物化实验报告-双液系气液平衡相图的绘制
04 双液系的气-液平衡相图的绘制
实验四 双液系的气-液平衡相图的绘制一、目的要求1.用沸点仪测定大气压下乙醇—环己烷或异丙醇-环己烷双液系气-液平衡时气相与液相组成及平衡温度，绘制温度—组成图，确定恒沸混合物的组成及恒沸点的温度。
2.了解物化实验中光学方法的基本原理，学会阿贝折光仪的使用。
3.进一步理解分馏原理。
二、预习要求1.理解分馏原理，了解影响双液系气-液平衡的因素。
2.熟悉阿贝折光仪的使用方法，了解折射率与物系组成的关系。
3.掌握如何由实验数据绘制t x -相图的方法。
三、实验原理两种在常温时为液态的物质混合起来而组成的二组分体系称为双液系。
两种液体若能按任意比例互相溶解，称为完全互溶的双液系；若只能在一定比例范围内互相溶解，则称部分互双液系。
双液系的气液平衡相图t x -图可分为三类。
如图4.1。
图 4.1 二元系统t x -图这些图的纵轴是温度(沸点)，横轴是代表液体B 的摩尔分数B x 。
在t x -图中有两条曲线：上面的曲线是气相线，表示在不同溶液的沸点时与溶液成平衡时的气相组成，下面的曲线表示液相线，代表平衡时液相的组成。
例如图4.1(a)中对应于温度t 1的气相点为y 1，液相点为1l ，这时的气相组成y 1点的横轴读数是g B x ，液相组成点1l 点的横轴读数为lB x 。
y 1l 1t 1g B x l B x A B t/℃（a ）气液t/℃A B B x →（b ）t/ ℃气液A B B （c ）如果在恒压下将溶液蒸馏，当气液两相达平衡时，记下此时的沸点，并分别测定气相图。
(馏出物)与液相(蒸馏液)的组成，就能绘出此t x图4.1(b)上有个最低点，图4.1(c)上有个最高点，这些点称为恒沸点，其相应的溶液称为恒沸混合物，在此点蒸馏所得气相与液相组成相同。
四、仪器和药品1.仪器玻璃沸点仪一套；阿贝折光仪一台；WLS系列可调式恒流电源一台；SWJ型精密数字温度计一台；SYC超级恒温槽一台。
2.药品无水乙醇（AR）或异丙醇（AR）；环己烷（AR）。
完全互溶双液系气液平衡相图的绘制。实验报告
完全互溶双液系气液平衡相图的绘制一．实验目的1．测定常压下环己烷－乙醇二元系统的气液平衡数据，绘制沸点－组成相图。
2．掌握双组分沸点的测定方法，通过实验进一步理解分馏原理。
3．掌握阿贝折射仪的使用方法。
二．实验原理两种液体物质混合而成的两组分体系称为双液系。
根据两组分间溶解度的不同，可分为完全互溶、部分互溶和完全不互溶三种情况。
两种挥发性液体混合形成完全互溶体系时，如果该两组分的蒸气压不同，则混合物的组成与平衡时气相的组成不同。
当压力保持一定，混合物沸点与两组分的相对含量有关。
恒定压力下，真实的完全互溶双液系的气－液平衡相图（T－x），根据体系对拉乌尔定律的偏差情况，可分为3类：（1）一在工作曲线上找出未知溶液的组成。
三．仪器与试剂沸点仪，阿贝折射仪，调压变压器，超级恒温水浴，温度测定仪，长短取样管。
环己烷物质的量分数x环己烷为0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0的环己烷－乙醇标准溶液，已知101.325kPa下，纯环己烷的沸点为80.1℃，乙醇的沸点为78.4℃。
25℃时，纯环己烷的折光率为1.4264，乙醇的折光率为1.3593。
四．实验步骤：1．环己烷－乙醇溶液折光率与组成工作曲线的测定调节恒温槽温度并使其稳定，阿贝折射仪上的温度稳定在某一定值，测量环己烷－乙醇标准溶液的折光率。
为了适应季节的变化，可选择若干温度测量，一般可选25℃、30℃、35℃三个温度。
2. 无水乙醇沸点的测定将干燥的沸点仪安装好。
从侧管加入约20mL无水乙醇于蒸馏瓶内，并使传感器（温度计）浸入液体内。
冷凝管接通冷凝水。
按恒流源操作使用说明，将稳流电源调至1.8-2.0A，使加热丝将液体加热至缓慢沸腾。
液体沸腾后，待测温温度计的读数稳定后应再维持3～5min以使体系达到平衡。
在这过程中，不时将小球中凝聚的液体倾入烧瓶。
记下温度计的读数，即为无水乙醇的沸点，同时记录大气压力。
3. 环己烷沸点的测定同2步操作，测定环己烷的沸点。
双液系气-液平衡相图绘制华师华南师范大学物理化学实验报告
实验报告姓名学号专业化学（师范）年级、班级课程名称物理化学实验实验项目实验类型 验证 设计 综合实验时间实验指导老师马国正实验评分一、实验目的（1）用回流冷凝法测定沸点时气相与液相的组成，绘制双液系相图。
并找出恒沸点混合物的组成及恒沸点的温度。
（2）掌握测定双组分液体的沸点及正常沸点的测定方法。
（3）了解阿贝折光仪的构造原理，熟悉掌握阿贝折光仪的使用方法。
二、实验原理（1）沸点的定义沸点是液体饱和蒸汽压和外压相等时的温度，双液系的沸点不仅于外压有关，而且还与两种液体的相对含量有关。
（2）理想二组分系统的拉乌尔定律理想的二组分体系在全部浓度范围内符合Raoult定律。
结构相似、性质相似的组分间可以形成近似的理想体系，这样可以形成简单的T-x（y）图。
大多数情况下，曲线将出现或正或负的偏差。
