大學物化實驗報告--雙液系的氣—雙液系的氣—液平衡相圖.

1、實驗目的與要求：1. 繪制常壓下環(huán)己烷乙醇雙液系的氣液平衡相圖（ TX 圖），了解相圖和相律的基本概念；2. 掌握測定雙組分液體的沸點及正常沸點的方法；3. 掌握用折光率確定二元液體組成的方法。實驗原理：常溫下，任意兩種液體混合組成的體系稱為雙液體系。若兩液體能按任意比例相互溶解，則稱完全互溶雙液體系；若只能部分互溶，則稱部分互溶雙液體系。雙液體系的沸點不僅與外壓有關(guān)，還與雙液體系的組成有關(guān)。恒壓下將完全互溶雙液體系蒸餾，測定餾出物（氣相）和蒸餾液（液相）的組成，就能找出平衡時氣、液兩相的成分并繪出 TX 圖。通常，如果液體與拉烏爾定律的偏差不大， 在 TX 圖上溶液的沸點介于 A 、B 二純

2、液體的沸點之間見圖 1 (a)。而實際溶液由于 A 、B 二組分的相互影響，常與拉烏爾定律有較大偏差，在 TX 圖上就會有最高或最低點出現(xiàn)，這些點稱為恒沸點，其相應的溶液稱為恒沸點混合物，如圖 1(b),（ c)所示。恒沸點混合物蒸餾時，所得的氣相與液相組成相同，因此通過蒸餾無法改變其組成。圖 1完全互溶雙液系的相圖圖2沸點儀1溫度計；2加料口；3加熱絲；4氣相冷凝液取樣口；5氣相冷凝液本實驗采用回流冷凝的方法繪制環(huán)己烷 -乙醇體系的 T X 圖。其方法是用阿貝折射儀測定不同組分的體系在沸點溫度時氣相、液相的折射率，再從折射率 組成工作曲線上查得相應的組成，然后繪制T X 圖儀器與試劑：沸點儀

3、 1 套超級恒溫槽 1 臺WZSI 型阿貝折光儀25ml 量筒、小漏斗、滴管、大燒杯無水乙醇， 環(huán)己烷，x 環(huán)己烷 各為 0.1，0.3，0.5，0.7，0.95 的乙醇溶液。（250mL 試劑瓶盛裝）注： x 環(huán)己烷 為環(huán)己烷的物質(zhì)的量分數(shù)濃度，定義為x環(huán)己烷n環(huán)己烷n環(huán)己烷 n乙醇實驗步驟：1、開啟超級恒溫槽的電源， 調(diào)節(jié)溫度至 25.0，開啟循環(huán)泵使折光率儀恒溫，若水溫高于 25，可用冰塊降溫。2、用干燥量筒量取無水乙醇 20 毫升，用漏斗倒入干燥的沸點測定儀中。開通冷卻水。開啟電源，緩慢調(diào)節(jié)加熱電壓至約 15V，溫度開始上升，不久儀器內(nèi)液體沸騰， 調(diào)節(jié)電壓為約 10V，回流至溫度不再升

4、高和氣相冷凝液充滿 D 球，讀取沸點。緩慢調(diào)節(jié)加熱電壓至 0V。用玻璃研缽盛水冷卻沸點儀 3 分鐘。用干燥滴管吸取 D 球中的氣相冷凝液，測其折光率。再用另一干凈滴管吸取沸點儀中的液體， 測其折光率。 測畢，將乙醇倒入乙醇專用回收瓶。3、以同樣的方法，順序測定含環(huán)己烷為0.1 0.95 的各溶液的沸點及氣相液相組分的折光率。測畢，將溶液倒回原試劑瓶。4、用少量環(huán)己烷涮洗沸點儀2 次，將環(huán)己烷倒入環(huán)己烷專用回收瓶。加入純環(huán)己烷，測其沸點及氣相液相組分的折光率?！咀⒁馐马棥繉嶒炛锌烧{(diào)節(jié)加熱電壓來控制回流速度的快慢，電壓不可過大，能使待測液體沸騰即可。電阻絲不能露出液面，一定要被待測液體浸沒。在每一

5、份樣品的蒸餾過程中，由于整個體系的成分不可能保持恒定，因此平衡溫度會略有變化，特別是當溶液中兩種組成的量相差較大時，變化更為明顯。為此每加入一次樣品后，只要待溶液沸騰，正?；亓?1min2min后，即可取樣測定，不宜等待時間過長。每次取樣量不宜過多，取樣時毛細滴管一定干凈和干燥。整個實驗過程中，通過折射儀的水溫要恒定。使用折射儀時，棱鏡不能觸及硬物 (如滴管 )，擦拭棱鏡用擦鏡紙。數(shù)據(jù)記錄及處理分析：環(huán)己烷的沸點： 80.7 攝氏度乙醇的沸點： 78.4 攝氏度進實驗室前的溫度：30.5 攝氏度氣壓 :101.04 千帕出實驗室的溫度：29.7 攝氏度氣壓： 101.15 千帕濃 度 X0.0

6、0.10.30.50.70.951.0環(huán)己烷沸 點 度77.469.865.965.064.965.380.4數(shù)氣 相 折1.36001.37221.38281.39751.39701.39901.4240光率液 相 折1.36011.36301.37551.38551.40011.42301.4239光率個人實驗圖乙醇 / 環(huán)己烷平衡相圖溫度/ 908070600.000.200.400.600.801.001.20環(huán)己烷%最低恒沸物的沸點64.9 。其組成：環(huán)己烷的摩爾分數(shù)為0.70 的環(huán)己烷- 乙醇溶液方程： y=-0.0266x 2+0.0893x+1.3599數(shù)據(jù)分析：實驗所得圖可以

7、看出液相的混合物中隨著環(huán)己烷含量的升高沸點先逐漸下降到一個恒沸點然后迅逐漸上升，而氣相的混合物隨著環(huán)己烷的升高是迅速到一點然后保持一個穩(wěn)定的波動，而且液相和氣相的交點是恒沸點,混合物組分的改變導致沸點的改變。實驗結(jié)論：通過實驗學會了 測定雙組分液體的沸點及正常沸點的方法以及用折光率確定二元液體組成的方法。思考題1.在測定恒沸點時，溶液過熱或出現(xiàn)分餾現(xiàn)象，將使繪出的相圖圖形發(fā)生什么變化？答：當溶液出現(xiàn)過熱或出現(xiàn)分餾現(xiàn)象，這些都會使測的沸點偏高，繪出的相圖圖形也會向上偏移。2. 為什么工業(yè)上生產(chǎn) 95%酒精？只用精餾含水酒精的方法是否可能獲得無水酒精？答：酒精和水在 95%的地方會會共沸。不可以。 95%時就形成了