实验四二组分系统气液平衡温度—组成图的绘制

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第6章二组分液态部分互溶系统及完全不互溶系统气液平衡相图

c 界会溶点。对应于C点的温度tc，
C L1’
称为高临界溶解温度或高会溶
富水
温度。
l
L2’
富酚
温度高于高会溶温度，液体水与液体苯酚可完全互溶，温度低于高会溶温度，两液体只能部分互溶。
l1+ l2
0M A (水)
N 100
wB /%
B(苯酚)
t
p=const.
e
加热
l1+ l2
g
冷却
的相变化，温度和三相组成均不变，但三相的数量却在改变，改变量之间的关系符合杠杆规则。
二组分系统三相平衡的杠杆规则:
设A、B二组分系统成α，β， γ 三相平衡时，三个相的组成分别为xB(α)、xB(β)、xB(γ) ，且 xB(γ) 介于xB(α)和xB(β)之间。如图：
又为另一液层的饱和蒸汽压。即气相与两个液
L2
相均平衡，而这两个液相相互平衡。
根据这三相组成的关系,可将部分互溶系统气-液平衡的温度 - 组成图分为两类：
3.部分互溶系统的温度 - 组成图
(1)气相组成介于两液相组成之间的系统
t
P
92
L1 0M A
p=101.325kPa
Q
G L2
wB/%
N 100 B
对照相图理解三相平衡的杠杆规则
Δn(α) xB ( β ) xB (γ ) Δn( β ) xB (γ ) xB (α)
Δn(α) α
Δn(β) γβ
0 xB(α） xB(γ) xB (β) 1
A
B
Δn(α) [xB (γ ) xB (α)] Δn( β ) [xB ( β ) xB (γ )]
P

华师物化实验报告双液系气-液平衡相图的绘制

华南师范大学实验报告学生姓名学号专业年级、班级课程名称实验项目双液系气-液平衡相图的绘制实验类型 □验证 □设计 ■综合实验时间年月日实验指导老师实验评分一、实验目的1. 掌握回流冷凝法测定溶液沸点的方法。

2. 绘制异乙醇－乙酸乙酯双液系的沸点—组成图，确定其恒沸组成及恒沸温度。

3. 了解阿贝折射仪的构造原理，掌握阿贝折射计的原理及使用方法。

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。

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-φ ，f *max =2，同时共存的相数φmax =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）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：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：混合物存在着最低沸点，如正丙醇—水体系，如图1(c)所示。

t At At At Bt B t Bt / o t / o t / o Cx Bx Bx BABAABB(a)(b)(c)x 'x '对于后两种情况，为具有恒沸点的双液系相图。

ch6.3二组分理想液态混合物的气液平衡相图

二组分系统的相律分析
•根据相律 F = C - P + 2 = 4 - P
•F最大= 3 即最多可以有三个独立变量，这三个变量通常是T，p 和组成 x
•P最大= 4 即最多可以四相平衡共存
•通常研究方法 •固定一个变量，用二维坐标描述使图形简单易用。 ( )T ( )P ( )x
两个纯液体可按任意比例互溶，每个组分都服从拉乌尔定律，这样组成了理想的完全互溶双液系，或称为理想的液体混合物
pB pB xB
* pB
p
* A
pA pA (1 xB )
A
xB
B
∵T=常数，且系统达到气液平衡时，自由度数F= 1，表明压力和组成中只有一个为变量，若选液相组成xB 为独立变量，即 p = f(xB)，且yB = f(xB)
(2) p-x-y图
这是 p-x 图的一种，把液相组成 x 和气相组成 y 画在同一张图上。 • yA 和 yB的求法如下：
G1
tB pB p* a B ( t ) xB yB p 101.325kPa l * * 若已知t温度下的 pA (t )和pB (t ) A x B B 求得(t, xB , yB ) 以此类推可获得不同温度下的气液相组成，进而画出气相点和液相点
(2)T-x图分析
在T-x图上，气相线在上，液相线在下，上面是气相区，下面是液相区，梭形区是气-液两相区。 •两条线 F=1 •三个区域单相区 F=2 ；气-液平衡区 F=1。 •两端点 F=0
(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