当这一偏差足够大时，在T-x（y）曲线上将出现极大点（负偏差）或极小点（正片差）。
这种最高和最低沸点称为恒沸点，所对应的溶液称为恒沸混合物。
（3）平衡时气相、液相的组成确定回流冷凝法保持气液相对量不变，测定双液系沸点，通过阿贝折射仪测定其液相折射率确定气液相平衡时的组成，通过双液系气液平衡时的组成对校正后的沸点作图，得到在1个大气压下乙醇-乙酸乙酯气液平衡相图。
三、仪器与试剂沸点仪（1套）小试管（5mL带软木塞）（若干）阿贝折射仪（1台）烧杯（2个）1/10温度计（50~100℃）（1支）吸管（2支）擦镜纸乙酸乙酯（A.R.）无水乙醇（A.R.）不同比例的乙醇-乙酸乙酯混合液丙酮（C.P.）无水乙醇（A.R.）四、实验步骤（1）折射率-体积分数工作曲线取几滴纯乙醇、纯乙酸乙酯分别测定其折射率，两点作n D26−φ工作曲线（n-V）。
（2）折射率-摩尔分数工作曲线在n D26−φ线上取8个点，利用乙醇、乙酸乙酯密度合量比（％）等条件将以上点对应的体积分数换算成摩尔分数，按对应的折射率重新绘n D26−x点，再将点连成平滑曲线，即为n D26−x工作曲线（n-x）（3）溶液的沸点与平衡气-液相组成测定a）样品I-VI分别为乙醇体积分数为5%、15%、22%、38%、50%、90%的乙醇-乙酸乙酯混合液。
《物理化学实验报告》双液系的气液平衡相图
双液系的气液平衡相图2011年9月5日实验，2011年9月12日提交报告助教：柳清1 引言相图（phase diagram）是用图形表示多相系统的物理化学状态随温度、压力、组分含量等的变化的图1。
对于多相平衡系统，相律（phase rule）是其热力学基础。
本实验研究的是环己烷－乙醇（C6H12－C2H5OH）双液系的气液平衡状态。
根据相律，f＋Φ = C＋2其中相数Φ为2，独立自由组分数C为1，则系统自由度数f为1。
如果固定外压p不变，条件自由度数f′为0。
因此，在外压p不变时，温度T和组分含量x唯一确定了双液系气液平衡系统的状态。
用气液平衡时的温度T和组分含量x分别作为纵横坐标，同时测定气相和液相的组成，可以绘制双液系的气液平衡T－x相图。
不同组成的双液系具有不同形式的气液平衡T－x相图。
理想液体混合物或者接近理想液体混合物的双液系，混合物的沸点介于两纯物质沸点之间，如图1(a)。
各组分蒸气压对拉乌尔定律产生很大的正偏差时，混合溶液体系会具有最低恒沸点，如图1(b)。
反之，混合溶液体系会具有最高恒沸点，如图1(c)。
(a) (b) (c)图1 不同双液系的气液平衡T－x相图形式本实验选用具有最低恒沸点的环己烷－乙醇（C6H12－C2H5OH）双液系。
用沸点仪可以测定不同组成的双液系的恒压沸点T。
沸点仪是测定常量溶液沸点的工具。
沸腾时的溶液从喷嘴喷出，温度计测定的恰是该处蒸气和液相平衡的温度。
气相部分经过冷凝器冷凝后储存在小泡中，以备取样。
考虑到温度计的精度，需要对1/10℃温度计进行露茎校正。
由于温度计暴露于体系之外的部分所处温度与实测区域不同，二者膨胀系数略有差别。
为了补偿这部分损失，通过辅助温度计读出环境温度后，按下式校正：t = t0＋1.57×10－4×n×(t0－t s)式中t0为温度计读数，n为温度计露茎在体系外的刻度数目，t s为辅助温度计读数。
t 为校正后的温度。
完全互溶双液系气液平衡相图的绘制。实验报告
完全互溶双液系气液平衡相图的绘制。
实验报告完全互溶双液系气液平衡相图的绘制一．实验目的1．测定常压下环己烷－乙醇二元系统的气液平衡数据，绘制沸点－组成相图。
2．掌握双组分沸点的测定方法，通过实验进一步理解分馏原理。
3．掌握阿贝折射仪的使用方法。
二．实验原理两种液体物质混合而成的两组分体系称为双液系。
根据两组分间溶解度的不同，可分为完全互溶、部分互溶和完全不互溶三种情况。
两种挥发性液体混合形成完全互溶体系时，如果该两组分的蒸气压不同，则混合物的组成与平衡时气相的组成不同。
当压力保持一定，混合物沸点与两组分的相对含量有关。
恒定压力下，真实的完全互溶双液系的气－液平衡相图（T－x），根据体系对拉乌尔定律的偏差情况，可分为3类：（1）一在工作曲线上找出未知溶液的组成。
三．仪器与试剂沸点仪，阿贝折射仪，调压变压器，超级恒温水浴，温度测定仪，长短取样管。
环己烷物质的量分数x环己烷为0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0的环己烷－乙醇标准溶液，已知101.325kPa下，纯环己烷的沸点为80.1℃，乙醇的沸点为78.4℃。
25℃时，纯环己烷的折光率为1.4264，乙醇的折光率为1.3593。
四．实验步骤：1．环己烷－乙醇溶液折光率与组成工作曲线的测定调节恒温槽温度并使其稳定，阿贝折射仪上的温度稳定在某一定值，测量环己烷－乙醇标准溶液的折光率。
为了适应季节的变化，可选择若干温度测量，一般可选25℃、30℃、35℃三个温度。
2. 无水乙醇沸点的测定将干燥的沸点仪安装好。
从侧管加入约20mL无水乙醇于蒸馏瓶内，并使传感器（温度计）浸入液体内。
冷凝管接通冷凝水。
