物化实验报告：实验5 双液系的气液平衡相图.doc

1 1 实验 5 双液系的气液平衡相图卢巍 2005011871/ 化 53同组人:须丹丹实验日期: 10月 16日提交报告日期: 10月 30日一、引言: 实验目的: 1 .用沸点仪测定在常压下环已烷—乙醇的气液平衡相图。 2 .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,若该二组分的蒸气压不同,则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) 的关系有下列三种: (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 2-5-1(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 2-5-1(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 2-5-1(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相同, 加热蒸发的结果只使气相总量增加, 气液相组成及溶液沸点保持不变, 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分离出这两种纯物质,第(2) 、(3) 类混合物用一般精馏方法只能分离出一种纯物质和另一种恒沸混合物。图 2-5-1 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。二、实验操作: 实验药品、仪器型号及测试装置示意图: 实验用品: 沸点仪、调压器、阿贝折射仪、超级恒温槽、 1/ 10℃温度计、酒精温度计、滴管、放 2 2 大镜。环己烷、无水乙醇( 分析纯) 、各种浓度的环已烷—乙醇混合溶液。沸点仪:图 2-5-2 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。图 2-5-2 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 实验条件: 温度: 摄氏度湿度: 45% 大气压: 实验操作步骤及方法要点: 1 .测定溶液的折射率用阿贝折射仪测定环己烷、无水乙醇以及由环已烷—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。 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合适。若浓度不符合要求,则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%、 %、 100 %的环已烷—乙醇溶液在沸点下的液相和气相的组成。测定方法如下: 接通电源,通冷却水,按要求调节调压器,加热溶液至沸腾。待其温度计上所指示的温度保持恒定后, 读下该温度值, 同时停止加热, 并立即在小泡中取气相冷凝液, 迅速测定 3 3 其折射率, 冷却液相, 然后用滴管将溶液搅均后取少量液相测定其折射率。若认为数据不可靠, 重复上述操作。注意: 每次测量折射率后, 要将折射仪的棱镜打开凉干, 以备下次测定用。 4 .绘图由实验数据( 温度可先不校正) 绘制沸点——组成草图,根据图形决定补测若干点的数据。数据处理 1 .将环己烷—乙醇标准溶液组成与对应的折射率列