最新实验五环己烷-异丙醇双液系平衡相图的绘制数据处理
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。
绘制环己烷_异丙醇体系气液平衡相图的实验研究
绘制环己烷———异丙醇体系气液平衡相图的实验研究Ξ柳若芍 梁 玮(山东教育学院化学系,250013,山东省济南市) 摘 要 就绘制环己烷—异丙醇气液平衡相图实验中出现的问题进行了研究,提出调整混合液浓度的改进方法,实验效果更理想.关键词 双液系 气液平衡 相图分类号 O611.3用回流冷凝法测定完全互溶双液系的气液平衡相图实验中,间歇法所用不同浓度的二组分体系混合液,由于其沸点各不相同、回流冷凝过程中消耗、取样测定时消耗以及有时出现的过热现象等,使配制的混合液在实验数次后各组分浓度发生较大变化,测得实验点产生较大误差,无法制得较准确的相图.为此,有作者提出对“苯———乙醇”双液系混合液浓度进行调整的方法[1].我们通过实验,对环己烷———异丙醇体系的浓度作了调整,不但可使混合液多次利用,避免浪费和污染,还绘制出较准确的相图.1 方法改进在“环己烷———异丙醇气液平衡相图绘制”实验中,二组分体系混合液总质量为m,未调整前混合液中环己烷质量百分含量为x0,根据需要调整后混合液的环己烷质量百分含量为x(x0 <x),调整时需添加环己烷的质量为m x,此时应有x=x0・m+m x m+m x或m x=x-x01-x・m(1)又因为m x=d・V(d为一定温度下环己烷的密度,V为一定温度下环己烷的体积).所以V=m xd=x-x01-x・md(2)第22卷 第4期1996年10月 曲阜师范大学学报Journal of Qufu Normal UniversityVol.22 No.4Oct.1996Ξ 收稿日期:1995—12—11 我们首先配制系列标准浓度混合液,测其折光率,作折光率———浓度工作曲线,再用同样方法测出未调整前每份混合液的折光率,从工作曲线上查出对应的浓度x 0,最后再测出混合液的质量m ,根据公式(2),将x 和d 代入,即可求出需加入环己烷的体积V ,从而将原混合液浓度由x 0调整到x .2 实验验证2.1 测定折光率与浓度关系,做工作曲线配制不同浓度的环己烷———异丙醇溶液,在恒温条件下测折光率,数据列表[2]:表 1浓度0.00%9.95%19.91%29.90%39.90%49.90%59.90%69.90%79.90%89.90%100.00%n1.37511.37981.38401.38981.39221.39751.40151.40581.41201.41681.4240表中浓度为环己烷质量百分比浓度.由表列数据给制折光率—浓度工作曲线.附图 折光率—浓度工作曲线图2.2 测量数据,计算需添加环己烷体积对各未调整前混合液测出其折光率n 0,在工作曲线上查出所对应的浓度x 0,称得各混合液质量m ,根据所需调整后的混合液浓度x L ,计算出需要加入的环己烷体积V ,以上理论设定值与实际测量的折光率n x 和浓度x s 数据列表如下:表中:n 0—未调整前混合液折光率;x 0—在工作曲线上查出折光率为n 0时的浓度;m —未调整前称得混合液质量;x L —根据需要调整后理论设定的混合液浓度;V —根据计算需要添加的环己烷体积;n x —调整后测得混合液折光率;x s —混合液调整后实际测量的浓度.(实验数据见表2)2.3 验证结果取某种环己烷—异丙醇混合液,测得折光率n 0=1.4018,称质量m =34.6304×10-3kg ,在折光率———浓度关系曲线上查得此混合液浓度为x 0=61.0%,如果要将其浓度调整到x =70.0%,则浓度由x 0改变到x 需要加入的环己烷体积应为:V =x -x 01-x ・md(d =0.7801×10-3kgcm -3)计算结果为V =13.32cm 3,即取13.32cm 3环己烷加入到浓度为61.0%的混合液中,901第4期 柳若芍等:绘制环己烷———异丙醇体系气液平衡相图的实验研究 011 曲阜师范大学学报(自然科学版) 1996年则混合液浓度调整到70.0%.由实验测定折光率n x=1.4060,浓度x S=70.1%.相图是我们用以分析解决实际问题的一种重要工具,完全互溶双液系的气液平衡相图更是化学、化工实践中经常运用的相图,因此掌握绘制和应用这类相图的知识显得尤为重要.通过上述方法改进,使绘制相图的实验更简便、准确,经实验验证基本符合要求,绝对误差不超过1%,取得了理想的实验效果.