实验四二组分固-液平衡相图的测绘

实验四二组分固-液平衡相图的测绘一、实验目的1. 掌握热分析法测绘Sn-Bi二组分固-液平衡相图的原理和方法。

2. 学会JX-3DA型金属相图测试仪的使用方法。

二、实验原理测绘二组分固-液平衡相图常用的实验方法是热分析法，其原理是将一种金属或合金熔融后，使之均匀冷却，每隔一定时间记录一次温度，表示温度与时间关系的曲线叫步冷曲线。

当熔融体系在均匀冷却过程中无相变化时，其温度将连续均匀下降得到一光滑的冷却曲线; 当体系内发生相变时，则因体系产生的凝固热与自然冷却时体系放出的热量相抵偿，冷却曲线就会出现转折或水平线段，转折点或水平线段所对应的温度，即为该组成合金的相变温度。

利用冷却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，把这些点连接起来，就可绘出相图。

二元简单低共熔体系的冷却曲线具有下图所示的形状。

用热分析法测绘相图时，被测体系必须时时处于或接近相平衡状态，因此必须保证冷却速度足够慢才能得到较好的效果（常用调压变压器或设置一定的保温功率控制电炉的冷却速度为6-8℃/min，因为小心控制冷却速度是实验成败的关键）。

此外，在冷却过程中，一个新的固相出现以前，常常发生过冷现象，轻微过冷则有利于测量相变温度;但严重过冷现象，却会使折点发生起伏，使相变温度的确定产生困难。

遇此情况，可延长dc线与ab线相交，交点e即为转折点温度。

三、仪器药品JX-3DA型金属相图测试仪1套；天平。

Sn(化学纯)；Bi(化学纯)；石墨粉；硅油四、实验步骤1. 样品配制用感量0.1g台称分别配制含铋0%，10%、30%、58%、70%、80%、90%和100%的铋锡混合物各100g分别置于对应的坩埚中，并在样品上方各覆盖一层石墨粉。

插入对应编号的热电偶（为改善导热性能应在热电偶套管内加些硅油）。

2. 测绘步冷曲线图3 JX-3DA型金属相图测试仪(1)按图3连接好各部件。

打开电源开关，预热10min。

二组分溶液沸点一组成图的绘制

二组分溶液沸点一组成图的绘制一内容提要本实验采用回流冷凝法测定不同浓度的环己烷-乙醇溶液的沸点和气液两相的平衡浓度，绘制沸点—组成图，并从图上确定体系的最低恒沸物及其相应的组成。

二目的要求1.掌握沸点一组成图的绘制方法。

2.掌握阿贝折光仪及超级恒温槽的使用方法。

三实验关键1．在测定工作曲线步骤中，配制液体时要求使用移液管准确移液，从而保证绘制工作曲线的准确性。

每种浓度样品其沸腾状态应尽量一致，即以气泡“连续”、“均匀”冒出为好，不要过于激烈也不要过于缓慢。

2.由于液体的折射率受温度影响很大，折射仪采和用温槽恒温，恒温水在回路中要保持循环畅通。

用阿贝折光仪测液体折射率时，用滴管滴数滴液体于棱镜上，待整个镜面浸润后再进行观察。

3.蒸馏瓶中电热丝一定要被溶液浸没后方能通电加热，否则电热丝易烧断或燃烧着火。

四预备知识1．杠杆原则．当组成以物质的量分数(x)表示时，两相的物质的量反比于系统点的两个相点线段的长度。

2．在恒定压力下，实验测定一系列不同组成液体的沸腾温度及平衡时气液两相的组成，即可绘出该压力下的温度-组成图。

最大正偏差系统的温度-组成图上出现最低点，在此点气相线和液相线相切，由于对应于此点组成的液相在指定压力下沸腾时产生气相与液相组成相同，故沸腾时温度恒定，且这一温度又是液态混合物的最低温度，故称之为最低恒沸点，与此类似，最大负偏差系统的温度—组成图上出现最高点，即为最高恒沸点。

