二组分真实液态混合物的气—液平衡相图的绘制
物化实验双液系的气-液平衡相图实验报告
双液系的气－液平衡相图一实验目的1．绘制在pθ下环己烷－异丙醇双液系的气－液平衡相图，了解相图和相律的基本概念；2．掌握测定双组分液体的沸点及正常沸点的方法；3．掌握用折光率确定二元液体组成的方法。
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互溶，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汽压与外界压力相等时的温度，在一定的外压下，纯液体的沸点有其特定值，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。
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中于 (a)。
而实际溶液由于A 和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2-4-1(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。
本实验是用回流冷凝法测定环已烷—异丙醇体系的沸点—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。
三仪器和试剂沸点仪1套；恒温槽1台；阿贝折射仪1台；量筒8个；玻璃漏斗8个；滴管2个；环己烷（分析纯）；异丙醇（分析纯）；实验装置如下：四实验步骤1．工作曲线的绘制配制环己烷的质量百分数0.10, 0.20, 0.30, 0.40, 0.50, 0.60, 0.70, 0.80和0.90的环己烷－异丙醇溶液。
计算所需环己烷和异丙醇的质量，并用分析天平准确称取。
为避免样品挥发带来的误差，称量应尽可能的迅速。
各种溶液的确切组成要按照实际称样结果精确计算。
调节超级恒温水浴的温度为35度，使阿贝折光仪上温度与其保持一致。
分别测定上述九个溶液以及异丙醇和环己烷的折光率。
根据这些数据作出折光率－组成工作曲线。
双液系气液平衡相图的绘制(华南师范大学物化实验)
双液系气—液平衡相图的绘制一、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。
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2.1液体的沸点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.2.2双液系的沸点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。
理想的二组分体系在全部浓度范围内符合拉乌尔定律.结构相似、性质相近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（正偏差）。
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.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1（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1（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，如水-乙醇体系，如图1（c)）所示。
图1. 二组分真实液态混合物气—液平衡相图（T-x图) 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。
根据相平衡原理，对二组分体系，当压力恒定时，在气液平衡两相区,体系的自由度为1.若温度一定时，则气液亮相的组成也随之而定。
当溶液组成一定时，根据杠杆原理,两相的相对量也一定。
反之，实验中利用回流的方法保持气液两相的相对量一定,则体系的温度也随之而定。
2.3沸点测定仪沸点测定仪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液平衡气相、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）。
物化实验 二组分体系气液平衡相图绘制
实验四二组分体系气液平衡相图一．实验目的1．了解液体沸点的测定方法。
2．掌握温度计的露茎校正方法。
3．掌握阿贝折光仪的原理及使用方法4．测定环己烷——乙醇二元系统气液平衡数据，给出沸点组成图。
二．实验原理常温下两液态物质混合构成的体系称为双液系。
若该双液系能按任意比例混合成为一相则称为完全互溶双液系。
若只能在一定比例范围内混合成为一相，其它比例范围内为两相则称部分互溶双液系。
环己烷——乙醇体系是完全互溶双液系。