表 2序号m×103/kg n0V/cm3n x x L(%)x s(%)绝对误差120.1548 1.3767 1.40 1.379088.5+0.5231.2692 1.3767 2.18 1.378988.3+0.3340.8313 1.3766 2.84 1.378988.3+0.3122.4672 1.3789 3.60 1.38402020.4+0.4231.9963 1.3799 5.13 1.38412020.4+0.4342.5982 1.3797 6.83 1.38422020.5+0.4126.1352 1.3823 6.22 1.38803029.8-0.2234.6231 1.38218.24 1.38803029.7-0.3346.9651 1.382110.94 1.38793020.6-0.4128.7162 1.3889 4.91 1.39254040.2+0.2237.3456 1.3887 6.38 1.39234040.00348.1657 1.38868.23 1.39224040.00131.0131 1.39169.54 1.39705050.3+0.3240.1476 1.391512.35 1.39715050.4+0.4351.3687 1.391515.81 1.39705050.2+0.2132.4110 1.395313.51 1.40156059.9-0.1242.5218 1.395317.72 1.40126059.6-0.4352.1321 1.395221.72 1.40136059.7-0.3134.6304 1.401813.32 1.40607070.2+0.2245.1048 1.401617.35 1.40597070.1+0.1354.3625 1.401720.91 1.40587070.1+0.1137.7450 1.406521.78 1.41058079.8-0.2248.1518 1.406527.78 1.41048079.7-0.3358.6352 1.406433.83 1.41028079.5-0.5140.7352 1.413815.67 1.41509090.2+0.2251.0657 1.413719.64 1.41489090.1+0.1360.4960 1.413923.27 1.41479090.1+0.1参考文献1 刘生昆等.双液系气———液平衡相图绘制中有关问题的探讨.大学化学,1995,10(5)2 山东大学等校合编1物理化学实验.济南:山东大学出版社,1993.3 北京大学化学系物理化学教研室编.物理化学实验(修订本).北京:北京大学出版社,19854 印永嘉等编,物理化学简明教程.北京:高等教育出版社,1992。
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。
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
实验五环己烷-异丙醇双液系平衡相图的绘制数据处理
环己烷-异丙醇的折光率与质量分数曲线室温：24.5℃大气压值：102.06kpa环己烷折光率：1.4234异丙醇量/cm3环己烷量/cm3沸点t/℃气相冷凝液液相冷凝液n D w（异丙醇）%n D w（异丙醇）%125081.8+(0.65) 1.3749+(0.0032)100 1.3749+(0.0032)100 225180.8+(0.65) 1.3771+(0.0032)95.95431 1.3750+(0.0032)99 325279.2+(0.65) 1.3829+(0.0032)83.95515 1.3761+(0.0032)98.02313 425377.48+(0.65) 1.3848+(0.0032)80.02439 1.3779+(0.0032)96.36807 525476.48+(0.65) 1.3864+(0.0032)76.71428 1.3786+(0.0032)92.85107 625575.65+(0.65) 1.3887+(0.0032)71.95599 1.3782+(0.0032)93.6786 7251071.4+(0.65) 1.3962+(0.0032)56.43984 1.3840+(0.0032)81.67944 80.22579.75+(0.65) 1.4204+(0.0032) 6.37438 1.4213+(0.0032) 4.51244 90.32578.8+(0.65) 1.4192+(0.0032)8.85697 1.4217+(0.0032) 3.68491 100.52577.48+(0.65) 1.4173+(0.0032)12.78772 1.4215+(0.0032) 4.09868 1112574.08+(0.65) 1.4103+(0.0032)27.26947 1.4218+(0.0032) 3.47803 1242570.3+(0.65) 1.4037+(0.0032)40.92368 1.4138+(0.0032)22.09742 1352570.02+(0.65) 1.4046+(0.0032)39.06174 1.4142+(0.0032)18.99419环己烷标准折光率：1.4266折射校正值：+0.0032异丙醇的标准沸点：82.45℃温度校正值：+0.651 / 2实验分析：在这个实验中，控制好回流高度和读准折光率是关键。
