异丙醇-环己烷双液系相图
异丙醇-环己烷双液系相图
渤海大学学生实验报告课程名称：任课教师：实验室名称：物理化学实验室（二）房间号实验时间： 2013 年月日学院化学化工与食品安全学院专业班级姓名学号同组人实验项目异丙醇-环己烷双液系相图组别实验成绩一、实验目的1、了解物理化学实验中常用的物理方法-光学方法的基本原理2、绘制异丙醇-环己烷双液系的沸点-组成图，确定其沸点组成及衡沸温度3、进一步理解分馏原理4、掌握阿贝折射计的原理及使用方法二、实验原理在常温下两种液态以任意比例相互溶解所组成的体系称之为完全互溶双液系。
在恒定压力下，表示溶液沸点与组成关系的图称之为沸点-组成图。
本实验利用回流及分析的方法来绘制相图。
取不同组成的溶液在沸点仪中回流，测定其沸点及其气液组成。
沸点数据可由温度计获得，气-液相组成可通过测其折射率，然后由组成-折射率曲线中最后确定。
三、仪器与试剂沸点测定仪阿贝折射仪吸液管调压变压器温度计移液管(1ml 10ml 25ml) 异丙醇环己烷四、实验装置渤海大学实验报告用纸（第页共页）五、实验步骤1．已知浓度溶液折射率的测定取异丙醇和环己烷以及环己烷摩尔分数分别为0.2、0.4、0.6、0.8四种组成的溶液在25℃下，逐次用阿贝折射计测定其折射率，绘制组成-折射率的关系曲线；2，溶液沸点及气液组成的测定（1）取25ml异丙醇于沸点测定仪之蒸馏瓶内，连好路线，打开回流冷却水，接通电源加热至沸腾。
待温度恒定后，记下温度将调压变压器调至零处，停止加热充分冷却后取样，用阿贝折射计分别测定气相和液相冷凝液的折射率，按上述步骤分别测各液体的沸点及气相冷凝液和液相折射率；（2）将蒸馏瓶内的溶液倒入回馏瓶中，并用环己烷清洗蒸馏瓶，然后取25ml环己烷于蒸馏瓶内，按（1）的操作步骤进行，以后分别加入异丙醇0.2ml,0.3ml,0.5ml,1ml,4ml,5ml,测定其沸点及气相冷凝液和液相折射率。
六、数据记录和处理大气压：大气压：101.56kpa; 压力校正因素：溶液沸点与大气压有关沸点校正：△t=t/10 *(101.325-p)/101.325 tb=t+△t编号项目1 2 3 4 5 6 7 8t0c 66.4 64.6 63.9 64.1 64.3 64.6 65.7 71.6气相ny1 1.4029 1.4027 1.4012 1.4005 1.3995 1.3988 1.3962 1.38422 1.4027 1.4028 1.4010 1.4007 1.3994 1.3987 1.3964 1.3843平均 1.4028 1.4027.5 1.4011 1.4006 1.39945 1.39875 1.3963 1.38425xg41.4 42.2 45.0 45.8 47.9 49.6 61.4 69.0液相nx1 1.4212 1.4191 1.4119 1.4106 1.3891 1.3831 1.3751 1.36372 1.4211 1.4190 1.4120 1.4108 1.3890 1.3832 1.3750 1.3635平均 1.42115 1.41905 1.41195 1.4007 1.38905 1.38315 1.37505 1.3636xl5.8 10.0 25.0 46.1 63.8 70.4 80.0 94.8 △t -0.0154 -0.0150 -0.0148 -0.0149 -0.0149 -0.0150 -0.0152 -0.0166tb66.3846 64.585 63.8852 64.0851 64.2851 64.585 65.6848 71.5834恒沸温度校正前63.95 后63.94 恒沸组成xg = xl=45.7渤海大学实验报告用纸（第页共页）七结果讨论与分析1.产生误差的原因：a.温度计的水银球应一半在液体中，一半在气相中，以确保气液达平衡，否则将影响实验结果。