液体的沸点是指液体的蒸气压和外压相等时的温度。
在一定外压下纯液体的沸点有确定值。
但是双液系沸点不仅与外压有关还随双液系的组成的改变而改变。
同时，在一般情况下双液系蒸馏时的气相组成和液相组成并不相同，因此原则上可通过反复蒸馏即精馏的方法分离双液系中的两液体。
但是当双液系具有恒沸点时，不能用单纯蒸馏的方法分离两液体。
如图4.1所示，本实验所用体系环己烷——乙醇的温度组成图是一个典型的具有最低恒沸点的相图。
若将组成在恒沸点处的体系蒸馏时气相组成和液相组成完全一样，因此在整个蒸馏过程中沸点也恒定不变，无法通过蒸馏的方法分离两组分。
恒沸点和恒沸混合物的组成还和外压有关，因此在不同外压条件下实验时所得双液系的相图也不尽相同，通常压力变化不大时恒沸点和恒沸混合物的组成的变化也不大，在未注明压力时一般均指外压为101.325kPa。
图4.1 具有最低恒沸点体系相图示意图本实验采用回流冷凝法测定环己烷——乙醇溶液在不同组成时的沸点。
由于液体沸腾时易发生过热现象，同时气相又易出现分馏效应，因此沸点的准确测定不易。
本实验所用的沸点仪如图 4.2所示，称为奥斯默沸点仪，它是一支带有回流冷凝管的长颈圆底烧瓶，加热用的电热丝直接浸在溶液中，这样可以减少溶液的过热现象和防止暴沸。
冷凝管的底部有一个小球泡用以收集冷凝下来的气相样品，由于分馏作用会使获得的气相样品的组成与气液平衡时的气相组成发生偏差，为此须在吹制沸点仪时尽量缩短小球泡与烧瓶间的距离以减少分馏作用。
ch6.3二组分理想液态混合物的气液平衡相图
T /K
* TA
g
C
定压
T1
D
E
g-l
* TB
x1
l
xB
x2
B
A
xB
(1)T-x图可通过计算获得
101.325kPa p (t )(1 x B ) p (t ) x B
* A * B
* * p* ( t ) ( p ( t ) p A B A ( t ))x B
t
tA t2 t1
p=const. b L2 L1 G2 l+g
g
101.325kPa p* A (t ) xB * p* ( t ) p B A (t )
B
* pA
pA pA (1 xB )
A
xB
B
由右图可知: ①理想液态混合物的蒸气总 压总是介于两纯液体的饱和 蒸气压之间，即 pA p pB ②p - x 线表示系统压力(即蒸 气总压)与其液态组成之间的 关系，称为液相线。
p / Pa
T 常数
p pA pB
1 B
强调一点：在结线上不同的任意两个物系点
1) 2) 3) 两个物系总组成不同； 两个物系，气液两相的相对数量不同； 但两个物系，平衡压力，两相组成均相同。
2. 温度-组成图
亦为沸点-组成图,恒定压力下表示二组分系统气 -液平衡时的温度与组成关系的相图，叫做温度-组成 图。 外压为大气压力，当溶液的蒸气压等于外压时， 溶液沸腾，这时的温度称为沸点。 某组成的蒸气压越高，其沸点越低，反之亦然。 T-x图在讨论蒸馏时十分有用，因为蒸馏通常在等 压下进行。
物化实验双液系的气-液平衡相图实验报告
双液系的气－液平衡相图一实验目的1．绘制在pθ下环己烷－异丙醇双液系的气－液平衡相图，了解相图和相律的基本概念；2．掌握测定双组分液体的沸点及正常沸点的方法；3．掌握用折光率确定二元液体组成的方法。
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互溶，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汽压与外界压力相等时的温度，在一定的外压下，纯液体的沸点有其特定值，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。
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中于 (a)。
而实际溶液由于A 和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2-4-1(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。
本实验是用回流冷凝法测定环已烷—异丙醇体系的沸点—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。
三仪器和试剂沸点仪1套；恒温槽1台；阿贝折射仪1台；量筒8个；玻璃漏斗8个；滴管2个；环己烷（分析纯）；异丙醇（分析纯）；实验装置如下：四实验步骤1．工作曲线的绘制配制环己烷的质量百分数0.10, 0.20, 0.30, 0.40, 0.50, 0.60, 0.70, 0.80和0.90的环己烷－异丙醇溶液。
计算所需环己烷和异丙醇的质量，并用分析天平准确称取。
为避免样品挥发带来的误差，称量应尽可能的迅速。
各种溶液的确切组成要按照实际称样结果精确计算。