按恒流源操作使用说明，将稳流电源调至1.8-2.0A，使加热丝将液体加热至缓慢沸腾。
液体沸腾后，待测温温度计的读数稳定后应再维持3～5min以使体系达到平衡。
在这过程中，不时将小球中凝聚的液体倾入烧瓶。
记下温度计的读数，即为无水乙醇的沸点，同时记录大气压力。
完全互溶双液系气液平衡相图的绘制。实验报告
完全互溶双液系气液平衡相图的绘制一．实验目的1．测定常压下环己烷－乙醇二元系统的气液平衡数据，绘制沸点－组成相图。
2．掌握双组分沸点的测定方法，通过实验进一步理解分馏原理。
3．掌握阿贝折射仪的使用方法。
二．实验原理两种液体物质混合而成的两组分体系称为双液系。
根据两组分间溶解度的不同，可分为完全互溶、部分互溶和完全不互溶三种情况。
两种挥发性液体混合形成完全互溶体系时，如果该两组分的蒸气压不同，则混合物的组成与平衡时气相的组成不同。
当压力保持一定，混合物沸点与两组分的相对含量有关。
恒定压力下，真实的完全互溶双液系的气－液平衡相图（T －x ），根据体系对拉乌尔定律的偏差情况，可分为3类：（1）一般偏差：混合物的沸点介于两种纯组分之间，如甲苯－苯体系，如图2.7(a)所示。
（2）最大负偏差：存在一个最小蒸汽压值，比两个纯液体的蒸汽压都小，混合物存在着最高沸点，如盐酸—水体系，如图2.7(b)所示。
（3）最大正偏差：存在一个最大蒸汽压值，比两个纯液体的蒸汽压都大，混合物存在着最低沸点如图2.7(c)）所示。
图2.7 二组分真实液态混合物气—液平衡相图（T-x 图）后两种情况为具有恒沸点的双液系相图。
它们在最低或最高恒沸点时的气相和液相组成相同，因而不能象第一类那样通过反复蒸馏的方法而使双液系的两个组分相互分离，而只能采取精馏等方法分离出一种纯物质和另一种恒沸混合物。
为了测定双液系的T －x 相图，需在气－液平衡后，同时测定双液系的沸点和液相、气相的平衡组成。
本实验以环己烷－乙醇为体系，该体系属于上述第三种类型，在沸点仪（如图2.8）中蒸馏不同组成的混合物，测定其沸点及相应的气、液二相的组成，即可作出T －x 相图。
本实验中两相的成分分析均采用折光率法测定。
折光率是物质的一个特征数值，它与物质的浓度及温度有关，因此在测量物质的折光率时要求温度恒定。
溶液的浓度不同、组成不同，折光率也不同。
因此可先配制一系列已知组成的溶液，在恒定温度下测其折光率，作出折光率－组成工作曲线，便可通过测折光率的大小在工作曲线上找出未知溶液的组成。
双液系气—液相图的绘制实验报告
兰州大学化学化工学院基础化学 II 实验报告（物理化学部分）题目双液系气—液相图的绘制班级姓名组号仪器号室温21.6℃大气压825.3MB 实验地点实验楼 C311日期2008.11.9一、实验目的1、用沸点仪测定标准压力下环已烷-乙醇双液系的气液平衡数据，绘制系统的沸点－组成图，确定系统的恒沸温度及恒沸混合物的组成。
2、了解用沸点仪测量液体沸点的方法，了解阿贝折光仪的测量原理和使用方法。
二、实验原理1、将两种完全互溶的挥发性液体组分 A 和组分 B 混合后，在一定的温度下，平衡共存的气、液两相的组成通常并不相同。
因此，如果在定压下将液态混合物蒸馏，测定馏出物（气相）和蒸馏液（液相）的组成，就可得到平衡时气、液两相的组成并绘制出沸点－组成图（即T－ x 图）。
下图为完全互溶双液系的一种蒸馏相图。
2、完全互溶双液系的具有恒沸点的相图如下：恒沸点：该点的气相组成和液相组成完全相同，在整个蒸馏过程中的沸点亦恒定不变。
故不能用普通蒸馏的方法将 A 和 B 完全分开。
3、测绘具有恒沸点的相图时，要求同时测定溶液的沸点及气液平衡时两相的组成。
（1）将组成不同的系统逐次置于沸点仪中，加热至沸腾，在气液两相达平衡，测定其沸点；（2）用数字阿贝折射仪测定达到平衡的两相组成；（3）分别将沸点下的气相点和液相点连成气相线和液相线，就得到完全互溶双液系的 t-x 相图。
4、本实验采用的环己烷 (B)－乙醇 (A) 系统是完全互溶的二组分系统，其沸点－组成图属于具有最低恒沸点的类型。
本实验采用沸点仪测沸点，用阿贝折射仪测定其折射率。
利用一定温度下该溶液的的折射率—组成工作曲线，内插法得到样品的组成。
三、装置及流程简程1盛液容器2小球3冷凝管4测量温度计5辅助温度计6支管7小玻管8电热丝四、原始数据及数据处理液相气相V 乙醇 /ml V 环己烷 /ml b.p./ ℃ n乙醇 %n乙醇 % 20073.02 1.36160.975 1.36160.97520 1.568.95 1.36220.966 1.37760.79920366.27 1.36450.941 1.38270.73620563.32 1.36680.917 1.39320.60520960.8 1.37340.847 1.39890.52222059.4 1.40810.379 1.40230.47212064.78 1.4220.103 1.40310.460.62067.35 1.42290.08 1.40820.3790.32069.85 1.42330.077 1.41450.26502071.93 1.42370.069 1.42370.069相图如下：乙醇—环己烷双液相图7570℃/.p65.b605500.20.40.60.81乙醇%五、实验结果及讨论恒沸点： 59.2℃恒沸组成：乙醇47.5%环己烷52.5%实验注意事项1、实验过程中必须在冷凝管中通入冷却水，以使气相全部冷却。