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。
双液体系气—液平衡相图的绘制
双液体系⽓—液平衡相图的绘制乐⼭师范学院学⽣实验报告实验课程名称：物理化学实验⽇期：年⽉⽇姓名学号同组⼈班级系（院）专业级班指导教师（实验技术⼈员）室温⽓压湿度实验成绩⼀、实验项⽬名称：双液体系⽓—液平衡相图的绘制⼆、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. 掌握回流冷凝法测定溶液沸点的⽅法。
3.掌握阿贝折射仪的使⽤⽅法。
三、实验主要仪器设备、器材、药品、软件等仪器：沸点仪、调压变压器、阿贝尔折射仪、温度计、量筒、移液管、胶头滴管。
药品：环⼰烷（分析纯）、异丙醇（分析纯）软件：EXCEL四、实验原理。
常温下，两种液态物质相互混合⽽形成的系统，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。
对于双液系⽽⾔，其沸点不仅与外压有关，⽽且与双液系的组成有关。
本实验采⽤冷凝回流法来使系统温度恒定不变。
其⽅法是：待两相平衡后，取出两相样品，分析其组分，这样就给出在该温度下平衡⽓——液两相组成的⼀对坐标点。
改变系统的组成，再如上法找出坐标。
这样测得若⼲点后，分别将⽓相点和液相点连成⽓相线和液相线，即可得到环⼰烷和丙醇双液系的沸点组成图。
可以按如图⽰来安装装置：平衡的⽓—液两相组成的分析是采⽤折射率法。
折射率是物质的⼀个特征数值，溶液的折射率与其组成有关。
若在⼀定的温度下，测得⼀系列的已知浓度的折射率，做出该温度下的溶液的折射率组成⼯作曲线，就可以通过测得同温度下未知浓度溶液的折射率，从⼯作曲线上得到这种溶液的浓度，此外，物质的折射率还与温度有关。
⼤多数液态有机物折射率的温度系数为4 X 10-4K -1。
因此，若需要折射率测准到⼩数点后第4位，所测温度应控制在指定值的+_0.2范围内。
五、实验内容、步骤。
1.测定环⼰烷、异丙醇及标准溶液的折射率溶液的配制：⽤移液管依次取环⼰烷2.00、4.00、6.00、8.00 ml 于⼲燥的烧杯中，再依次取异丙醇8.00、6.00、4.00、2.00ml 于相应的烧杯中。
异丙醇—环己烷双液系相图
实验四异丙醇—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．基本原理：根据相律： f + = c + 2 ，对二组分体系： f = 4 - ，f max = 3 (T，P，x)。
对于二组分体系，常常保持一个变量为常量，而得到立体图形的平面截面图。
这种平面图可以有三种：p-x图，T-x图，T-p图。
常用的是前两种。
在平面图上，f*=3-，f*max=2，同时共存的相数max=3。
单组分的液体在一定外压下，它的沸点是一定值，把两种完全互溶的挥发性液体（组分A和B）互相混合后，在某一定温度下，平衡共存的气液两相的组成，通常并不相同，因此如果在恒压下将溶液蒸馏，测定馏出物（气相）和蒸馏液（液相）的折射率，就能找出平衡时气液两相的成分，并绘出沸点—组成（T—x）图线，在常温下，两种液态物质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。
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）溶液沸点介于两纯组分沸点之间（如图1），（2）溶液存在最低沸点（图2）和（3）溶液存在最高沸点（图3）。
（2）、（3）被称为具有恒沸点的双液系，即体系处于恒沸点时气、液两相的组成相同，其相应的溶液称为恒沸点混合物。
此时对恒沸点混合物进行蒸馏，所得气相与液相组成相同，因此我们不能用普通蒸馏方法获得任一纯组分。
异丙醇—环己烷双液系属于具有最低恒沸点一类的体系。
T—x图在进行蒸馏或分馏时是必不可少的，而分馏在提纯溶剂和石油工业中也得到广泛应用，所以这种图是具有很大的实用价值的。
本实验的目的就是要绘制异丙醇—环己烷的T—x图并找出恒沸点混合物的组成。