调节超级恒温水浴的温度为35度，使阿贝折光仪上温度与其保持一致。
分别测定上述九个溶液以及异丙醇和环己烷的折光率。
根据这些数据作出折光率－组成工作曲线。
6-05 二组分真实液态混合物的气-液平衡相图
0.8 1.0 C6H6(B)
• 精馏分离原理
§66
xB
1 最 大 负 偏 差
0 A xB
1 B
0 A xB
1 B
0 A xB
1 B
§6-4 二组分真实液态混合物
1. 压力 组成图 压力-组成图
p
T一定 一定 最 大 正 偏 差
-
: , ( ), . 一定
p 0 T一定 一定 xB 1
最 大 负 偏 差
-
( ,
-
)
0 A xB
1 B
1. 压力 组成图 压力-组成图
140 t/℃ ℃ 120
p=101325Pa xB(G)=0.897 g xB(L)=0.897 g+l 78.15℃ ℃ l
* tB
* t A 100
g+l 80 60 40 0.0 0.2 H2O(A)
0.4 xB
0.6
0.8 1.0 C2H5OH(B)
最低恒沸点
•H2O(A) - C2H5OH(B) 系统的 温度 组成图 温度-组成图
60 50 p / kPa 40 30 * t =35 ℃ l L G p/102kPa /10 M
p
* B
1.1 t=55.1℃ xB(L)=0.36 ℃ 1.0 0.9
* pA 0.8
l
* pB
pA
20 10 0.0 A
g
P=0.75×105Pa × 0.7 xB(G)=0.36 0.6 0.0 0.2 CHCl3(A)
一般负偏差 t p一定 一定 一般 T p一定 一定 偏差
t
p一定 一定
g l
最 高 恒 沸 点
双液系的气-液平衡相图的绘制实验报告
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、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 。
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(馏出物)与液相(蒸馏液)的组成，就能绘出此t x -图。
y 1l 1t 1g Bx l Bx AB t/℃（a ）气液t/℃AB B x →（b ）t/ ℃气液ABB （c ）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。
三、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 ）。
四、实验步骤（一）、步骤1.按图4.2连好沸点仪，数字贝克曼温度计,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。
6-2二组分系统理想液态混合物的气—液平衡相图
（a）完全互溶
（b）完全不互溶 （c）部分互溶
液态完全互溶系统 p-x、t-x图
理想系统 真实系统
一般正偏差 最大正偏差
一般负偏差 最大负偏差
液态部分互溶系统 t-x图
气相组成介于两液相之间 气相组成位于两液相同侧
液态完全不互溶系统 t-x图
完全互溶系统：理想液态混合物系统气-液平衡相图
1. 压力—组成图
A、B形成理想液态混合物：均符合拉乌尔定律
A组分分压： pA pA* xA pA* 1 xB
B组分分压： pB pB* xB
pA，pB，p和xB均成
气相总压： p pA pB
直线关系
pA* 1 xB pB* xB
pA* pB* pA* xB
液相线：气相总压 p 与液相组成 xB 之间的关系曲线
nL
解: (1) 先确定系统点的总组成
xM
nB nA nB
6 46
0.6
利用
nG (xM yB ) nL (xB xM ) 即 nG (0.6 0.2) nL (0.7 0.6) (1)
nG nL n总 =4+6=10mol (2)
解得
nG =2mol
nL =8mol
(2) 气相中： 甲苯 nB nG yB 2 0.2 0.4mol 苯 nA nG yA 2 0.8 1.6mol
（4）最大负偏差系统
p实际 p理想
且在某一组成范围内比 难挥发组分的饱和蒸气 压还小，实际蒸气总压 出现最小值
液相线
氯仿(A)—丙酮(B)系统
加上气相线：
一般正偏差系统
一般负偏差系统
最大正偏差系统
液相线 气相线
乙醇-环己烷气液平衡相图的绘制实验报告
⼄醇-环⼰烷⽓液平衡相图的绘制实验报告姓名：学号：班级：同组：成绩⼀、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1(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(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(c)）所⽰。