双液系气液平衡相图的绘制实验报告
双液系沸点-组成图测绘实验报告实验时间：2015年4月15日学号：1120132970一、目的要求1 •测定相应组成时的沸点并制作常压下环已烷一无水乙醇双液系的平衡相图。
2 •从沸点组成图了解分馏原理。
3.了解沸点的测定技术，掌握两组分液体沸点的测定方法。
4 •掌握折光率与组成的关系及阿贝折光仪的测量原理和使用方法。
二.实验原理1、由液态物质混合而成的二组分系统称为双液系统。
若两液体能以任意比例互溶，称其为完全互溶双液系，若两液体只能部分互溶，称其为部分互溶双液系。
一个完全互溶的二元体系，两个纯液体组分在所有组成范围内完全互溶。
在定压下，完全互溶的二元体系的沸点一组成图可分为三类，如图C7.1所示。
a. 溶液的沸点介于两纯组分沸点之间，如苯一甲苯体系；b. 溶液有最低恒沸点，如环己烷-乙醇体系；c. 溶液有最高恒沸点，如丙酮一氯仿体系。
Xi JF4 Xi jn B A B X x B 下面以a为例，简单说明绘制沸点-组成图的原理。
加热总组成为x1的溶液, 体系的温度上升，达液相线上1点时溶液开始沸腾，组成为x2的气相开始生成，但气相量很少，趋于0，x1、x2二点代表达到平衡时液、气两相组成。
继续加热, 气相量逐渐增多，沸点继续上升，气、液二相组成分别在气相线和液相线上变化，当达某温度（如2点）并维持温度不变时，则x3、x4为该温度下液、气两相组成，气相、液相的量之比按杠杆规则确定。
从相律 f = c - p +2 可知：当外压恒定时，在气、液两相共存区域自由度等于1;当温度一定时，则气、液两相的组成也就确定，总组成一定，由杠杆规则可知两相的量之比也已确定。
因此，在一定的实验装置中，全回流的加热溶液，在总组成、总量不变时，当气相的量与液相的量之比也不变时（达气-液平衡），则体系的温度也就恒定。
分别取出气、液两相的样品，分析其组成，得到该温度下气、液两相平衡时各相的组成。
改变溶液总组成，得到另一温度下气、液两相平衡时各相的组成。
双液系气液相图的绘制实验报告
基础化学
（物理化学部分）
题目双液系气一液相图的绘制
班级
姓名
组号
仪器号
室温
216c
大气压
实验地点
实验楼C311
日
期
825.3MB
2008.11.9
一、实验目的
1、用沸点仪测定标准压力下环已烷-乙醇双液系的气液平衡数据，绘制系统的沸 点一组成图，确定系统的恒沸温度及恒沸混合物的组成。
2、了解用沸点仪测量液体沸点的方法，了解阿贝折光仪的测量原理和使用方法。
ห้องสมุดไป่ตู้二、实验原理
1、将两种完全互溶的挥发性液体组分A和组分B混合后，在一定的温度下， 平衡共存的气、液两相的组成通常并不相同。因此，如果在定压下将液态混合物 蒸馏，测定馏出物（气相）和蒸馏液（液相）的组成，就可得到平衡时气、液两 相的组成并绘制出沸点一组成图（即T—x图）。下图为完全互溶双液系的一种蒸
实验四双液系的气——液平衡相图的绘制
向港040940538实验四双液系的气——液平衡相图的绘制一、实验目的1、用沸点仪测定大气压下—环己烷或异丙醇—环己烷双液系气—液平衡时气相与液相组成及平衡温度，绘制温度--组成图，确定恒沸混合物的组成及恒沸点的温度。
2、了解物化实验中光学方法的基本原理，学会阿贝折光仪的使用。
3、进一步理解分馏原理。
二、实验原理两种在常温时为液态的物质混合起来而组成的二组分体系成为双液系。
两种液体若能按任意比例互相溶解，成为完全互溶的双液系；若只能在一定比例范围内互相溶解，则称部分双液系。
双液系的气相平衡相图可分为三类。
这些图的纵轴是温度（沸点），横轴是代表液体B的摩尔分数。
在图中有两条曲线：上面的曲线是气相线，表示在不同溶液的沸点与溶液成平衡时的气相组成，下面的曲线表示液相线，代表平衡时液相的组成。
三、实验仪器和药品1．实验仪器仪器名称数量仪器名称数量玻璃沸点仪一套阿贝折光仪一台WLS系列可调式恒流电源一台SWJ型精密数字温度计一台SYC超级恒温槽一台2．药品异丙醇环己烷四、实验步骤1．按要求连接好实验装置。
注意：感温杆勿与电热丝相碰。
2．接通冷凝水，用超级恒温槽完成冷凝循环。
量取35ml异丙醇从测管加入蒸馏瓶内，并时传感器浸入溶液3㎝左右。
将加热丝接通恒流电源，将电流调定1.1安，使电热丝将液体加热至缓慢沸腾，待温度基本恒定后，再连同支架一起倾斜蒸馏瓶，使小槽中气相冷凝液倾回蒸馏瓶内，重复三次，记下乙醇的沸点及环境气压。
3．依次再加入2、6、12、20ml环己烷，同上法测定溶液的沸点和吸取气、液相并测其折射率。
4．将溶液倒入回收瓶。
5．从侧管加入35ml环己烷，测其沸点。
6．依次加入2、4、10、16ml异丙醇，按上法测其沸点和吸取气、液相并测其折射率。
7．关闭仪器和冷凝水，将溶液倒入回收瓶。