2-双液系相图
3、实验步骤
1．已知浓度溶液折射率的测定 ．
取异丙醇和环己烷以及环己烷摩尔 分数分别23.31%、45.85%、58.94%、 、 分数分别 、 、 74.80%四种组成的溶液，逐次用阿贝 四种组成的溶液， 四种组成的溶液 折射计测定其折射率。 折射计测定其折射率。 绘制组成一折射率的关系曲线 组成一折射率的关系曲线。 绘制组成一折射率的关系曲线。
2、基本原理
两种液态物质混合而成的二组分体系称为双液系 液体的蒸气压与外界压力相等时的温度—沸点 一定压力下，双液系的沸点与组成的T-x相图一般 有下列三种情况
完全互溶的双液系的沸点完全互溶的双液系的沸点-组成图
利用回流及分析的方法来绘制相图。 利用回流及分析的方法来绘制相图。取不同组成 的溶液在沸点仪中回流，测定其沸点及气、 的溶液在沸点仪中回流，测定其沸点及气、液相组 成。沸点数据可直接由温度计获得； 沸点数据可直接由温度计获得 数据可直接由温度计获得； 气、液相组成可通过测其折射率，然后由组成—— 折射率曲线中最后确定。 。
电阻丝不能露出液面，一定要浸没于溶液中，以 免通电红热后引起有机溶剂燃烧。电阻丝两端电 压不能过大，过大会引起有机溶剂燃烧或烧断电 阻丝。 测量过程中一定要达到气液平衡状态，即体系的 温度保持稳定，才能测定其沸点及气相冷凝液和 液相的折射率。
在测定其气相冷凝液和液相的折射率时要保持 温度一致。 使用阿贝折射仪 阿贝折射仪时，棱镜上不能接触硬物，擦 拭棱镜时需用擦镜纸等柔软的纸。 测定折射率时，动作要迅速，避免样品中易 挥发组分的损失
4. 数据记录和处理
1、绘制 ℃时的组成 、绘制25℃ 一折射率关系曲线 标准曲线） （标准曲线） 2、沸点值进行校正。假定 、沸点值进行校正。 特鲁顿（ 特鲁顿（Trouton）规则适 ） 用于溶液井应用克劳修斯 一克拉贝龙方程则有
异丙醇-环己烷双液系相图
校园 一角
实验一 自制植物酸碱指示剂
指导教师 张婷
实验一自制植物酸碱指示剂
一 实验目的
1.了解指示剂的指示原理、指示剂的种 类以及有关指示剂选择的方法。
六 拓展资料
大多数植物花卉的色素，都能在酸溶液和碱溶液中 有显著的变色现象，所以一般可以用来作为酸碱指示剂。 特别是带红色、紫色的鲜花，如红玫瑰、状元红、一串 红等花的色素，对酸碱指示剂的效果特别最好。
大多数色花经揉烂后用水浸取即可，仅有个别色花 （如一串红、天竹葵、指甲花等）要用酒精、食盐水浸 取；大多数植物色素用冷水浸取即可，象旱菜则要加少 量食盐在沸水中浸取；大多数浸取液在空气中放置，部 分有色成分会被空气氧化，色泽会明显减褪，但对酸碱 的指示效果仍很理想；少数浸取液，如旱菜汁在空气中 却相当稳定，存放十天半个月，也不见色泽减褪。
旱菜、红玫瑰、 胭脂萝卜、95% 酒精溶液、稀 盐酸、稀NaOH 溶液
四 实验步骤
1.从胭脂萝卜中提取酸碱指示剂 将胭脂萝卜切碎后放到研钵中捣烂，再加入少量的蒸
馏水（或者纯净水），并玻璃棒搅动，浸出色素。几分 钟后，用纱布滤出色汁。在三支试管中分别滴入3ml稀盐 酸、稀NaOH溶液、蒸馏水，然后分别滴入3滴胭脂萝卜 色素的提取液，观察现象。
四 实验步骤
2.从旱菜中提取酸碱指示剂 取100克旱菜，洗净后切碎，放到烧杯中，加水浸没1
