试验七双液系的气—液平衡相图.doc

实验三双液系的气-液平衡相图
目的要求
一、绘制环己烷-乙醇双液系的气-液平衡相图。了解相图和相律的基本概念。
二、掌握测定双组分液体的沸点及正常沸点的方法
三、掌握用折光率确定二元液体组成的方法
基本原理
在常温下,任意两种液体混合组成的体系称为双液体系。若两液体能按任意比例相互溶解,则称完全互溶双液体系;若只能部分互溶,则称部分互溶双液体系。
液体的沸点是指液体的蒸气压与外界大气压相等时的温度。在一定的外压下,纯液体有确定的沸点。而双液体系的沸点不仅与外压有关,还与双液体系的组成有关。图Ⅲ-4-1是一种最简单的完全互溶双液系的T—X图。图中纵轴是温度(沸点)T,横轴是液体B的摩尔分数XB(或质量百分组成),上面一条是气相线,下面一条是液相线,对应于同一沸点温度的二曲线上的两个点,就是互相成平衡的气相点和液相点,其相应的组成可从横轴上获得。因此如果在恒压下将溶液蒸馏,测定气相馏出液和液相蒸馏液的组成就能绘出T—X图。
如果液体与拉乌尔定律的偏差不大,在T—X图上溶液的沸点介于A、B二纯液体的沸点之间(见图Ⅲ-4-1),实际溶液由于A、B二组分的相互影响,常与拉乌尔定律有较大偏差,在T—X图上会有最高或最低点出现,如图Ⅲ-4-2所示,这些点称为恒沸点,其相应的溶液称为恒沸点混合物。恒沸点混合物蒸馏时,所得的气相与液相组成相同,靠蒸馏无法改变其组成。如HCl与水的体系具有最高恒沸点,苯与乙醇的体系则具有最低恒沸点。
图Ⅲ-4-1 完全互溶双液系图III-4-2 完全互溶双液系的另一种类型相图
本实验是用回流冷凝法测定环已烷-乙醇体系的沸点-组成图。其方法是用阿贝折射仪测定不同组成的体系,在沸点温度时气、液相的折射率,再从折射率-组成工作曲线上查得相应的组成,然后绘制沸点-组成图。
【仪器和试剂】
; 恒温槽1台; 阿贝折射仪1台; 移液管(1mL)2支; 量筒3只; 小试管9支。
; 无水乙醇(分析纯)。

实验室预先配置环己烷-乙醇系列溶液,,,,,,,,。

【实验步骤】

一、工作曲线绘制
   1、  ,,,,,,,, 的
环己烷-乙醇溶液各10ml。计算所需环己烷和乙醇的质量,并用分析天平准确称取。为避
免样品的挥发带来的误差,称量应尽可能迅速。各个溶液的确切组成可按实际称样结果精
确计算。
   2、  调节超级恒温水浴温度,使阿贝折光仪的温度计读数保持在某以定值。测量上述9个
溶液以及乙醇和环己烷的折光率。为适应季节的变化,可选择若干个温度进行测定,通常可
为25℃,30℃,35℃等。
   3、  用较大的坐标纸绘制若干条不同温度下的折光率-组成工作曲线。
二、安装沸点仪如上图所示,将干燥的沸点仪安装好。检查带有温度计的软木塞是否塞紧,
电热丝要靠近烧瓶底部的中心。温度计水银球的位置应处在支管之下,但至少要高于电热丝
2cm。
三、定无水乙醇沸点将沸点仪洗净、烘干,借助玻璃漏斗由支管加入无水乙醇使液面达到
温度计水银球的中部。注意电热丝应完全浸