恒沸混合的组成取决于压力，压力一定，恒沸混合物的组成一定；压力改变，恒沸混合物的组成改变，甚至恒沸点可以消失，这证明恒沸混合物不是一种化合物。

五实验原理在恒压下完全互溶的二组分溶液体系的沸点一组成图可分三类：1.理想的二组分溶液，其沸点介于两组分沸点之间，如苯-甲醇体系。

2.对拉乌尔定律发生负偏差的溶液，其溶液有最高恒沸点，如丙酮—氯仿、硝酸—水体系。

3．对拉乌尔定律发生正偏差的溶液，其溶液有最低恒沸点，如苯—乙醇、乙醇—水体系。

6-2二组分系统理想液态混合物的气—液平衡相图

二组分系统液态互溶情况：
（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

物理化学课件二组分相图相图解读

2
压力-组成图(p~ xB图)
设组分A和B形成理想液态混合物(见图). 气-液平衡时蒸气总压p与液相组成xB的关系: 在温度T下两相平衡时, 由拉乌尔定律
* * xB pA pA xA , pB pB
T一定
g p y A yB pA pB xA xB l
•理想液态混合物的气 - 液平衡
A和B均满足 pB = p*B xB
t 一定 p
p
l (A+B) M
* B
nGxG + nLxL = (nG + nL) xM 得
L 总 nG n n B B B
L
G
nL xG xM MG 推导 nG xM xL LM
B 既是系统点又是相点
A
xL xM xG nL nM nG
xB
7
• 实际混合物中苯(B)和甲苯(A)双液系的性质接近理想混合物, 在79.7 ℃下实测压力-组成数据如下:
液相组成 xB 0 0.1161 0.2271 0.3383 0.4532 0.5451 0.6344 0.7327 0.8243 0.9189 0.9565 1.000
8
相点
系统点
液相线
• 点, 线, 区的含义及各状态下自由度数; • 会读系统总组成 g p 与相组成 ; yA yB pA pB 气相线 xA xB 相点 l
T一定
结线 •理想液态混合物的气 - 液平衡
蒸气压组成相图 A和B均满足 pB = p*B xB
9
2. 温度-组成图(T~ xB图)
在恒压下表示二组分系统气-液平衡时的温度和
组成的关系. 根据实验数据可以作出T~x图(包括气相线和液相线）. 例如：苯~甲苯的T~x图如下：

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。

物理化学课件二组分相图相图

* A A
气相线（p~y图）将气相线与液相线画在同一张图上得：
6
系统点
p
相点
t 一定
l (A+B) M
L
G
• 系统点: 表示系统总状态 p (总组成)的点(例如M点); 结线 • 相点:表示各个相的状态的点( 只有一个相时,系统点就是相点) (例如L、G点).
* B
* pA
g (A+B)
• 结线: 两个平衡相点的连结线。相点
0.18 l A+B)
气相线
g(A+B)
0.12
0.06 g (A+B) 0.2 0.4 xB 0.6 0.8 1.0 B
p
* A
0.0 A
•H2O(A) - C3H6O (B)系统的压力-组成图
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具有最大正偏差系统的压力-组成图液相线和气相线在最高点处相切
1. 0 60 50
t =35 ℃
l L G
* f AB < f AA * f AB < f BB
•若纯组分有缔合作用, 在形成混合物后发生离解, 因分子数增多而产生正偏差.
•混合时常有吸热及体积增大现象. 关于负偏差: •若两组分分子间的吸引力大于各纯组分分子间吸引力, 形成混合物后, 分子就较难逸出液面而产生负偏差. * * f AB > f AA f AB > f BB
•若形成混合物后分子发生缔合, 因分子数减少而产生负偏差.
•混合时常有放热及体积缩小现象.
19
②. 压力-组成图
一般正偏差和一般负偏差系统的压力-组成图与理想系统的主要差别是液相线不是直线. 如: 统. 水和丙酮系

二组分系统气液平衡相图的绘制(含数据)