五、实验注意现象1．沸点仪中没有装入溶液之前绝对不能通电加热，如果没有溶液，通电加热丝时，沸点仪会炸裂。
2．一定要在停止通电加热之后，方可取样进行分析。
物理化学实验-双液系的气液平衡相图
广西民族大学物理化学实验报告2018年10月24日姓名：指导老师：实验步骤及装置图1.用移液管量取异丙醇25mL，倒入干燥的沸点测定仪中。
开通冷却水。
开启电源，温度开始上升，不久仪器内液体沸腾，回流至温度不再升高和气相冷凝液充满，读取沸点，关闭电源。
2.用移液管量取1mL环己烷，加入沸点测定仪中。
开启电源，温度开始上升，不久仪器内液体沸腾，回流至温度不再升高和气相冷凝液充满，读取沸点，关闭电源。
用干燥滴管吸取气相冷凝液，测其折光率。
再用另一干净滴管吸取液相样品，测其折光率。
3.用移液管量取5mL、9mL、10mL环己烷，以同样的方法，顺序测定含环己烷的各溶液的沸点及气相、液相组分的折光率。
4.用移液管量取25mL环己烷，重复步骤15.用移液管量取0.5mL、1.5mL、4mL、5mL异丙醇，以同样的方法，顺序测定含异丙醇的各溶液的沸点及气相、液相组分的折光率。
实验原理常温下，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。
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。
恒压下将完全互溶双液体系蒸馏，测定馏出物(气相)和蒸馏液(液相)的组成，就能找出平衡时气、液两相的成分并绘出T-X 图。
通常，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1 (a) 而实际溶液由于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图上就会有最高或最低点出现，这些点称为恒沸点，其相应的溶液称为恒沸点混合物，如图1(b), (c)所示。
恒沸点混合物蒸馏时，所得的气相与液相组成相同，因此通过蒸馏无法改变其组成。
本实验所用沸点仪如图所示。
这是一个带回流冷凝管的长颈圆底烧瓶。
冷凝管底部有一半球形小室，用以收集冷凝下来的气相样品。
电流经变压器和粗导线通过浸于溶液中的电热丝。
这样既可以减少溶液沸腾时的过热现象，还能防止暴沸。
物理化学-实验六：双液系气-液平衡相图
实验六双液系气—液平衡相图的绘制一、实验目的及要求1．掌握回流冷凝法测定溶液沸点的方法。
2．绘制环乙烷-异丙醇双液系的沸点-组成图，确定其恒沸组成和恒沸温度。
3．了解阿贝（Abbe）折射仪的构造原理，掌握阿贝（Abbe）折射仪的使用方法。
二、实验原理常温下，两种液态物质相互混合而形成的液态混合物，称为双液系，若两种液体能按任意比例相互溶解，则称为完全互溶双液系。
液体的沸点是指液体的饱和蒸气压和外压相等时的温度。
在一定的外压下，纯液体的沸点是恒定的。
但对于完全互溶双液系，沸点不仅与外压有关，而且还与其组成有关，并且在沸点时，平衡的气-液两相组成往往不同。
在一定的外压下，表示溶液的沸点与平衡时气-液两相组成关系的相图，称为沸点-组成图, 即T~ X。
完全互溶双液系的沸点-组成图可分为三类：（1）液体与拉乌尔定律的偏差不大，在T~ X图上，溶液的沸点介于二种纯液体沸点之间（见图1（a）），如苯-甲苯系统等。
（2）实际溶液由于两组分的相互影响，常与拉乌尔定律有较大的负偏差，在T~X图上溶液存在最高沸点（见图1（b）），如卤化氢-水系统等。
（3）实际溶液与拉乌尔定律有较大的正偏差，在T~ X图上溶液存在最低沸点（见图1（c）），如水-乙醇、苯-乙醇系统等。
2、3类溶液，在最高或最低沸点时的气-液两相组成相同，这些点称为恒沸点，此浓度的溶液称为恒沸点混合物。
相应的最高或最低沸点称为恒沸温度，相应的组成称为恒沸组成。
本实验所要测绘的环已烷-异丙醇系统的沸点-组成图即属于图1（c）类型，其绘制原理如下：图1 完全互溶双液系的沸点-组成图当系统总组成为x的溶液加热时，系统的温度沿虚线上升，当溶液开始沸腾时，组成为y的气相开始生成，继续加热，则系统的温度继续上升，同时气-液两相的组成分别沿气相线和液相线上箭头指示方向变化，两相的相对量遵守杠杆规则而同时发生变化。
显然，若设法保持气-液两相的相对量一定，就可使得系统的温度恒定不变。
乙醇乙酸乙酯双液系气液平衡相图的绘制
⼄醇⼄酸⼄酯双液系⽓液平衡相图的绘制
华南师范⼤学实验报告
课程名称物理化学实验实验项⽬双液系⽓-液平衡相图的绘制【数据处理】
室温：21.1 ℃（294.25 K）⼤⽓压：1025.0 hPa（768.83 mmHg）实验室提供的试剂的试剂瓶上的标签：
（1）⼄醇—⼄酸⼄酯溶液的折射率组成⼯作曲线的绘制
①折射率—体积分数⼯作曲线（⼄酸⼄酯）
从图中选取的8个点：
②折射率—摩尔分数⼯作曲线
⼯作曲线的表达式：
R2 = 1
表1—双液系⽓相平衡相图数据记录与处理表
（2）⽤Origin 绘制⼄醇—⼄酸⼄酯溶液的双液相图
从⼄醇—⼄酸⼄酯溶液的双液相图可读数：恒沸温度为： 71.4992℃恒沸组成：⼄醇（46.7013%），⼄酸⼄酯（53.2987%）。
