二組分系統(tǒng)氣液平衡溫度

1、寧波工程學(xué)院物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告專業(yè)班級 化本092 姓名 周培 實(shí)驗(yàn)日期 2011年4月7日同組姓名徐浩，鄭志浩指導(dǎo)老師 劉旭峰，王婷婷實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)四、二組分系統(tǒng)氣液平衡溫度-組成圖的繪制一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、測定在常壓下環(huán)乙烷系統(tǒng)的氣液平衡數(shù)據(jù)，繪制沸點(diǎn)的沸點(diǎn)-組成圖。2、確定洗頭的恒沸溫度及恒沸混合物組成。3、了解阿貝折射儀的測量原理，掌握阿貝折射儀的使用方法。二、值。實(shí)驗(yàn)原理 液體的沸點(diǎn)是指液體的飽和蒸氣壓和外壓相等時(shí)的溫度。在一定外壓下，純液體的沸點(diǎn)有確定的 但對于完全互溶的雙液系，沸點(diǎn)不僅與外壓有關(guān)，而且還與雙液系的組成有關(guān)。本實(shí)驗(yàn)采用環(huán)乙 烷（B）-乙醇（A）系統(tǒng)，其沸點(diǎn)-組成圖屬于具有最

2、低恒沸點(diǎn)的類型（如圖1）。在101.325Kpa下，環(huán)乙烷的沸點(diǎn)為80.75，乙醇的沸點(diǎn)為78.37C，最低恒沸點(diǎn)為64.8們最 低恒沸點(diǎn)混合物的組成（摩爾分?jǐn)?shù)）為xB=0.55.環(huán)乙烷（B）-乙醇（A）的沸點(diǎn)-組成圖沸點(diǎn)儀裝置本實(shí)驗(yàn)采用的是沸點(diǎn)儀裝置，用沸點(diǎn)儀直接測定一系列不同組成液態(tài)混合物的氣液平衡溫度，并 收集少量餾出物和蒸餾液，分別用阿貝折光儀測定折射率，利用環(huán)乙烷（B）-乙醇（A）二組分系統(tǒng) 的折射率-組成工作曲線，查出對應(yīng)于樣品折射率的組成。三、實(shí)驗(yàn)儀器、試劑儀器：沸點(diǎn)儀1套、NTY-2A型數(shù)字式溫度計(jì)1套、YP-2B精密穩(wěn)流電源1套、阿貝折射儀1套、 HK-1D型恒溫水槽1套試劑

3、：無水乙醇（A.R）、環(huán)乙烷（A.R）。不同組成環(huán)乙烷-乙醇混合物四、實(shí)驗(yàn)步驟1、開啟恒溫水槽，設(shè)定溫度為30C。2、加入試劑，蓋好加料口塞子，使電熱絲及溫度傳感器浸入液體中。3、開冷凝水，溫度傳感器連接NTY-2A型數(shù)字式溫度計(jì)，加熱絲連接YP-2B精密穩(wěn)流電源。調(diào) 節(jié)穩(wěn)流電源電流，加熱至沸騰。液體沸騰后，蒸氣逸出，經(jīng)冷凝后流入球形小室。剛出現(xiàn)在 球形小室中的液體不純，應(yīng)將其吸取掉，如此23次后，待溫度恒定后，記下沸點(diǎn)，并停止 加熱。4、在冷凝管上口冷凝液取樣口插入干燥的長吸液管吸取球形小室的氣相冷凝液，迅速測其折光 率。用另一根干燥的短吸液管，待沸點(diǎn)儀冷卻后，從沸點(diǎn)儀的加料口吸取蒸餾液迅速

4、測其折 射率。實(shí)驗(yàn)完畢，將沸點(diǎn)儀中的溶液倒回原瓶。5、最后，關(guān)閉電源、水源。五、數(shù)據(jù)記錄與處理室溫：17.5C大氣壓：101.30KPa1、30C時(shí)，已知組成的環(huán)己烷（B）一乙醇（A）二組分系統(tǒng)的折射率見表1，由表1制作環(huán)己 烷一乙醇二組分系統(tǒng)的工作曲線。表1已知組成的環(huán)己烷（B）一乙醇（A）二組分系統(tǒng)的折射率（溫度：30.0C+0.1C）XB0.0000.1000.2000.3000.4000.5000.6000.7000.8000.9001.000nB1.35701.36571.37431.38201.38881.39511.40091.40621.41121.41581.4202圖3、3

5、0C時(shí)，折射率一一組成工作曲線2、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄與處理表2環(huán)己烷（B）一乙醇（A）二組分系統(tǒng)的氣液平衡數(shù)據(jù)樣品編號，/c液相分析氣相分析nxn無水乙醇77.8B1.3616B0.05302B1.3631B0.07012174.471.36050.046311.36010.03559269.51.36760.122421.39440.48886365.71.37890.25961.39930.57237464.11.38900.403221.40190.61884566.81.40520.681161.40410.66044663.61.41250.828291.41580.90000764.9

6、1.42010.997761.40020.58788879.61.42511.111041.42071.01106純環(huán)己烷80.21.42591.129771.42551.12060圖4、環(huán)己烷一乙醇系統(tǒng)氣液平衡時(shí)的沸點(diǎn)一組成圖3、由圖4得：系統(tǒng)的恒沸點(diǎn)為66.83C恒沸混合物的組成x =0.66B在101.325KPa下，最低恒沸點(diǎn)為64.8C，最低恒沸點(diǎn)混合物的組成為七=0.55。系統(tǒng)的恒沸點(diǎn)的相對誤差=(66.83-64.8) /64.8=3.13%。恒沸混合物的組成的相對誤差=(0.66-0.55) /0.55=20%六、結(jié)果討論1、在該二相組分圖中，刪除了第7組，在該組中氣相的組分比

7、前一組小，在圖中出現(xiàn)回折，與實(shí)際 不符。造成該情況的原因可能是在吸取氣相物質(zhì)和液相物質(zhì)到折射儀的時(shí)候，物質(zhì)在讀數(shù)過程中， 很多蒸發(fā)掉了，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)明顯偏低。3、冷凝管下的小球大小隨實(shí)驗(yàn)結(jié)果有無影響？答：有影響。蒸餾氣體到達(dá)冷凝管前，會有沸點(diǎn)高的組分被冷凝，因而所測的氣體組分可能并不 是真正的氣相氣體組分，為了減少由此引入的誤差蒸餾器中支管的位置不宜過高，沸騰液體 的液面與支管上部的距離不應(yīng)過遠(yuǎn)，最好在一起外面在加上棉套之類的保溫層，以減少蒸汽 先行冷凝。4、測定純環(huán)乙烷和純乙醇的沸點(diǎn)時(shí)，為什么要求沸點(diǎn)儀必須是干燥的？答：測純樣品時(shí)，如果沸點(diǎn)儀不干燥，那么測得的沸點(diǎn)就不是純樣品的沸點(diǎn)。4、實(shí)驗(yàn)測得的沸點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的沸點(diǎn)是否一致？答：不一致。因?yàn)橐后w的沸點(diǎn)是指液體的飽和蒸汽壓和外壓相等時(shí)的溫度，實(shí)驗(yàn)時(shí)的大氣壓 力與標(biāo)準(zhǔn)大氣壓不同，所以實(shí)驗(yàn)測得的