二组分系统气液平衡相图的绘制一实验目的1.确定不同组成的环己烷——乙醇溶液的沸点及气、液两相的平衡浓度，由此绘制其沸点组成图。

2.掌握阿贝折射仪的原理及使用方法。

二实验原理本实验用回流冷凝法测定不同浓度的环己烷——乙醇溶液的沸点和气、液两相的组成，从而绘制T----x图。

下图为环己烷——乙醇的沸点组成图的大致形状，ADC和BEC为气相线，AD´C和BE´C 为液相线。

体系总组成为x的溶液开始沸腾时，气象组成为y ，继续蒸馏，气相量增加，液相量减少（总量不变），溶液温度上升，回流作用，控制了两相的量一定，沸点一定。

此时，气相组成为y´，与其平衡的液相组成为x´，体系的平衡沸点为t沸，此时气液两相服从杠杆原理。

当压力一定时，对两相共存区进行相律分析：独立组分K=2，相数P=2，则自由度f=K－P＋1=2－2＋1=1即有，体系温度一定，则气液两相成分确定。

总量一定时，亮相的量也一定。

在一实验装置中，控制气液两相的相对量一定，使体系温度一定，则气液组成一定。

用精密温度计可以测出平衡温度，取出气液两相样品测定其折射率可以求出其组成。

折射率和组成有一一对应关系，可以通过测定仪系列已知组成的样品折射率，绘出工作曲线。

测出样品就可以从工作曲线上找到未知样品的组成。

三仪器与药品仪器：阿贝折射仪、超级恒温槽、蒸馏瓶、调压变压器、1/10℃刻度温度计、25ml移液管一支、5ml、10ml移液管各两支、锥形瓶四个、滴管若干支药品：环己烷、乙醇、丙酮四实验步骤1.工作曲线的测定把超级恒温槽调至25℃，连接好恒温槽与阿贝折射仪，使恒温水流经折射仪。

准确配制下列溶液，测定纯环己烷，乙醇和下列溶液的折射率，并测定溶液温度。

环己烷 1 2 3 4ml乙醇 4 3 2 1ml2.测定环己烷的沸点按图装好仪器，调压变压器调至最小，将25ml苯加入蒸馏瓶，打开冷凝水，接通电源，缓慢增加电压，加压至12～16V，加压至液体沸腾使，记下温度稳定值。

二组分溶液沸点—组成图的绘制

学号：21成绩：基础物理化学实验报告实验名称：二组分溶液沸点—组成图的绘制应用化学二班级3 组号实验人姓名：xx同组人姓名：xx指导老师：周崇松实验日期：2013.9湘南学院化学与生命科学系一．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。

根据相律：F=C-P+2，一个气液共存的二组分体系，其自由度为2，只需再任意确定一个变量，其自由度就减为1，整个体系的存在状态就可以用二维图来描述。

本实验中采用在一定压力下，作出体系的温度T 和组分x 的关系图，即T-x 图。

完全互溶体系的T-x 图可分为三类：①液体与Raoult 定律的偏差不大，在T-x 图上，溶液的沸点介于两种纯液体的沸点之间（图1.a ），如苯-甲苯系统；②由于两组分的相互作用，溶液与Raoult 定律有较大的负偏差，在T-x 图上存在最高沸点（图1.c ），如卤化氢-水系统；③ 溶液与Raoult 定律有较大的正偏差，在T-x 图上存在最低沸点（图1.b ），如乙醇-水系统。

