双液系的气液平衡相图(物理化学实验).pdf

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
实验药品、仪器及测试装置示意图
实验药品
环己烷,无水乙醇;
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;
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
实验条件
恒温槽温度:26 ℃
室温:未测
气压:未测
实验操作步骤及方法要点
标准曲线的测定及绘制
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
加入环己烷体积加入无水乙醇体积
锥形瓶编号
V1 / ml V2 / ml
2 1 5
3 2 4
4 3 3
5 4 2
6 5 1
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。
标准溶液折射率测定
(1) 将阿贝折射仪与恒温箱相连,调节反光镜使目镜视野明亮,此
时仪器可以用来测量;
(2) 用胶头滴管加入待测溶液,在右目镜视野中观察,用右侧旋钮
调节色散程度,使明暗分界线清晰,再用左侧旋钮调节,使明
暗交界线处于叉丝中心。注意接下来实验过程中保证左侧旋钮
在调节时向同一方向拧动,以避免空程