1．沸点—组成图的绘制为了绘制沸点—组成图，可采取不同的方法。
在本实验中，我们采用的是一种物理方法—通过折射率的测定，来间接的获取溶液组成，它具有简捷、准确的特点。
完全互溶双液系的平衡相图
实验五完全互溶双液系的平衡相图一、实验目的1.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。
2.学会阿贝折射仪的使用。
二、预习要求1.了解绘制双液系相图的基本原理和方法。
2.了解本实验中有哪些注意事项。
3.熟悉阿贝折射仪的使用。
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。
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X B(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。
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。
四、仪器药品1.仪器沸点仪1套; 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。
图1完全互溶双液系的图2完全互溶双液系的另一种类型相图一种蒸馏相图2.药品环己烷; 异丙醇。
实验五 挥发性双液系T
实验五挥发性双液系T～X图的绘制1.实验目的及要求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(环己烷～异丙醇的T～X 图)。
并找出恒沸点混合物的组成及恒沸点的温度。
2）了解阿贝折光仪的构造原理，熟悉掌握阿贝折光仪的使用。
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。
因此结果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，就能找出平衡时气、液两相的成分并绘出T～X图。
完全互溶的双液系T～x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A、B两纯物质沸点之间如图1(a)所示，如苯～甲苯体系。
②实际溶液由于A、B两组分相互影响，常与拉乌尔定律有较大负偏差，在T～x图上出现最高点，如图1(b)所示，如盐酸～水体系；丙酮～氯仿体系等。
③A、B两组分混合后与拉乌尔定律有较大的正偏差，在丁～X图上出现最低点如图1(c)所示，如水～乙醇、苯～乙醇等体系。
②③类溶液在最高点或最低点时气～液两相组成相同，这些点称为恒沸点，其相应的溶液称为恒沸点混合物，恒沸点混合物靠蒸馏无法改其组成。
，平衡时气～液两相组成的分析，使用折射仪测定，因为溶液的折射率与组成有关。
图1 完全互溶双液系的T～X图本实验选择一个具有最低恒沸点的环己烷-异丙醇体系。
在101325pa下测定一系列不同组成的混合溶液的沸点及在沸点时呈平衡的气液两相的组成，绘制T～X图，并从相图中确定恒沸点的温度和组成。
相图中确定恒沸点的温度和组成。
测定沸点的装置叫沸点测定仪(图2)。
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。
电流通过浸入溶液中的电阻丝。
这样可以减少溶液沸腾时的过热现象，防止暴沸。
测定时，温度传感器要插在液面下，准确测出平衡温度。
溶液组成分析：由于环己烷和异丙醇的折光率相差较大，而折光率的测定又只需少量样品，所以，可用折光率一组成工作曲线来测得平衡体系的两相组成。
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。
双液系气液平衡相图的绘制
五、 实验结果讨论 1.对于二组分，自由度f=2-Φ+2（T,P）, Φ=1,f=3（T,P,X B ）,为三维相图，不便于作图。 若固定P,则f*=3-Φ, Φ=1 时f=2(T,X B )，即可得到T-X平面图。相当于立体图在一个平面 上的投影。 由所得相图可看到气相线、 液相线。 它们将相图分为三个部分， 气相区 （气 相线上方） 、液相区（液相线下方） 、气液共存区（区域Ⅰ和Ⅱ） 。同一温度下，区域 Ⅰ中B组分的气相组成总是大于液相组成，区域Ⅱ中液相组成大于气相组成。蒸气中 富集的总是能降低溶液沸点的组分。沿着直线 1 降温： ① AB 段为混合蒸气，Φ=1，f=2，温度与组成可在此区域自由变化 ② B 点开始出现液相，开始进入 BC 段气液共存区，Φ=2，f=1,温度与组成只 有一个可自由变化 ③ 到 C 点气相消失，继续降温，进入液相区，Φ=1，f=2,温度与组成可在此区 域自由变化。 