②和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，相应的温度称为恒沸温度，相应的组成称为恒沸组成。

本实验所要测绘的环己烷-乙醇体系即属于第二类溶液。

对于一个组成恒定的封闭系统，当系统达到气液平衡温度时，气液两相的组成和温度恒定不变，以此便能得到该温度下的平衡气-液两相组成的一对坐标。

依次改变系统的组成就能得到一系列的平衡气-液两相组成坐标点，用光滑曲线连接即成相图。

实验所用的沸点仪结构如图2，冷凝管底部的小球用以收集冷凝下来的气相样品。

电热丝直接浸入溶液中加热可避免暴沸现象，温度计外的小玻璃罩有利于降低周围环境可能造成的温度计读数波动。

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。

二组分完全互溶系统的气液平衡相图

二组分完全互溶系统的气——液平衡相图周韬摘要：测定了乙醇--环己烷完全互溶系统的气--液平衡相图。

在相图上，以环己烷占互溶系统的摩尔含量作为横坐标，以混合物的沸点为纵坐标，分别从分析纯的乙醇出发和分析纯的环己烷出发，制作出完整的混合溶液相图。

实验中通过控制压力相等的条件测定相图需要的各项数据，混合物溶液各组分的含量利用折光率不同来确定。

实验结果与理论值能够很好的符合。

关键词：相律；折射率；沸点。

1 前言许新华，王晓岗，刘梅川等人的“双液系气液平衡相图实验的新方法研究”①中讨论了自制工作曲线和引用文献数据的优良，由于实验环境等因素的影响，文献值之间也会有差别，所以文献数据并不能很好地反映真实情况，而自制工作曲线由于溶液配制时会挥发，准确浓度的溶液配制又有难度。

另一方面气相测折光率确定组分是，由于气相冷凝液非常少，难以进行平行测定，偶然误差比较大。

他们在文献中提到的解决办法是，用气相色谱法是进行微量样品分析。

借鉴气相色谱实验定量配制混合样品的方法，比较精确地配制出乙醇－环己烷标准组成溶液。

对最后得出的实验数据用Origin 处理得到如下的工作曲线（图1）：进行实验时，由于器材和时间的限制，我们采用直接引用文献数据和测定折光率的方式。

最后的数据进行温度校正之后作图，得到的工作曲线依然可以很好地和文献相吻合。

2实验部分 2.1原理两种液态物质若能以任意比例混合，则称为二组分完全互溶混合物系统。

当其蒸气压与外压相当时，溶液就会沸腾，此时的温度称为沸点，沸腾的溶液也产图 1 文献的工作曲线生了气相和液相两种相数。

在一定压力下，二组分完全互溶混合物系统的沸点可能有三种情况：①混合物的沸点介于两种纯液体的沸点之间，这种混合物，气液两项的组成不同，可以通过精馏使系统的两个组分完全分离开；②混合物有沸点极大值；③混合物有沸点极小值。

②、③两种由于实际系统严重偏离了拉乌尔定律，②项负偏差很大，在相图上有沸点极大值，③项的正偏差很大，会产生沸点极小值，后面两种混合物情况，难以用精馏的方式将两种液体分离开②。

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。

二组分溶液沸点—组成图的绘制实验报告

实验名称：二组分溶液沸点——组成图的绘制班级：09级应化一班学号：0120 报告人：裴哲民同组人：匡江梅，李琪瑶，潘齐常，陈斌，梁细莲实验时间：2011年9月16日辅导老师：李传华一．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。

二．基本原理在一定的外压下，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。

本实验中采用在一定压力下，作出体系的温度T 和组分x 的关系图，即T-x 图。

完全互溶体系的T-x 图可分为三类：①液体与Raoult 定律的偏差不大，在T-x 图上，溶液的沸点介于两种纯液体的沸点之间（图），如苯-甲苯系统；②由于两组分的相互作用，溶液与Raoult 定律有较大的负偏差，在T-x 图上存在最高沸点（图），如卤化氢-水系统；③ 溶液与Raoult 定律有较大的正偏差，在T-x 图上存在最低沸点（图），如乙醇-水系统。

本实验所要测绘的环己烷-乙醇体系即属于第二类溶液。

对于一个组成恒定的封闭系t/t/t/AAABBBx B (a ) x B (b ) 气气气液液液x B (c )统，当系统达到气液平衡温度时，气液两相的组成和温度恒定不变，以此便能得到该温度下的平衡气-液两相组成的一对坐标。

