物化实验报告材料 双液系地气液平衡相图辩析.doc

物化实验报告材料_双液系地气液平衡相图辩析word文档
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双液系的气液平衡相图
用沸点仪测定在常压下环已烷—乙醇的气液平衡相图。
掌握阿贝折射仪的使用方法。
实验原理
将两种挥发性液体混合，假如该二组分的蒸气压不同，如此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)的关系有如下三种：(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(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(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(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一样，加热蒸发的结果只使气相总量增加，气液相组成与溶液沸点保持不变，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别离出这两种纯物质，第(2)、(3)类混合物用一般精馏方法只能别离出一种纯物质和另一种恒沸混合物。
图1 沸点组成图
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)与吸取少量溶液(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。
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图2 沸点仪
1 水冷却入口，2 气相冷凝液贮存小泡，3 温度计，4 喷嘴，5 电炉丝，6 调压器
2 实验操作
实验药品、仪器型号与测试装置示意图
沸点仪、调压器、阿贝折射仪〔编号 00011887〕
SL-1超级恒温槽、1／10℃温度计、酒精温度计、滴管、放大镜。
环己烷〔分析纯；20℃时密度：g/ml；Mr=〕、
无水乙醇〔分析纯；20℃时密度：g/ml；Mr=)
各种浓度的环已烷—乙醇混合溶液。
实验条件
表1 实验条件记录
实验前温度〔℃〕
实验前大气压〔kPa〕
实验前空气湿度
实验后温度〔℃〕
实验后大气压〔kPa〕
实验后空气湿度
35%
35%
实验操作步骤与方法要点
1．测定溶液的折射率
用阿贝折射仪测定环己烷、无水乙醇以与由环已烷—乙醇组成的标准溶液的折射率，作折射率对组成的工作曲线。折射仪使用方法见仪器5。
2．检查待测样品的浓度
在通电加热之前，检查沸点仪内的待测样品的浓度是否适宜。假如浓度不符合要求，如此加环己烷或乙醇调正。
3．测定液相和气相组成
分别测定质量百分数为10％、 30％、％、92％、97．5％、100％