图中存在一个最低共沸点M(42.05,69.6)。在M处，自由度f=0,即T,X B 均不能任意改变。 此处气液相组成相同，共沸点温度t=69.6℃，x B =y B =42.05%。若由过M点的直线 2 降 温，则系统由气相区，经过共沸点直接进入液相区。 2.最低共沸点的出现，是由于对 Raoult 定律产生正偏差造成的(体系的总蒸气压和蒸气 分压的实验值均大于拉乌尔定律 P=P*x 的计算值)。产生偏差的可能原因很多，分子 环境发生变化，使得 分子间作用力改变而引起挥发性的改变。当同类分子间引力大于 异类分子间引力时，混合后作用力降低，挥发性增强，产生正偏差。若混合后分子发 生缔合或解离现象引起挥发性改变。若离解度增加或缔合度减少，蒸气压增大，产生
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双液系气液平衡相图实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除双液系气液平衡相图实验报告篇一：双液系气—液平衡相图绘制实验报告双液系气—液平衡相图绘制实验目的：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。
实验原理：液体的沸点是液体饱和蒸气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。
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。
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.当温度一定时，则气液两相的组成也随之而定。
当气液两相的相对量一定，则体系的温度也随之而定。
沸点测定仪就是根据这一原理设计的，它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。
）改变体系总成分，再如上法找出另一对坐标点。
这样得若干对坐标点后，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。
仪器与试剂：沸点仪一套调压变压器一台阿贝折射计一台超级恒温槽1/10温度计（50~100℃）一支1/10温度计（0~50℃）一支小烧杯一个小试管（5ml带软木塞）（若干）吸管2支红外线干燥箱（风筒）一台搽镜纸乙酸乙酯（AR）无水乙醇（AR）不同配比的乙醇—乙酸乙酯混合液丙酮(c、p)重蒸水实验步骤：（1）、乙醇—乙酸乙酯溶液的折射率组成工作曲线的测绘①折射率—体积分数工作曲线。
实验五 挥发性双液系T
实验五挥发性双液系T～X图的绘制1.实验目的及要求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(环己烷～异丙醇的T～X 图)。
并找出恒沸点混合物的组成及恒沸点的温度。
2）了解阿贝折光仪的构造原理，熟悉掌握阿贝折光仪的使用。
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。
因此结果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，就能找出平衡时气、液两相的成分并绘出T～X图。
完全互溶的双液系T～x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A、B两纯物质沸点之间如图1(a)所示，如苯～甲苯体系。
②实际溶液由于A、B两组分相互影响，常与拉乌尔定律有较大负偏差，在T～x图上出现最高点，如图1(b)所示，如盐酸～水体系；丙酮～氯仿体系等。
③A、B两组分混合后与拉乌尔定律有较大的正偏差，在丁～X图上出现最低点如图1(c)所示，如水～乙醇、苯～乙醇等体系。
②③类溶液在最高点或最低点时气～液两相组成相同，这些点称为恒沸点，其相应的溶液称为恒沸点混合物，恒沸点混合物靠蒸馏无法改其组成。
，平衡时气～液两相组成的分析，使用折射仪测定，因为溶液的折射率与组成有关。
图1 完全互溶双液系的T～X图本实验选择一个具有最低恒沸点的环己烷-异丙醇体系。
在101325pa下测定一系列不同组成的混合溶液的沸点及在沸点时呈平衡的气液两相的组成，绘制T～X图，并从相图中确定恒沸点的温度和组成。
相图中确定恒沸点的温度和组成。
测定沸点的装置叫沸点测定仪(图2)。
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。
电流通过浸入溶液中的电阻丝。