依次改变系统的组成就能得到一系列的平衡气-液两相组成坐标点，用光滑曲线连接即成相图。

实验所用的沸点仪结构如图2，冷凝管底部的小球用以收集冷凝下来的气相样品。

双液系

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T沸=溶液沸点，p：测定时的大气压（单位mmHg）；（b）露茎校正：T露=0.000156(T观-T环境)。二相校正后的体系正常沸点为：T正常=T沸+T压+T露。
实验数据处理
(3)用从工作曲线上查得的溶液组成及校正后沸点，绘制乙醇 -环己烷气液平衡相图。 (4)从相图中确定最低恒沸点及恒沸混合物组成。
部分互溶双液系：只能在一定比例范围内互相溶解。例如，苯-水双液系。液体沸点与沸腾温度。对于双液系，沸点与外压有关，且与双液系组成有关。
3
实验原理
4
什么是相图？液体在一定外压力下，蒸气压达到外压力时沸腾，此时气相组成和液相组成不一定相等。依据相律， F=C-P+1，在气液两相共存时只有一个自由度，即温度确定时气液两相的组成也一定。把一定组成的某液态混合物加热到沸腾，测出沸点，再分别测定气相和液相组成，在相图上可画出两点组。不同组成的混合物沸点不同，改变混合物的组成，同法可画出另两点组，这样依次可得一系列的点组，每组中一个气相点，一个液相点，把所有的气相点连起来构成气相线，所有的液相点连起来构成液相线，从而形成相图。
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实验数据处理
(1)气相、液相（30C）样品折光率，从折光率对组成的工作曲线上查出相应组成；在查组成前，先用纯乙醇和环己烷作为标准测折光率，再与数据表比较作为校正依据。 (2)溶液沸点校正。（a）大气压的影响。用特鲁顿规则与克克方程校正，
T压 T沸 760 p 10 760
实验注意事项
取样方法与折光率测定注意点：超级恒温槽温度的控制以折光率仪上的显示为准，控制30.0C。取样时，应先关闭电源，停止加热；取样要快，避免样品挥发，产生误差，取样滴管要吹干，每次取样量不宜过多，不能留有上次的残液，每一个样应平行测定。注意气液相取样顺序。液相要冷却充分。半支相图测试完成判别方法与把握原则。（1）气相、液相组成接近（折光率接近）；（2）沸点接近64.8C, 环己烷组成接近0.55。合理安排实验时间。在加热、冷却时查数据、吹滴管等。

实验四二组分体系气液平衡相图

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。

二组分液液平衡系统相图讲义

W醇 7.81% W醇100.0
W醇8.4（ 7g）
水-正丁醇溶解度图
二组分液液平衡系统相图
(2)当正丁醇的加入量为 25.0g时，系统的总组成为：
W 醇 %2.5 02.1 500.002% 0
此时系统的物系点为d，在液液两相平衡共存区内，共轭两液相的相点为a和b，它们的组成是水层中W醇%=7.81%；醇层中W醇% =79.9%，由杠杆规则：
不断加入，l1 相会减少，l2 相的量
会增加。当总组成为 X 时：
• 当体系的总组成为 X2 时，l1 相恰好消失。
• 如果继续加酚至组成为 b 时，则体系中只有一个水在酚中的不饱和溶液相了。
二组分液液平衡系统相图
2.若某温度时有一组成为 d 的溶液，其状态点在ACB曲线的外面，故此时只有一个液相存在。
An
A"
T1
两相
313 D
C
E
0 0 .2 0 .4 0 .6 0 .8 1 .0
H 2 O 质量分数
C6H5NH2
H 2O -C 6H 5N H 2 的溶解度图
帽形区内两相共存
二组分液液平衡系统相图
一、部分互溶液体的相互溶解度 2.具有最低临界溶解温度
水-三乙基胺的溶解
度图如图所示。
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二组分液液平衡系统相图
一、部分互溶液体的相互溶解度
1.具有最高临界溶解温度
D点：苯胺在水中的饱和溶解度 E点：水在苯胺中的饱和溶解度
温度升高，互溶程度增加
B点：水与苯胺完全互溶
T B 是最高临界溶解温度
DB线是苯胺在水中的溶解度曲线 EB线是水在苯胺中的溶解度曲线
T/K
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