／2菜叶，并加入少量食盐，加热煮沸8分钟，并不断搅拌 菜叶，把煮后的旱菜菜汁滤入一只小烧杯中。在在三支试 管中分别滴入3ml稀盐酸、稀NaOH溶液、蒸馏水，然后 分别滴入3滴旱菜菜汁滤液，观察现象。
实验四异丙醇—环己烷双液系相
可编辑ppt
10
• 3.在测定其气相冷凝液和液相的折射率时 要保持温度一致。
• 4.使用阿贝折射仪时，棱镜上不能接触硬 物，擦拭棱镜时需用擦镜纸等柔软的纸。
可编辑ppt
11
阿贝折射仪的使用
1.阿贝折射仪 的构造原理
可编辑ppt
12
• 2.阿贝折射仪的使用方法 • (1)仪器安装： • (2)加样:顺单一方向轻擦镜面 (不可来回擦) • (3)调光明暗的界面恰好同十字线交叉处重合 • (4)读数 折射率 • 0~95% 糖溶液的百分数
分别测定气相冷凝液和液相的折射
率。按上述操作步骤分别测定加人
环已烷为1ml、 2ml、3ml、4ml、
5ml 、 10ml 时 各 液 体 的 沸 点 及 气 相
冷凝液和液相折射率。
可编辑ppt
6
（2）将蒸馏瓶内的溶液倒 人回收瓶中，并用环已烷 清洗蒸馏瓶。然后取25ml
环己烷注入蒸馏瓶内，按 （1）的操作步骤进行。以 后分别加人异丙醇0.2ml、 0.3ml、0.5ml、1.0ml、 4ml、5ml，测定其沸点及 气相冷凝液和液相折射率。
可编辑ppt
3
为了绘制沸点—组成图，可采取不同的方 法。比如取该体系不同组成的溶液，用化学分 析方法分析沸腾时该组成的气、液组成，从而 绘制出完整的相图。在本实验中的折射率的测 定，就是一种间接获取组成的办法。它具有简 捷、准确的特点。
本实验就是利用回流及分析的方法来绘制 相图。取不同组成的溶液在沸点仪中回流，测 定其沸点及气、液相组成。沸点数据可直接由 温度计获得；气、液相组成可通过测其折射率， 然后由组成—折射率曲线中最后确定。
实验四、 异丙醇—环己烷 双液系相图
可编辑ppt
环己烷-异丙醇双液系相图的绘制
宜宾学院 化学与化工学院
实验中心
实验目的
1 ．了解物理化学实验手段中常用的物理方法— —光学方法的基本原理； 2．绘制异丙醇一环己烷双液系的气-液平衡相图， 了解相图和相律的基本概念； 3．进一步理解分馏原理； 4. 掌握测定双组分液体的沸点及正常沸点的方 法； 5．掌握阿贝折射计的原理及使用方法。
操作步骤
1．已知浓度溶液折 射率的测定（略）
取异丙醇和环己烷以 及环己烷摩尔分数分 别 23.31% 、 45.85% 、 58.94% 、 74.80% 四种 组成的溶液，逐次用 阿贝折射仪测定其折 射率。绘制组成一折 射率的关系曲线。
沸点仪结构图
2．溶液沸点及气、液相组成的测定
（1）取25mL异丙醇置于沸点测定仪之蒸馏瓶内。按图连 接好线路，打开回流冷却水，通电并调节变压器使液体加 热至沸腾，回流并观察温度计的变化，待温度恒定记下沸 腾温度。然后将调压变压器调至零处。停止加热，充分冷 却后，用吸液管分别从冷凝管上端的分馏液取样口及加液 口取样，用阿贝折射计分别测定气相冷凝液和液相的折射 率。按上述操作步骤分别测定加人环已烷为2mL、3mL、 4mL、5mL、10mL时各液体的沸点及气相冷凝液和液相折 射率。 （2）将蒸馏瓶内的溶液倒人回收瓶中，并用环已烷清洗蒸 馏瓶。然后取25mL环己烷注入蒸馏瓶内，按（1）的操作 步骤进行。以后分别加人异丙醇0.3mL、0.5mL、1.mL、 4mL、5mL，测定其沸点及气相冷凝液和液相折射率。
数据记录和处理
1、绘制环己烷-异 丙醇体系的组成一 折射率关系曲线 （工作曲线）略
1.44 1.43 1.42 1.41 1.4