这样可以减少溶液沸腾时的过热现象，防止暴沸。
测定时，温度传感器要插在液面下，准确测出平衡温度。
溶液组成分析：由于环己烷和异丙醇的折光率相差较大，而折光率的测定又只需少量样品，所以，可用折光率一组成工作曲线来测得平衡体系的两相组成。
异丙醇环己烷双液系相图实验报告
异丙醇环己烷双液系相图实验报告实验目的：本实验旨在通过观察和分析异丙醇和环己烷双液系的相图，探究其相互溶解性和相变规律，为相关领域的研究提供实验数据和理论依据。
实验原理：相图是描述不同组分混合物在不同温度和压力下的相态变化规律的图表。
在本实验中，我们将异丙醇和环己烷两种液体混合，通过改变温度和浓度来观察它们的相变行为。
实验步骤：1. 准备实验所需的异丙醇和环己烷两种液体，保证其纯度和浓度。
2. 在实验室设备中，将异丙醇和环己烷按照一定比例混合，制备不同浓度的双液溶液。
3. 将制备好的双液溶液倒入实验容器中，并记录初始温度。
4. 缓慢升温，同时观察双液溶液的相变情况。
在每个温度点停留一段时间，直到相变达到平衡。
5. 记录每个温度下的相变情况，包括溶液的浑浊度、透明度、颜色等。
实验结果：通过实验观察和记录，我们得到了异丙醇和环己烷双液系的相图。
在低温下，异丙醇和环己烷两种液体是不相溶的，形成两个分散相；随着温度的升高，两种液体逐渐相互溶解，形成透明的单相溶液。
在一定温度范围内，双液溶液呈现出不同的浑浊度和颜色变化，这是由于溶液中两种液体的浓度变化引起的。
讨论与分析：通过对异丙醇和环己烷双液系相图的实验观察和分析，我们可以得到一些结论和启示。
首先，相图的形状和特征可以反映出两种液体的相互作用力和溶解性。
在本实验中，由于异丙醇和环己烷的化学性质和分子结构不同，它们之间的相互作用力较弱，因此在低温下不相溶。
随着温度的升高，两种液体的相互作用力增强，使得它们能够相互溶解。
其次，相图可以帮助我们确定混合物的最佳配比和工艺条件。
在实际应用中，我们常常需要将不同组分的液体混合，以获得特定性质和功能的溶液。
通过研究相图，我们可以确定最佳的配比和工艺条件，以提高产品的质量和效率。
最后，相图还可以为相关领域的研究提供理论依据和实验数据。
在化学工程、材料科学等领域，相图是研究和设计新材料、新工艺的重要工具。
通过实验观察和分析相图，我们可以了解混合物的相变规律和性质变化，为相关领域的研究提供理论指导和实验数据支持。
实验五 双液系气液平衡相图
实验五双液系气液平衡相图一、实验目的1. 绘制在p0下环已烷—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. 掌握回流冷凝法测定双组分液体的沸点及正常沸点的方法；3. 了解阿贝折光仪的构造原理，熟悉掌握用折光率确定二元液体组成的方法。
二、实验原理1、气—液相图图根据相律f=C-Φ+2，对于一个气—液共存的二组分体系，其自由度f=2，若再确定一个变量，整个体系的存在状态就可以用二维图形来描述。
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—液相图。
压力不同时，双液系的相图将略有差异。
本实验要求将外压校正到kPa。
完全互溶双液系恒定压力下的沸点－组成图可以分成三类：⑴溶液沸点介于两纯组分沸点之间(图5.1)；⑵溶液存在最低沸点(图5.2)；⑶溶液存在最高沸点(图5.3)。
t/ ℃ p=常数 t/ ℃ p=常数 t/ ℃ p=常数g g gl l lA x B→B A x B→ B A x B→ B图5.1 图5.2 图5.3 图5.2、图5.3有时被称为具有恒沸点的双液系。
和图5.1根本的区别在于，系统处于恒沸点时气、液两相的组成相同。
因而不能象第一类那样通过反复蒸馏而使两种组分完全分离。
如果进行简单的反复蒸馏只能得到某一纯组分和组成为恒沸点相应组成的混合物。
如果要获得两纯组分需要采用其它的方法。
系统的最高或最低恒沸点即为恒沸温度，恒沸温度对应的组成为恒沸组成。
异丙醇－环己烷双液系属于具有最低恒沸点一类的系统。
2、沸点测定仪本实验所用沸点仪如图5.4所示的。
本实验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、液相组成沸点图5.4沸点仪精密温度计；2.磨口塞；3.电加热丝；4.冷凝管；5.气相凝聚液。
数据可直接由温度计获得，气、液相组成可通过测定其折光率，然后由组成－折光率曲线中最后确定。
三、仪器试剂沸点仪1套；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；异丙醇（分析纯）；环已烷（分析纯）。
