器调至电压最小,将25ml苯加入蒸馏瓶内,打开冷凝水,接通电源,缓慢增加电压,加压至12-16V,加热至液体沸腾时,记下温度稳定值。

3、停止加热,按下列次序加入乙醇

每次甲烷后,测其非典及气、液两相的折射率1ml 2ml 4ml 5ml 7ml 乙醇可以从支管加入,要沸腾较长一段时间后才能达到平衡,当温度稳定不变后,记下温度值。停止加热,立即取出小槽中的气相样品测其折射率,接着测定液相折射率,测定要点是先气相后液相。

4、做完上述试验后,拔下电源插头,回收母液,再用电吹风吹干沸点仪,加入25ml乙醇,测其沸点,按下列次序加入环己烷,分别测其沸点及气、液两相的折射率,然后拔下电源插头,一切恢复原状。

1ml 3ml 5ml 7ml 7 ml

1、工作曲线

2、实验数据

1、计算出标准溶液的质量百分组成,作出折射率—组成图即

工作曲线

2、利用内插法,在工作曲线上找出个折射率相应的组成。

3、将沸点、气、液两相的折射率及责成数据列表。

4、作沸点—组成图。作图时,气液相得实验点应当用不同的

标记标出。

5、由沸点—组成图上求出最低恒沸点和恒沸混合物的组成。