1.39
1.38
异丙醇-环己烷双液系相图 - 烟台大学—环境与材料工程学院
二组分合金系统相图的绘制
杜伟
一 实验目的
1. 用热分析步冷曲线法绘制铋-镉二组分金属 相图 2. 掌握热分析法的测量技术 3.了解纯物质的步冷曲线和混合物的步冷曲 线的形状有何不同，其相变点的温度应如何 确定。
二 基本要求
（1）学会用热分析法测绘Bi-Cd二组 分金属相图。
（2）了解热电偶测量温度和进行热电 偶校正的方法。
三 实验原理
用几何图形来表示多相平衡体系中有哪些相、 各相的成分如何，不同相的相对量是多少，以及它 们随浓度、温度、压力等变量变化的关系图，叫相 图。 绘制相图的方法很多，其中之一叫热分析法。 在定压下把体系从高温逐渐冷却，作温度对时间变 化曲线，即步冷曲线。体系若有相变，必然伴随有 热效应，即在其步冷曲线中会出现转折点。从步冷 曲线有无转折点就可以知道有无相变。测定一系列 组成不同样品的步冷曲线，从步冷曲线上找出各相 应体系发生相变的温度，就可绘制出被测体系的相 图。
五 实验步骤
图3 步冷曲线测量装置 1.加热炉 2.不锈钢管 3.套管 4.热电偶
六、 注意事项
1.用电炉加热样品时，温度要适当，温度过高样 品易氧化变质；温度过低或加热时间不够则样品 没有完全熔化，步冷曲线转折点测不出。 2.热电偶热端插到样品中心部位，管内注入少量 的石腊油，热电偶浸入油中。搅拌时注意勿使热 端离开样品，金属熔化后常使热电偶套管浮起， 这些因素都会导致测温点变动。
当熔融体系在均匀冷却过程中无相变时，温 度将连续均匀下降得一平滑的步冷曲线；当体系 内发生相变则因体系产生的相变热与自然冷却时 体系放出的热量相抵消，步冷曲线就会出现转折 或水平线段，转折点对应的温度，为该组成体系 的相变温度。利用步冷曲线所得到的一系列组成 和所对应的相变温度数据，以横轴表示混合物的 组成，纵轴上标出开始出现相变的温度，把这些 点连起来，就可绘出相图。二元简单低共熔体系 的冷却曲线具有如下图所示的形状
实验 异丙醇—环己烷双液系相图
实验 异丙醇—环己烷双液系相图一、实验目的1.了解物理化学实验手段中常用的物理方法——光学方法的基本原理。
2. 绘制异丙醇－环己烷双液系的沸点－组成图，确定其恒沸物组成及恒沸温度。
3. 进一步理解分馏原理。
4. 掌握阿贝折射计的原理及使用方法。
二、实验背景根据相律绘制相图，通过相图的分析加深对所研究体系的认识，是热力学方法研究多相平衡体系的重要内容之一。
相平衡是物理化学的重要教学内容，其中气液平衡是最常见，也是讨论最多的内容之一。
各体系相图的绘制为生产和科研实践中对某些液体混合物的分离、提纯与精制、蒸馏、精馏等具有一定的指导意义。
完全互溶双液系的T-x图，按曲线的特征，体系可以分为三大类，理想体系，正偏差体系和负偏差体系。
其中，当偏差足够大时，会出现极大点和极小点，分别对应最大负偏差和最大正偏差，对应的极值点称为恒沸点，所对应的溶液称为恒沸混合物。
考虑综合因素，一般实验都选择具有最低恒沸点的异丙醇—环己烷或乙醇—环己烷体系，本实验选异丙醇—环己烷体系。
根据相平衡原理，对二组分体系，当压力恒定时，当气液两相平衡时，体系的自由度为1。
当体系的温度确定时，气液两相的组成也确定。
反过来，当气液两相的组成确定时，体系的平衡温度也确定。
沸点仪就是根据这个原理设计的。
本实验中气液相的组成通过测定对应样品的折射率来确定，因而两组分的折射率相差越大越好，同时为了避免组分因挥发而造成测量误差，还要求两组分的饱和蒸汽压相差越小越好。