图1 ⼆组分真实液态混合物⽓—液平衡相图（T-x图）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）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。
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、、、、、的环⼰烷－⼄醇标准溶液，已知下，纯环⼰烷的沸点为℃，⼄醇的沸点为℃。
25℃时，纯环⼰烷的折光率为，⼄醇的折光率为。
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（略）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，并使温度计浸⼊液体内。
冷凝管接通冷凝⽔。
将液体加热⾄缓慢沸腾。
双液体系气—液平衡相图的绘制及思考题
双液体系气—液平衡相图的绘制一、实验目的1. 绘制环己烷—异丙醇双液体系的沸点组成图，确定其恒沸组成和恒沸温度。
2. 掌握回流冷凝管法测定溶液沸点的方法。
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 (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 (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 (c)）所示。
上图为二组分真实液态混合物气—液平衡相图（T-x 图）t At AtAt Bt B t Bt / o Ct / o t / o x Bx Bx BABAABB(a)(b)(c)x 'x '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－异丙醇为体系，该体系属于上述第三种类型，在沸点仪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。
三、仪器与试剂1、仪器：沸点仪1台；调压变压器1台；阿贝折射仪1台；温度计(0-100℃) 1支；长滴管1个；短滴管2支；2、试剂：环己烷(分析纯)；异丙醇(分析纯)异丙醇—环己烷标准溶液(异丙醇分别为0.20，0.40，0.50，0.60，0.80，0.90)四、主要实验步骤1. 测定环己烷、异丙醇及标准溶液的折射率调节阿贝折射仪，用一支干燥的短滴管吸取环己烷数滴，注入折射仪的加液孔内，测定其折射率n，读数两次，取其平均值。
双液系气液平衡相图的绘制
实验四双液系气液平衡相图的绘制姓名：谭成彬班级：生物工程学院生物工程07级四班学号；07041010428一、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．掌握双组份沸点的测定方法，通过实验进一步理解分馏原理。
3．掌握阿贝斯折射仪的使用方法。
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。
根据两组间分溶解度不同，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成完全互溶体系时，如果该两组分的蒸汽压不同，则混合物的组成于平衡的气相的组成不同。
当压力保持一定，混合物沸点与两组分的含量有关。
恒定压力下，真实的完全互溶双液系的气—液平衡相图（T—x图），根据体系对拉乌尔的偏差情况，可分为三类：1）一般偏差：混合物的沸点介于两种纯组分之间，如果苯—苯体系，如图1(a)所示。
2）最大负偏差：混合物存在最高沸点，如盐—水体系，如图1(b)所示。
3）最大正偏差：混合物纯在最低沸点，如正丙醇—水体系，如图1(c)所示。
(a) （b）(c)图1 二组分也太混合物气——液平衡相图（T—x图）对于后两种情况，为具有沸点的双系相图。
他们爱最高或最低衡沸点时气相和液相组成相同，因而不能像第一类那样通过反复蒸馏的方法而使双液系的两个组分分离，而只能采取精馏扥那个方法分离出一种纯物质和另一种衡沸混合物。
为了测定双液系的T—x图，需要在气—液平衡后，同时测定双液系的沸点和液相、气相的平衡组成。
本实验一环己烷—乙醇为体系，该体系属于上述第三类型，在沸点仪中蒸馏不同组成的混合物，、液二相组成，即可作出T—x 相图。
本实验气液两相的组成均采用折光率测定。
折光率是物质的一个特征数值，天宇物质的浓度计温度有关，因此在测定物质的折光率是要求温度恒定。
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，在恒定温度下扯其折光率，作出折光率—组成曲线，便可通过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相图如下：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—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—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—氯仿体系。
