二元液系相图(实验数据分析)

实验名称:二元液系相图

学院:XXXXXXXXXX

班级：XXXXXXXXX

姓名（学号）：XXX(XXXXXXXX) 指导教师：XXX

实验时间：XXXXXXXXXXXXXX

二元液系相图

一、实验目的

1.测定环己烷-乙醇系统的沸点组成图（T-X图）。

2.掌握阿贝（Abbe）折光仪的使用方法。

二、实验原理

两种液态物质以任何比例混合都形成均相溶液的系统称这完全

互中溶双液系。在恒定压力下溶液沸点与平衡的气液相组成的关系，可用沸点－组成图(t－x图)表示。

完全互溶双液系的沸点－组成图可分为两三种：

一种为最简单的情况，溶液沸点介于两个纯组分沸点之间，如图6-1所示。纵坐标表示温度，横坐标表示组分B的摩尔分数(x B，y B)。下面一条曲线表示气液平衡时温度(即溶液沸点)与液想组成的关系，称液相线(T－x线)。上面的线表示平衡温度与气相组成的关系,称气相线(T－y线)。若总组成为Z B的系统在压力p及温度t时达到气液两相平衡，其液相组成为x B气相组成为y B(见图6-1)。

另两种类型为具有恒沸点的完全互溶双液系统气液平衡相图，如图6-2所示。其中(a)为具有低恒沸点相图，(b)为具有高恒沸点相图。这两类相图中气相线与液相线在某处相切。相切点对应的温度称为恒沸温度，对应组成的混合物称恒沸混合物。恒沸混合物在恒沸点达气液平衡，平衡的气、液组成相同。同一双液系在不同压力下，恒沸点及恒沸混合物是不同的。

本实验绘制环己烷-乙醇二元液系的T-X图。其方法为将不同组成的溶液于蒸馏仪中进行蒸馏，沸腾平衡后记下温度，依次吸取少量的蒸馏液和蒸出液。分别用阿贝折光计测定其折射率，然后由环己烷-乙醇的折射率-组成标准曲线或其数据表确定相应组成，从而绘制环己烷-乙醇二元液系相图。

三、仪器和试剂

沸点测定仪；取样管；阿贝折光仪。

环己烷（分析纯）；无水乙醇（分析纯）；环己烷摩尔分数分别为0.2、0.4、0.6、0.8的乙醇溶液。

四、实验步骤

1.纯液体折光率的测定

分别测定乙醇和环己烷的折光率。

2.标准曲线的绘制

测定环己烷摩尔分数分别为0.2、0.4、0.6、0.8的乙醇溶液的折光率，绘制标准曲线。

3.测定沸点-组成数据

1)安装沸点测定仪。

2)溶液配制。

粗略配制环己烷质量百分数分别为0.05、0.1、0.2、0.45、0.55、0.6、0.7、0.8、0.9等组成的环己烷-乙醇溶液约50ml。

3)测定沸点及平衡的气-液相组成。

在干燥的沸点仪内，加入实验室配制好的乙醇－环己烷溶液。使

沸点仪内液面达到温度计水银球约一半的位置。开冷却水，接通电源，使加热电压为10~15V，缓慢加热至沸腾，使气相冷凝液充分回流。

此时应注意观察温度。当在2～3 min 内温度不变时，认为气液相达

到平衡，记下温度数值。

停止加热。迅速用干燥的毛细滴管先取气相冷凝液样品，测其折

射率。用丙酮洗净折射仪棱镜后，再用另一支干燥的毛细滴管取液相

样品约1ml，测定其折射率。

洗净棱镜做好下次测定的准备工作。

根据这些数据，由标准曲线确定气-液两相的组成。

五、数据处理与记录

1.实验数据记录与处理

室温：20.10℃大气压：88.80KPa

1)绘制标准曲线，即环己烷-乙醇标准溶液的折光率与组成的关系曲

线。

环己烷摩尔分株0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 折射率 1.3571 1.3725 1.3880 1.4015 1.4107 1.4204

2)根据工作曲线确定各待测溶液气相和液相的平衡组成，填入表中。

以组成为横轴，沸点为纵轴，绘出气相与液相的平衡曲线，即双

液系相图。

混合液编号混合液近似组

成

沸点o C

气相冷凝液分析液相分析Ｘｂ／％（环己

烷）

折射率

Ｙｂ／％(环

己烷)

折射率

Ｘｂ／％（环

己烷）

1 97 78.

2 1.0000 1.0000

2 92 76.2 1.4170 0.9210 1.4187 0.9506

3 80 73.

4 1.4143 0.8782 1.417

5 0.9312

4 70 68 1.409

5 0.8112 1.4151 0.8924

5 60 64.8 1.4032 0.6990 1.4094 0.7994

6 50 63.0 1.3980 0.6120 1.4002 0.6500

7 30 66.3 1.3966 0.5910 1.3911 0.5015

8 15 71.4 1.3930 0.5327 1.3801 0.3223

9 3 78.2 1.3732 0.2100 1.3654 0.00832

3)由图中确定最低恒沸点的温度和组成。

沸点：64.2℃

环己烷质量分数：0.62

乙醇质量分数：0.38

六、注意事项

1.测定乙醇及环己烷纯样品的沸点，其蒸馏仪要洁净、干燥，不得

有其他杂志。

2.蒸馏中样品回流要充分，控制气液平衡要严格，其重要标志是在

该条件下沸点相对稳定。

3.使用折光仪要仔细认真，取样不得用时过长。