目前实验教学中最常用的沸点仪如图8-2所示，结构简单，容易操作，但达到平衡时间较长。
另外一类型测定装置叫平衡釜，有陆志虞平衡釜、爱立斯平衡釜、罗斯平衡釜等，平衡釜结构比较复杂。
还有一种多功能沸点测定仪，具有沸点测定仪和平衡釜的双重功能，测定范围较广，除常规的气液平衡数据的测定外，还可用于含盐体系和部分互溶体系气液平衡的测定。
三、实验原理在常温下，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。
异丙醇-环己烷气液平衡相图
实验七 异丙醇－环己烷气液平衡相图一、实验目的1. 了解绘制双液系相图的基本原理和方法；2. 采用回流冷凝法测定不同浓度的异丙醇－环己烷体系的沸点和气液两相平衡成分，绘制常压下环己烷-异丙醇双液系的T-x图，并找出恒沸点混合物的组成和最低恒沸点；3.学会使用阿贝折射仪。
二、实验原理 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17－1(a)是一种最简单的完全互溶双液系的T-x图(像苯与甲苯)。
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。
某些完全互溶的双液体系近似遵循拉乌尔定律，其正（或负）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17－1(a))，如甲醇与水、二硫化碳与四氯化碳等。
大多数实际溶液由于A、B二组分的相互影响，常会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17－1(b)、(c)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不变，靠蒸馏无法改变其组成。
如HCl与水、丙酮与氯仿、硝酸与水等的体系具有最高恒沸点，苯与乙醇、异丙醇与环己烷、水与乙醇等的体系则具有最低恒沸点。
具有恒沸点的双液系与理想溶液或偏差很小的近似理想溶液的双液系的根本区别在于，体系处于恒沸点时气液两相的组成相同，因而也就不能像前者那样通过反复 蒸馏而使双液系的两个组分完全分离，因为对这样的溶液进行简单的反复蒸馏智能获得某一纯组分和组成为恒沸点的混合物。
异丙醇-环己烷双液系相图(精)
（二）粗品精制
冷却后，将混合物抽滤，固体每次用2—3ml水
洗涤两次。抽干后，在滤纸上进一步地压干。
用5ml乙醇做重结晶，得到白色晶体，熔点为
89-90℃。
称量，计算产率。
六 思考题
制备环己酮肟时，加入醋酸钠的目的是什么？
重结晶前用水洗两次，其目的是什么？
实验的反应类型是什么？弱酸在反应中如何起
到催化作用？
为什么？
（一）粗品制备
2. 反应
将醋酸钠溶液分批滴加至环己酮溶液中，加入的同时 不断振摇锥形瓶，此时有固体析出。加完后，用塞子 塞住瓶口，剧烈振摇锥形瓶10分钟，可以看到析出白 色粉状的环己酮肟结晶。
注意事项： 1） 产物在酸性中易水解，故不在较高温度下进行。
2）若反应中环己酮肟呈白色小球状，则表示还未完全反 应，应继续振摇。
沸点 155.65℃。无色可燃性液体，微溶于水， 能与醇、醚及其它有机溶剂混溶。本品是生产 聚酰胺的重要原料。 环己酮肟（ cyclohexanone oxime ）：分子量 113.14 ，熔点 89-90 ℃，棱柱体白色结晶。 不溶于水，溶于乙醇和乙醚，本品是有机合成
中间体。
五 实验步骤
（一）粗品制备 （二）粗品精制
（一）粗品制备
1. 取样： 分别取两个100ml烧杯制备样品溶液。