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。
测得溶液若干总组成下的气液平衡温度及气、液相组成，分别将气相点用线连接即为气相线，将液相点用线连接即为液相线，得到沸点-组成图。
二组分体系气-液平衡相图
通过25℃的无水乙醇，折射率应为 n D ＝1.3594（文献值），如果25℃实测值为1.3600，则1.3600－
1.3594=0.0006 表 明 标 尺 零 点 有 正 误 差，应 予 校 正，校 正 值 △ ＝ － 0.0006，实 验 中 每 次 测 定 应 加 上
△，此例为减去0.0006。用环己烷（
n
D 25
＝1.4326）校正零点也是同样。
3．测定乙醇－环己烷溶液不同组成时的沸点及此时（气液平衡）气、液相的组成。待上述无水 乙醇冷却至近于室温或不烫手时，加1.5ml环己烷至无水乙醇中，测定沸点并测沸腾时气、液组成。 再 依 次 加 入 环 己 烷 2.0、2.0、8.0、10.0、10.0、10.0ml 至 无 水 乙 醇 中，分 别 测 其 沸 点 和 气、液 相 组 成。
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二组分体系气-液平衡相图
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五．数据处理
1．根据沸点数据以及从折射率－组成曲线内插得到气液组成；
乙醇－环己烷溶液不同组成的沸点及气、液组成
加入量
T
n液
n气
液相组成
气相组成
20ml乙醇 加1。5环己烷 加2.0环己烷 加2.0环己烷 加8.0环己烷 加10.0环己烷 加10.0环己烷 加10.0环己烷
4．同法测定环己烷－乙醇不同组成的沸点及其相应的气、液组成。在沸点仪先加入25ml环己 烷，测定沸点，然后依次加入无水乙醇0.5、0.5、0.5、1.0、1.0、2.0、5.0ml，分别测定沸点和气、 液组成。
判断沸点的准则：温度计汞柱上升明显变缓；液体发生大量气泡；蒸汽冷凝得到的液体很快充 满支管。此时一手握住台架，一手扶好台架底座，倾斜沸点仪，将支管中冷凝液倒回液体中（此步 骤简称“回流”），，立即读温度计示值，反复回流数次待温度计示值稳定，就是沸点。
6-4相平衡-二组分理想液态混合物气液平衡相图
LM G
§6-3二组分理想液态混合物气液平衡相图
二、压力——组成图（p—x图）分析 2.相图动分析： 压力不变往液体A中
加入B气体 组成不变改变压力
§6-3二组分理想液态混合物气液平衡相图
三、杠杆规则（物料衡算）
对二组分2相系统（如左下图气液2相）：
中间M点称为系统点
L
M点组成XM,B称为系统组成
由物料衡算导出式像杠杆规则
XB
XM,B
n
YB
YB nG
§6-3二组分理想液态混合物气液平衡相图
三、杠杆规则（物料衡算） 杠杆规则使用几点说明： 杠杆规则实质就是物料衡算 杠杆规则适用任意2相平衡。
（适用于：p—x、T—x，气液两相、液液两相、液固两相、固
固两相） 杠杆规则只能用于2相平衡，不能用于3相平衡。
§6-3二组分理想液态混合物气液平衡相图
四、温度——组成图（T—X图）绘制
1.指定压力，计算不同温度的 XB 、YB ： 指定压力，二组分理想液态混合物的沸点介于纯A和纯B的沸点之
间。
在TA、TB之间选不同温度下测定纯A、纯B的饱和蒸气压pA*、pB*
p
p
* A
(1
xB )
p
* B
x
B
xB
(p
1.相图静分析： 区: 两线之间(黄色区):
P=2、气、液共存 F=C-P+1=1 系统处状态M点称为系统点 它液相所处状态L点、气相 所处状态G点称为相点
LM G
§6-3二组分理想液态混合物气液平衡相图
二、压力——组成图（p—x图）分析
1.相图静分析： 线 (P=2) F=1 上边的一条线称为液相线 下边的一条线称为气相线 点：F=0 E点纯A饱和蒸气压,P=2 D点纯B饱和蒸气压,P=2
二组分体系气-液平衡相图
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二组分体系气-液平衡相图
一．实验目的
1．根据实验数据绘制恒压下二组分体系的气液相图，理解相图中点、线、面的意义，理解组 分、相和自由度的概念；
2．了解和掌握折射仪的原理和使用方法。
二．实验原理