双液系的气液平衡相图实验报告
双液系的气液平衡相图实验报告一、实验目的1、绘制在常压下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。
2、掌握阿贝折射仪的使用方法，测定液体和蒸气的组成。
3、学会通过实验数据处理和分析，确定双液系的最低恒沸点和恒沸组成。
二、实验原理1、双液系的气液平衡双液系是指两种液体能以任意比例相互溶解所组成的体系。
在一定温度下，气液两相达到平衡时，气相组成和液相组成之间存在一定的关系。
2、相律相律表达式为：F ＝ C P ＋ 2，其中 F 为自由度，C 为组分数，P 为相数。
对于双液系，在压力固定的情况下，自由度 F ＝ 2 P。
3、沸点测定通过沸点仪测定双液系的沸点。
当液体混合物沸腾时，其气相和液相的组成不同。
使用阿贝折射仪测定液相和气相的折射率，然后通过折射率组成工作曲线确定其组成。
三、实验仪器与试剂1、仪器沸点仪、阿贝折射仪、超级恒温槽、调压变压器、温度计（50 100℃，分度值 01℃）、移液管（2ml、5ml）、滴管。
2、试剂环己烷（分析纯）、无水乙醇（分析纯）。
四、实验步骤1、安装仪器将沸点仪洗净、烘干，安装好温度计、加热丝和冷凝管。
2、配制溶液用移液管分别吸取一定体积的环己烷和乙醇，配制不同组成的环己烷乙醇混合液，体积比分别为 0:10、1:9、2:8、3:7、4:6、5:5、6:4、7:3、8:2、9:1、10:0。
3、测定沸点将配制好的混合液加入沸点仪中，加热至液体沸腾。
待温度稳定后，读取沸点温度。
分别从气相冷凝液取样口和液相取样口吸取样品，用阿贝折射仪测定其折射率。
5、重复实验改变混合液的组成，重复上述步骤，测定不同组成下的沸点和折射率。
五、实验数据记录与处理1、实验数据记录｜混合液体积比（环己烷:乙醇）｜沸点（℃）｜气相折射率｜液相折射率｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜ 0:10 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 1:9 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 2:8 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 3:7 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 4:6 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 5:5 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 6:4 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 7:3 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 8:2 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 9:1 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 10:0 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜2、折射率组成工作曲线的绘制以已知纯环己烷和纯乙醇的折射率为端点，将实验测定的不同组成下的折射率与组成数据标绘在坐标纸上，绘制折射率组成工作曲线。
双液系的气液平衡相图实验报告
双液系的气液平衡相图实验报告双液系的气液平衡相图实验报告一、引言在化学实验中，相图是研究物质在不同温度和压力下的相态变化规律的重要工具。
气液平衡相图是指在一定温度和压力下，气体和液体之间的平衡状态。
本实验旨在通过测定双液系的气液平衡相图，探究不同组分和温度对气液平衡的影响。
二、实验方法1. 实验仪器和试剂准备本实验所需的仪器有气相色谱仪、恒温水浴槽、压力计等。
试剂包括乙醇、水等。
2. 实验步骤(1) 准备双液系溶液：按照一定的比例将乙醇和水混合制备双液系溶液。
(2) 装填样品：将双液系溶液装填到气相色谱仪的样品瓶中。
(3) 设置温度：将恒温水浴槽的温度调至所需的实验温度。
(4) 测定平衡压力：将样品瓶放入恒温水浴槽中，等待一段时间使系统达到平衡，然后使用压力计测定平衡时的压力。
(5) 重复实验：重复以上步骤，测定不同组分和温度下的气液平衡压力。
三、实验结果根据实验数据，我们绘制了双液系的气液平衡相图。
图中横轴表示乙醇的摩尔分数，纵轴表示平衡时的压力。
我们可以观察到随着乙醇浓度的增加，平衡压力逐渐增大。
同时，随着温度的升高，平衡压力也呈现出上升的趋势。
这与理论预期相符。
四、讨论与分析通过实验结果，我们可以得出以下几点结论：1. 组分对气液平衡的影响：在双液系中，乙醇的浓度增加会导致平衡压力增加。