30 ml 水 7g 盐酸羟胺 7.5 ml 环己酮
20 ml 水 10 g 醋酸钠
（一）粗品制备
注意事项：
1） 加入的醋酸钠溶解慢，可研细后加入水中，或通 过加热促使其溶解。 2） 加入醋酸钠的作用： ① 使羟胺从盐的形式中游离出来。 ②调整PH值，形成CH3COONa — CH3COOH缓冲溶液，PH 约等于5。
试验七双液系气液平衡相图
实验七 双液系气液平衡相图一 实验目的1. 测定异丙醇-环己烷双液系在常压下气-液平衡数据，绘制标准压力的T—X 图。
2. 确定体系的恒沸温度及恒沸混合物的组成。
3. 了解阿贝折射仪的测量原理，掌握其使用方法。
二 实验原理两种液态物质混合时所形成的二组分体系称为双液系，若组成体系的两个组分可以任意比例相互溶解时，则称为完全互溶双液系。
完全互溶双液系恒定压力下的沸点组成图（T—X ）可分为三类。
第一类 溶液沸点介于两纯组分沸点之间图7－1；第二类 溶液存在最低沸点图7－2；第三类 溶液存在最高沸点图7－3。
从这三类体系的T －X 图可以看出，对于第一类的混合物可以利用一般精馏法分离出两种纯物质；而对于第二、三类的混合物只能分离出一种纯物质和另一种恒沸混合物。
而且第二、三类体系的溶液在最高或最低沸点时的气液两相组成相同。
加热蒸发时，只能使气相的总量增加，气液相组成及溶液沸点均保持不变。
这时的温度称之为恒沸温度（或恒沸点），相应的组成称为恒沸组成。
不难看出，恒沸温度组成是这些相图的特征参数。
异丙醇－环己烷是完全互溶的双液系，其沸点-组成图（即T －X 图）属于具有最低恒沸点的类型（见图7－2）。
在101325Pa 下异丙醇的沸点为 82.45℃，环己环的沸点为80.75℃。
实验要求在恒压下，测定整个浓度范围内所选定的几个不同组成溶液的沸点T 和平衡时气相组成y 和液相组成X ，然后绘制沸点-组成图（即T －X 图）。
为了获得上述测定数据，本实验利用沸点仪（见图7-4），采用回流冷凝法，当气液两相的相对量一定时，体系的温度也将保持恒定，沸点即沸腾温度可由温度计读取。
分别由蒸气冷7-4沸点仪1- 温度计; 2- 加液口;3 -电热丝4-分馏液取样口;5-分馏液图7-3图 7-1 图 7-2凝的凹形槽中取样分析平衡气相组成；从加液口取样分析平衡液相组成，试样分析使用的仪器是阿贝折射仪。
实验所测定的是试样的折射率，还需将折射率转换成组成。
异丙醇-环己烷气液平衡相图
实验七 异丙醇－环己烷气液平衡相图一、实验目的1. 了解绘制双液系相图的基本原理和方法；2. 采用回流冷凝法测定不同浓度的异丙醇－环己烷体系的沸点和气液两相平衡成分，绘制常压下环己烷-异丙醇双液系的T-x图，并找出恒沸点混合物的组成和最低恒沸点；3.学会使用阿贝折射仪。
二、实验原理 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17－1(a)是一种最简单的完全互溶双液系的T-x图(像苯与甲苯)。
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。
某些完全互溶的双液体系近似遵循拉乌尔定律，其正（或负）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17－1(a))，如甲醇与水、二硫化碳与四氯化碳等。
大多数实际溶液由于A、B二组分的相互影响，常会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17－1(b)、(c)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不变，靠蒸馏无法改变其组成。