乙醇和环己烷完全互溶，溶液性质与理想溶液相差甚远。相图如图一所示，纵坐标为温度，横 坐标为环己烷的摩尔分数。标准大气压（101.325kPa）下纯乙醇（横坐标为0）和环己烷（横坐标 100％）的沸点分别为78.6和81.5℃。气相线上方为气态，液相线下方为液态，气相线和液相线之间 为气液平衡，二线之交点为最低恒沸点混合物，标准大气压下共沸物的沸点和组成是64.8℃、57％ （环己烷摩尔分数）。
图一 环己烷－乙醇体系的温度－组成相图
二组分气液相图作法如下：用沸点仪（图二）测定乙醇－环己烷各种据折射率－组成的标准曲线（图三）用内插法求出气相组 成和液相组成。
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二组分体系气-液平衡相图
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△，此例为减去0.0006。用环己烷（
n
D 25
＝1.4326）校正零点也是同样。
3．测定乙醇－环己烷溶液不同组成时的沸点及此时（气液平衡）气、液相的组成。待上述无水 乙醇冷却至近于室温或不烫手时，加1.5ml环己烷至无水乙醇中，测定沸点并测沸腾时气、液组成。 再 依 次 加 入 环 己 烷 2.0、2.0、8.0、10.0、10.0、10.0ml 至 无 水 乙 醇 中，分 别 测 其 沸 点 和 气、液 相 组 成。
环己烷－乙醇溶液不同组成的沸点及气、液组成
加入量
实验九 双液系的气液平衡相图的绘制
实验四双液系的气----液平衡相图一、目的要求1、绘制在p下苯—乙醇双液系的气----液平衡相图，了解相图和相率的基本概念；2、握测定双组分液体的沸点及正常沸点的方法；3、掌握用折光率确定二元液体组成的方法。
二、实验原理1、气----液相图两种液态物质混合而成的二组分体系称为双液系。
两组分若能按任意比例互相溶解，称为完全互溶双液系。
液体的沸点是指液体的蒸气压与外界压力相等时的温度。
在一定的外压下，纯液体的沸点有其确定值。
但双液系的沸点不仅与压力有关，而且还与两种液体的相对含量有关。
根据相率，自由度=组分数-相数+2因此，一个气液共存的二组分体系，其自由度为2。
只要任意再确定一个变量，整个体系的存在状态就可以用二维图形来描述。
例如，在一定温度下，可以画出体系的压力p和组分x的关系图，如体系的压力确定，则可作温度T对x的关系图。
这就是相图。
在T—x相图上，还有温度、液相组成和气相组成三个变量，但只有一个自由度。
u、一旦设定某个变量，则其他两个变量有相应的确定值。
苯—甲苯这一双液系基本接近于理想溶液。
但大多数的实际体系与拉乌尔（Raoult）定律有一定的偏差，偏差不大时，温度—组分相图与苯—甲苯相图相似，溶液的沸点介于两纯物质的沸点之间，但是，有些体系偏差很大，以致其相图出现极值。
正偏差大的体系在T—x图上呈现极小值，负偏差很大时则会有极大值。
这样的极值称为恒沸点，其气、液两相的组成相同。
通常，测定一系列不同配比溶液的沸点及气、液两相的组成，就可绘制气----液体系的相图。
压力不同时，双液系相图将略有差异。
本实验要求将外压校正到一个大气压力（101.325kPa）。
2、沸点测定仪本实验所用沸点仪是一只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，用于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。
这样既可减少溶液沸腾时的过热现象，还能防止暴沸。
3、组成分析本实验选用苯和乙醇双液系，两者折光率相差颇大，而折光率测定只需要少量样品，所以可用折光率—组成工作曲线来测得平衡体系的两相组成。
二组分理想液态混合物的气液平衡相图(共6张PPT)
• 6.2 精馏操作过程分析
精馏是多次蒸馏过程
x1>x2>x3 ---→纯A y1＜ y2/＜y3 / --→纯B • 6.3 精馏操作的条件
蒸气总压介于两纯组分饱和蒸气压之 间
液相线—泡点，泡点线
（2）对比T-x图与p-x图
① p-x图中液相区在上，气相区在
下； T-x图则相反
② p-x图中液相线为直线，气相线
为曲线；T-x图中液相线和气相
线都为曲线
（3）a→b系统加热过程状态变化分析
易挥发组分在气相中的含量大于液相中的 含量
§6.5 二组分真实液态混合物的气-液平 衡相图
§6.4 二组分理想液态混合物的气-液
平衡相图
复习
• 4.1 二组分系统相律分析
温度-组成图：恒定压力下研究T、
• 4.2 压力-组成图
x、y之间关系
• 4.3 温度-组成图
气相线：表示液相蒸气总压与蒸气组 成关系的曲线
（1）气相线、液相线
液相线：表示液相蒸气总压与液相组
气相线—露点，露点线
成关系的曲线
一般正、负偏差的蒸气压-组成图中蒸气
总压仍然介于两纯组分饱和蒸气压之间，
而另一种情况则不然
§6.5 二组分真实液态混合物的气液平衡相图
• 5.1 真实液态混合物与理想
液态混合物的差别
• 5.2 蒸气压-组成图
• 5.3 压力-组成图
§6.5 二组分真实液态混合物的气-液 液态混合物的差别 • 5.2 蒸气压-组成图