这是因为乙醇分子与水分子之间的相互作用力较强，使得乙醇分子更难从液相转移到气相，因而需要更高的压力才能达到平衡。
2. 温度对气液平衡的影响：随着温度的升高，气液平衡的压力也会增加。
这是由于温度升高会增加分子的热运动，使得气体分子更容易从液相转移到气相，因此需要更高的压力来保持平衡。
3. 实验误差分析：在实验过程中，由于仪器的精度限制和操作误差等因素的存在，实验结果可能存在一定的误差。
为了提高实验结果的准确性，我们可以增加重复实验次数，并进行数据的平均处理。
五、结论通过本实验，我们成功测定了双液系的气液平衡相图，并探究了组分和温度对气液平衡的影响。
物化实验报告_双液系的气液平衡相图
物化实验报告_双液系的⽓液平衡相图双液系的⽓液平衡相图1.1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。
1.2 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)及吸取少量溶液(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，必须先测定已知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。
图2 沸点仪1 ⽔冷却⼊⼝，2 ⽓相冷凝液贮存⼩泡，4 喷嘴，5 电炉丝，6 调压器2 实验操作2.1 实验药品、仪器型号及测试装置⽰意图1.仪器沸点仪、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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
双液系气液平衡相图的绘制
(物化实验得认真做)
一、实验目的
1.用回流冷凝法测定沸点是气相和液相的组成，绘制双液系相图。
2找出恒沸点混合物的组成和恒沸点的温度。
掌握测定双组分液体的沸点及正常沸点的测定方法。
3了解阿贝折射计的构造原理，熟悉掌握阿贝折射计的使用方法。
二、实验原理
1液体的沸点是液体饱和蒸汽压和外压相等时的温度，在外压一定时，纯液体的沸点有一个确定值。
但双液系的沸点不仅与外压有关，而且还与两种液体的相对含量有关。
2大多数情况下，T-x曲线将出现或正或负的偏差，当这个偏差足够大的时候，在曲线上将出现极大点或极小点。
这种极大点或者极小点就称为恒沸点。
3考虑综合因素，实验选择具有最低恒沸点的乙醇-乙酸乙酯双液系。
4根据相平衡原理，对两组分体系，当压力恒定时，在气液平衡两相去，体系的自由度为1.若温度一定时，则气液两相的组成也随之而定。
当原溶液的组成一定时，根据杠杆原理，两相的相对量一定。
反之，实验中利用回流的方法保持气液两相相对量一定，测量体系温度不发生改变时，即两相平衡后，取出两相的样品，用阿贝折射计测定气相、液相的折射率，再通过预先测定的折射率-组成工作曲线来确定平衡时气相、液相的组成（即该温度下气液两相平衡成分的坐标点）。
改变体系的总成分，再如上法找出另一对坐标点。
这样得若干对坐标点分别按气相点和液相点连成气相线和液相线，即得T-x平衡图。
三、实验仪器和试剂
1、实验仪器
沸点仪、阿贝折射仪、调压变压器、温度计两只、干燥小烧杯3只，干燥5ml小试管16只，软木塞若干，擦镜纸
2、实验试剂
无水乙醇（AR）乙酸乙酯（AR）丙酮（C.P）乙醇体积分数为5%、10%、15%、22%、38%、50%、70%、90%组成的乙醇-乙酸乙酯溶液。
四、实验过程
1、将干燥的沸点仪安装好。
从侧管加入约20mL5%混合液于蒸馏瓶内，并使温度计浸入液体内。
冷凝管接通冷凝水。
将稳流电源电压调至13V左右，使加热丝将液体加热至缓慢沸腾。
最初在冷凝管下端内的液体不能代表平衡气相的组分，为加速达到平衡，可以等转折处液体收集较多时，倾斜装置是冷凝液体流回至圆底烧瓶，重复三次，待温度计的读数稳定后应再维持3～5min，以使体系达到平衡。
记下温度计的读数，即为该混合液的沸点。
同时读出环境的温度;算出露茎温度，以便进行温度的校正。
2、切断电源，停止加热，用吸管从小槽中取出气相冷凝液，同时用另一只干燥胶头滴管，从侧管处吸取容器中的溶液约1~2ml，分别转移到两只干燥的小试管中，立即塞紧。
两只小试管置于盛有冷水的小烧杯中保持待测，以防组分改变。
测定各自的折光率。
将沸点仪的剩余溶液倒入回收瓶。
按5%混合液的操作，依次测定10%、15%、22%、38%、50%、70%、90%混合液的沸点和气－液平衡时的气、液相折光率，同时直接测量乙醇（AR），乙酸乙酯（AR）的折光率（无须测定沸点）
3、折光率的测定先用去离子水测定阿贝折射计的读数校正值（水的折射率为 1.3325）。
分别测定上面取的气相和液相样品的折射率。
每次加样要测读数2次，取其平均值，并用水读数校正和温度读数校正，即为所测样品在该温度的折射率，每次加样测量之前，必须先将折光仪的棱镜面洗净，方法是用数滴丙酮淋洗，再用擦镜纸轻轻拭去残留在镜面上的溶剂，阿贝折射计在是用完毕后也必须将镜面处理干净。
五、实验分析和数据处理
1、实验注意事项