如HCl与水、丙酮与氯仿、硝酸与水等的体系具有最高恒沸点，苯与乙醇、异丙醇与环己烷、水与乙醇等的体系则具有最低恒沸点。
具有恒沸点的双液系与理想溶液或偏差很小的近似理想溶液的双液系的根本区别在于，体系处于恒沸点时气液两相的组成相同，因而也就不能像前者那样通过反复 蒸馏而使双液系的两个组分完全分离，因为对这样的溶液进行简单的反复蒸馏智能获得某一纯组分和组成为恒沸点的混合物。
异丙醇一环己烷双液系相图
3、利用组成一折 、 射率关系曲线所 确定的气、 确定的气、液相 组成， 组成，以及校正 后的各组成下的 沸点数据绘制沸 沸点数据绘制沸 点一组成图， 点一组成图，确 定该体系的恒沸 定该体系的恒沸 温度与恒沸组成。 温度与恒沸组成
实验注意事项
电阻丝不能露出液面，一定要浸没于溶液 中，以免通电红热后引起有机溶剂燃烧。 电阻丝两端电压不能过大，过大会引起有 机溶剂燃烧或烧断电阻丝。 测量过程中一定要达到气液平衡状态，即 体系的温度保持稳定，才能测定其沸点及 气相冷凝液和液相的折射率。 在测定其气相冷凝液和液相的折射率时要 保持温度一致。 使用阿贝折射仪时，棱镜上不能接触硬物， 擦拭棱镜时需用擦镜纸等柔软的纸。
操作步骤
1．已知浓度溶液折 射率的测定
取异丙醇和环己烷以 及环己烷摩尔分数分 别 23.31% 、 45.85% 、 58.94% 、 74.80% 四 种 组成的溶液，逐次用 阿贝折射仪测定其折 射率。绘制组成一折 射率的关系曲线。 射率的关系曲线。
沸点仪结构图
溶液沸点及气、 2．溶液沸点及气、液相组成的测定
为了绘制沸点一组成图， 为了绘制沸点一组成图，可采取不同的方 比如取该体系不同组成的溶液， 法。比如取该体系不同组成的溶液，用化学分 析方法分析沸腾时该组成的气、液组成， 析方法分析沸腾时该组成的气、液组成，从而 绘制出完整的相图。在本实验中的折射率 折射率的测 绘制出完整的相图。在本实验中的折射率的测 就是一种间接获取组成的办法。 定，就是一种间接获取组成的办法。它具有简 准确的特点。 捷、准确的特点。 本实验就是利用回流及分析的方法来绘制 相图。取不同组成的溶液在沸点仪中回流，测 相图。 取不同组成的溶液在沸点仪中回流， 定其沸点及气、液相组成。沸点数据可直接由 定其沸点及气、液相组成。 沸点数据可直接由 液相组成可通过测其折射率 可通过测其折射率， 温度计获得； 温度计获得；气、液相组成可通过测其折射率， 然后由组成一折射率曲线中最后确定。 然后由组成一折射率曲线中最后确定。
环己烷-异丙醇双液系相图
2．6 环己烷-异丙醇双液系相图2．6．1 实验目的1．了解物理化学实验手段中常用的物理方法—光学方法的基本原理。
2．绘制环己烷-异丙醇双液系的沸点～组成图，并找出恒沸点及恒沸点混合物的组成。
3．进一步理解分馏原理。
4．掌握阿贝折射仪的原理及使用方法。
2．6．2 实验原理单组分液体在一定的外压下沸点为一定值。
把两种完全互溶的挥发性液体（组分A和B）混合后，在一定的温度下，平衡共存的气液两相组成通常并不相同。
因此在恒压下将溶液蒸馏，测定馏出物（气相）和蒸馏液（液相）的组成，就能找到平衡时气、液两相的成分并绘出T—x图，即所谓的相图。
完全互溶双液系在恒定压力下的沸点～组成图可分为三类：（1）液体与拉乌尔定律的偏差不大，沸点介于A、B两纯组分沸点之间（图6一1），如苯~甲苯体系。
(2) A、B两纯组分混合后与拉乌尔定律有较大的正偏差，溶液存在最低沸点（图6一2），如水~乙醇；苯~乙醇等体系。