• 5.3 压力-组成图
• 5.4 温度-组成图
恒沸点：沸腾时温度不变
特点—该点气相组成始终等于液相 组成
相律解释—C=S-R-R/=2-0-1=1，F=12+1=0
乙醇-环己烷气液平衡相图的绘制实验报告
环己烷－乙醇双液系气液平衡相图的绘制姓名： 学号： 班级： 同组： 成绩一、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1(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1 二组分真实液态混合物气—液平衡相图（T-x 图）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。
t At AtAt Bt B t Bt / o Ct / o t / o x Bx Bx BABAABB(a)(b)(c)x 'x '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。
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80.7℃，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。
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实验四二组分真实液态混合物的气—液平衡相图的绘制
一、实验目的
1.掌握二组分真实液态混合物的沸点、气液组成的测定方法。
2.掌握阿贝折光仪的使用。
3.绘制环已烷—乙醇体系的沸点—组成图，确定其恒沸点及恒沸组成。
二、实验原理
在恒定压力下，二组分达到气液平衡时，表示溶液的沸点与组成的相图称为沸点—组成图，即t x
—图可分为三类：
—图。
二组分真实液态混合物的t x
(1)溶液的沸点介于两纯组分沸点之间（图4—10（a））。
(2)各组分对拉乌尔定律发生最大正偏差，其溶液有最低恒沸点（图4—10（b））。
(3) 各组分对拉乌尔定律发生最大负偏差，其溶液有最高恒沸点（图4—10（c））。
对(2)、(3)类系统在最低或最高沸点处的气液两相组成相同，加热蒸发的结果只能使气相总量增加，气液两相组成及溶液沸点保持不变，这是的温度称为恒
沸点，相应的组成称为恒沸组成。
为了测定t x
—图，需在气—液两相达到平衡后，同时测
定气相组成、液相组成和溶液的沸点。
本实验采用折光率法
测定系统的组成。
即需测定已配置好的不同组成的溶液的折
光率，然后绘制折光率与组成的标准曲线，即本实验的工作
曲线。
实验采用简单蒸馏瓶，用电热丝直接放入溶液中加热
（如图4—11），以减少过热和暴沸现象。
气相分析是取冷凝
器下端小玻璃球中的冷凝液，液相分析是取蒸馏瓶内的液体。
分析仪器采用阿贝折光仪。
三、仪器和药品
蒸馏瓶一个；温度计一支（50℃~100℃，0.01精度）；阿
贝折光仪一台；长、短滴管各一支；20ml量筒一个；1ml刻
度滴管一支。
环已烷；无水乙醇；20%、40%、60%、80%环已烷—乙
醇混合液；脱脂棉。
四、实验步骤
1.作折光率—组成工作曲线：用阿贝折光仪分别测定环已烷、无水乙醇、20%、40%、60%、80%环已烷—乙醇混合液的折光率，对每个样品测定两次，取平均值，填入表4—1。
绘制组成—折光率关系曲线。
表4—1 折光率—组成数据
使电热丝全部浸入液体中，温度计水银球的一半在液体中，并注意不要与电热丝相接触。
先通冷凝水再通电。
3.调节变压器旋钮（以电热丝不红为限）加热液体，使其沸腾。
当冷凝器中有液体回流，待温度相对稳定时，记下此温度，此为环已烷的沸点温度。
然后，将变压器调至零处，停止加热。
冷却后，用长滴管自冷凝管上端插入冷凝器收集小槽，将全部冷凝液吸出弃去。
4.按记录表中规定的数量，用1ml 刻度滴管取0.5ml 乙醇从支管口加入到蒸馏瓶中形成环已烷—乙醇混合液体，然后调节变压器，使溶液沸腾。
待温度相对稳定时，记下沸点温度，停止加热。
然后用两根不同的滴管分别从冷凝器下方收集小槽中取气相样品和从蒸馏瓶支管口取液相样品，分别测其折光率。
注意测定样品折光率要迅速，以防液体挥发，每次测定折光率后将镜打开，用脱脂棉擦干。
5.按记录表中规定的数量依次重复第4步操作，至第一组溶液测完。
停冷凝水后将蒸馏瓶中液体倒入回收瓶中，勿用水洗，用吹风机吹干。
6.重新安装好仪器，按记录表中第二组规定的数量重复第3、4步的操作至结束。
五、数据记录与处理
1.实验记录
将实验记录填入表4—2
中。
表4—2 溶液沸点、折光率及组成
(1)作折光率—组成关系曲线；
(2)作环已烷—乙醇系统的沸点—组成相图；
(3)由沸点—组成图确定该系统的恒沸点及恒沸组成。
六、思考题
1.每次加入蒸馏瓶中的液体是否需要精确量取？
2.如何判断气—液已达平衡状态？。