（1）测定折光率时，动作应迅速，以避免样品中易挥发组元损失，确保数据准确。
（2）加热电阻丝一定要被液体浸没后方可通电加热，否则电热丝易烧断，还可能会引起有机液体燃烧；所加电压不能太大，加热丝上有小气泡逸出即可。
（3）注意一定要先加溶液，再加热；取样时，应注意切断加热丝电源。
（4）每种浓度样品其沸腾状态应尽量一致，即气泡“连续”、“均匀”、冒出为好，不要过于剧烈也不要过于慢。
（5）先开通冷却水，然后开始加热，系统真正达到平衡后，停止加热，稍冷却后方可取样分析；每次取样量不宜过多，取样管一定要干燥；取样后的滴管不能倒置。
（6）阿贝折射仪的棱镜不能用硬物触及（如滴管），擦拭棱镜需用擦镜纸
2、实验数据记录及处理
室温：28℃大气压：101.75kPa
查阅资料得知无水乙醇沸点为：78.4℃，密度为0.789 乙酸乙酯沸点为：77.2℃，密度为0.902 2.1、样品的测定
项目纯乙醇
AR）纯乙酸
乙酯
（AR）
5%
乙醇
10%
乙醇
15%
乙醇
22%
乙醇
38%
乙醇
50%
乙醇
70%
乙醇
90%乙醇
温度计
读数℃
78.5 77.08 74.40 73.80 72.70 72.30 72.08 72.59 74.25 76.85
环境温
度℃
28.0 27.8 27.9 28.1 27.9 28.2 28.0 28.0 28.0 28.1
露茎校
温度℃
——0.05744 0.05337 0.05232 0.05150 0.05148 0.05208 0.05402 0.05694
压力校温度℃——-0.0313
3
-0.0310
8
-0.0306
2
-0.0304
5
-0.0303
5
-0.0305
7
-0.0312
7
-0.0323
6
溶液正
沸点℃
78.5 77.08 74.4261 73.8223 72.7217 72.3211 71.1011 72.6115 74.2728 76.8746
气相折
光率
1.3622 1.3701 1.3694 1.3690 1.3676 1.3670 1.3665 1.3656 1.3650 1.3624
气相组成（%）0 1
0.8892 0.7971 0.5584 0.4766 0.4141 0.3114 0.2484 0.2283
液相折
光率
1.3620 1.3701 1.3695 1.3694 1.3682 1.3680 1.3660 1.3650 1.3644 1.3631
液相组成（%）0 1
0.9155 0.8892 0.6501 0.6182 0.3557 0.2484 0.1889 0.0698
2.2 24℃乙醇—乙酸乙酯溶液的折射率组成工作曲线的绘制
从图中选取的8个点：
折射率 1.3629 1.3638 1.3646 1.3654 1.3662 1.3670 1.3677 1.3685 乙酸乙酯体积百分数% 10 20 30 40 50 60 70 80 乙酸乙酯摩尔分数0.0622 0.1299 0.2038 0.2848 0.3740 0.4726 0.5823 0.7050 2.3折光率—摩尔分数工作曲线的绘制
2.4双液系相图的绘制
从乙醇—乙酸乙酯溶液的双液相图可读数：
恒沸温度为： 72.4115℃
恒沸组成：乙醇（33.768%），乙酸乙酯（66.232%）
3、实验结果思考
（1）取出的平衡气液相样品，为什么必须在密闭的容器中冷却后方可用以测定其折射率？
答：因为过热时将导致液相线向高温处移动，气相组分含有的易挥发成份偏多，该气相点会向易挥发组分那边偏移。
所以要在密闭容器中冷却。
（2）平衡时，气液两相温度是否应该一样，实际是否一样，对测量有何影响？
答：不一样，由于仪器保温欠佳，使蒸气还没有到达冷凝小球就因冷凝而成为液相。
（3）如果要测纯乙酸乙酯、纯乙醇的沸点，蒸馏瓶必须洗净，而且烘干，而测混合液沸点和组成时，蒸馏瓶则不洗也不烘，为什么?
答：测试纯样时，如沸点仪不干净，所测得沸点就不是纯样的沸点。
测试混合样时，其沸点和气、液组成都是实验直接测定的，绘制图像时只需要这几个数据，并不需要测试样的准确组成，也跟式样的量无关。
（4）如何判断气－液已达到平衡状态？讨论此溶液蒸馏时的分离情况？
答：当温度计读数稳定的时候表示气－液已达到平衡状态；
（5）为什么工业上常产生95％酒精？只用精馏含水酒精的方法是否可能获的无水酒精？
答：因为种种原因在此条件下，蒸馏所得产物只能得95%的酒精。
不可能只用精馏含水酒精的
方法获得无水酒精，95%酒精还含有5%的水，它是一个沸点为的共沸物，在沸点时蒸出的仍是同样比例的组分，所以利用分馏法不能除去5%的水。
工业上无水乙醇的制法是先在此基础上加入一定量的苯，再进行蒸馏。
（6）沸点测定时有过热现象和再分馏作用，会对测量产生何种影响？
答：会使测量的数据产生过高或过低的影响。
（7）绘制乙醇活度系数与摩尔分数关系曲线，由曲线可以得出什么结论？
答：乙醇活度系数随着摩尔分数的增大先左逐渐升高后降低。
六、参考文献
[1] 何广平等编著. 物理化学实验. 北京：化学工业出版社，2008.。