（3）实际溶液由于A、B两纯组分相互影响，常与拉乌尔定律有较大负偏差，溶液存在最高沸点（图6一3），如盐酸~水体系；丙酮~氯仿体系。
图6—1 偏差不大的体系图6—2 正偏差很大的体系图6—3 负偏差很大的体系对（2）、（3）类体系有时被称为具有恒沸点的双液系。
它与（1）类的根本区别在于，体系处于恒沸点时气、液两相的组成相同。
因而也就不能象（1）类那样通过反复蒸馏而使双液系的两个组分完全分离。
对（2）、（3）类的溶液进行简单的反复蒸馏只能获得某一纯组分和组成为恒沸点的相应组成的混合物。
如要获得两纯组分，需采取其他方法。
体系的最低或最高恒沸点即为恒沸温度，恒沸温度对应的组成为恒沸组成。
环己烷-异丙醇双液系属于具有最低恒沸点一类。
为了绘制沸点～组成图，可采取不同的方法。
比如取该体系不同组成的溶液，用化学分析方法分析沸腾时该组成的气、液组成，从而绘制出完整的相图。
可以想象，对于不同的体系要用不同的化学分析方法来确定其组成，这种方法是很繁杂的。
对异丙醇_环己烷双液系相图实验条件改进的讨论
∑ 对 211 中结果: n1=
—
35, x 1=
68126℃,
S
2 1
=
(x 1i-
—
x1
)
2
n1- 1 = 015683
∑ 对 212 中结果: n2=
—
9, x 2=
68187℃,
S
2 2
=
(x 2i-
—
x2
)
2
n2- 1 = 011507
查 t 分布表有: tΑ(n1+ n2- 2) = = t01025 (42) 210181,
2 结果与讨论
211 方法一: 按教材〔6〕中方法, 仅将组成由摩尔分数改为用环己烷体积百分数来表示。 每次加入的
第二组分的体系按书上所述进行操作, 抽取 35 名学生的实验结果, 求得对应于最低恒沸点的温度及 组成分别是: (67160, 6110)、(69150, 6818)、(68160, 6010)、(68150, 6210)、(68150, 6110)、(68100,
×100◊
=
0139◊
, 是一很小值, 说明 T b,m in测量的准确度很好, 实验测得的 V 环己烷◊
的相
对误差为6411647-11677117 ×100◊ = - 4151◊ , 有一定的误差存在, 但仍属正常误差范围之内。 这主要 是由于被测体系有一定的挥发性, 同时所用试剂异丙醇和环己烷均没有经过精制, 这都使得在组成的
1 问题的提出
根据相律绘制相图, 通过对相图的分析加深对所研究体系的认识, 是热力学方法研究多相平衡体 系的重要内容之一。 经过本世纪初以来对完全互溶双液系的研究, 使这一类相图日趋完善, 以至于使 “完全互溶双液系相图”的实验作为一个经典实验而纳入了许多物理化学实验的教材中〔1, 2, 3, 4, 5〕。在这 些教材中, 大多是以苯—甲醇或苯—乙醇为测定体系。 考虑到苯有一定的毒性, 东北师范大学等校编 的《物理化学实验》第二版中〔6〕, 将此体系改为异丙醇—环己烷体系, 此教材即是我系学生正在使用的 教材。异丙醇——环己烷体系是一个可以以任意比例相互混溶的完全互溶双液系。由相律, f= C- 5 + 2, 这里相数 5 m in= 1, 组分数 C = 2, 故此体系自由度 fmax = 3, 即要完整描述此双液系相图需要用三 维坐标。但通常是在某个限制条件下进行的, 如可以是定温下的压力——组成图, 但更方便、更常用的 是定压下的温度——组成图, 此时体系的条件自由度 f3 = C - 5 + 1= 2, 用二维平面图形即可描述此 体系相图。