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。
双液系气液平衡相图的测定-文档资料
4. 如何判定气-液相已达平衡？
谢谢！
4 3
2 1
5
图 沸点仪
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
6支管
7
7 小玻管
8
8 电热丝
3. 测定沸点 将一配制好的样品注入沸点仪中，
液体量应盖过加热丝，处在温度计水银 球的中部。旋开冷凝水，接通电源，调 节变压器电压，使电流表指示约为 1 A， 否则会烧断加热丝。当液体沸腾、温度 稳定后（一般在沸腾后 10～15 分钟可 达平衡），记下沸腾温度及环境温度。
X B(l)
B
XB
具有这种类型相图的双液系可以用普通 蒸馏的方法使两液体分离
T/K T/K
l
v
v
l
A
BA
这两种相图的特点是出现极小值或极大值， 因此就不能用普通蒸馏的方法将 A 和 B 完全 分开。相图中出现极值的那一点的温度称为 恒沸点。
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。 虽然沸点的定义简单明确，沸点的测定则 颇不容易，原因在于沸腾时常易发生过热 现象，而在气相中又易出现分馏效应。实 际所用沸点仪的种类很多，但基本设计思 想均不外乎防止过热现象与分馏效应等主 要引起误差的因素发生作用。
大学化学实验
基础化学实验II
双液系气液平衡相 图的测定
实验目的
1.用沸点仪测定标准压力下环已烷-异 丙醇双液系的气液平衡相图。绘制温度组成图，并找出恒沸混合物的组成及恒沸 点的温度。
2.了解用沸点仪测量液体沸点的方法。
3.了解阿贝折光仪的测量原理和使用方 法。
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。
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实验五环己烷-异丙醇双液系平衡相图的绘
制数据处理
环己烷-异丙醇的折光率与质量分数曲线
室温：24.5℃
大气压值：102.06kpa
异丙醇量/cm3环己烷
量/cm3沸点t/℃气相冷凝液液相冷凝液
n D w（异丙醇）%n D w（异丙醇）%
125081.8+(0.65) 1.3749+(0.0032)100 1.3749+(0.0032)100 225180.8+(0.65) 1.3771+(0.0032)95.95431 1.3750+(0.0032)99 325279.2+(0.65) 1.3829+(0.0032)83.95515 1.3761+(0.0032)98.02313 425377.48+(0.65) 1.3848+(0.0032)80.02439 1.3779+(0.0032)96.36807 525476.48+(0.65) 1.3864+(0.0032)76.71428 1.3786+(0.0032)92.85107 625575.65+(0.65) 1.3887+(0.0032)71.95599 1.3782+(0.0032)93.6786 7251071.4+(0.65) 1.3962+(0.0032)56.43984 1.3840+(0.0032)81.67944 80.22579.75+(0.65) 1.4204+(0.0032) 6.37438 1.4213+(0.0032) 4.51244 90.32578.8+(0.65) 1.4192+(0.0032)8.85697 1.4217+(0.0032) 3.68491 100.52577.48+(0.65) 1.4173+(0.0032)12.78772 1.4215+(0.0032) 4.09868 1112574.08+(0.65) 1.4103+(0.0032)27.26947 1.4218+(0.0032) 3.47803 1242570.3+(0.65) 1.4037+(0.0032)40.92368 1.4138+(0.0032)22.09742 1352570.02+(0.65) 1.4046+(0.0032)39.06174 1.4142+(0.0032)18.99419
环己烷标准折光率：1.4266折射校正值：+0.0032
异丙醇的标准沸点：82.45℃温度校正值：+0.65
实验分析：
在这个实验中，控制好回流高度和读准折光率是关键。
回流高度通过电压的大小与冷凝水的大小来调节，折光仪通过标准液来校正，在读取数据时要迅速，避免液体的挥发。
最初在小凹槽内的回流液并不能代表平衡时气相的组成，需要将冷凝液倾回2~3次后，待温度稳定冷却后方可吸液读数。